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8,5' cyclopurine deoxynucleosides (cPu) are locally distorting DNA base lesions corrected by nucleotide excision repair (NER) and proposed to play a role in neurodegeneration prevalent in genetically defined Xeroderma pigmentosum (XP) patients. In the current study, purified recombinant helicases from different classifications based on sequence homology were examined for their ability to unwind partial duplex DNA substrates harboring a single site-specific cPu adduct. Superfamily (SF) 2 RecQ helicases (RECQ1, BLM, WRN, RecQ) were inhibited by cPu in the helicase translocating strand, whereas helicases from SF1 (UvrD) and SF4 (DnaB) tolerated cPu in either strand. SF2 Fe-S helicases (FANCJ, DDX11 (ChlR1), DinG, XPD) displayed marked differences in their ability to unwind the cPu DNA substrates. Archaeal Thermoplasma acidophilum XPD (taXPD), homologue to the human XPD helicase involved in NER DNA damage verification, was impeded by cPu in the non-translocating strand, while FANCJ was uniquely inhibited by the cPu in the translocating strand. Sequestration experiments demonstrated that FANCJ became trapped by the translocating strand cPu whereas RECQ1 was not, suggesting the two SF2 helicases interact with the cPu lesion by distinct mechanisms despite strand-specific inhibition for both. Using a protein trap to simulate single-turnover conditions, the rate of FANCJ or RECQ1 helicase activity was reduced 10-fold and 4.5-fold, respectively, by cPu in the translocating strand. In contrast, single-turnover rates of DNA unwinding by DDX11 and UvrD helicases were only modestly affected by the cPu lesion in the translocating strand. The marked difference in effect of the translocating strand cPu on rate of DNA unwinding between DDX11 and FANCJ helicase suggests the two Fe-S cluster helicases unwind damaged DNA by distinct mechanisms. The apparent complexity of helicase encounters with an unusual form of oxidative damage is likely to have important consequences in the cellular response to DNA damage and DNA repair.
Deregulierte Überaktivierung von Tyrosinkinasen der Abl-Familie spielen eine wesentliche Rolle in verschiedenen Leukämieformen beim Menschen. Neben der schon seit vielen Jahren für die CML als ursächlich anerkannten Fusionskinase p210Bcr-Abl sind weitere Fusionskinasen unter Beteiligung der Abl-Kinase in Formen der sowohl CML als auch der ALL und CMML beschrieben worden. Diese seltener auftretenden Abl-Fusionskinasen umfassen sowohl Bcr-Abl Proteine anderer Größe (p165Bcr-Abl, p190Bcr-Abl und p230Bcr-Abl) als auch die Tel-Abl Fusionskinasen, die anstelle von Teilen des Bcr-Proteins Teile des Tel-Proteins beinhalten. Im ersten Teil dieser Arbeit wurde die Kinasespezifität der onkongenen Fusionstyrosinkinasen Bcr-Abl und Tel-Abl mit der der physiologischen Kinasen c-Abl und Arg verglichen. Mittels kurzer Peptide, deren Aminosäuresequenzen Phosphorylierungsepitopen in Substratproteinen der Kinasen der Abl-Famile entsprechen, konnte eine verminderte katalytische Spezifität der onkogenen Kinasen Bcr-Abl und Tel-Abl gezeigt werden. Der zweiten Teil der hier dargestellten Ergebnisse fokussiert auf Signaltransduktionsereignisse, die in Tel-Abl exprimierenden Zellen auftreten, und vergleicht diese mit der für Bcr-Abl bekannten Signaltransduktion. Ähnlich wie Bcr-Abl konnte auch Tel-Abl in Proteinkomplexen mit dem Adapterprotein CRKL, ein Protein, das in Bcr-Abl-transformierten Zellen konstitutiv Tyrosin-phosphoryliert ist, nachgewiesen werden. Des weiteren wurde gezeigt, daß in den Tel-Abl exprimierenden Zellen die Adapterproteinen c-CrkII und CRKL phosphoryliert sind und mit vielen anderen tyrosinphosphorylierten Proteinen Komplexe bilden. Schließlich wurden einige Signaltransduktionsschritte beschrieben, die sowohl in Zellen, die Tel-Abl exprimieren, als auch in Zellen mit Bcr-Abl-Expression aktiviert sind. Mittels eines Ras×GPT-spezifischen Präzipitationsassys konnte eine konstitutive Anhebung des GTP-belandenen Anteils des GTPase Ras in den Zellen mit Expression der leukämischen Abl-Formen gezeigt werden. Sowohl die mitogene Kinase MAPK/Erk als auch die Kinase Akt/PKB, welche die Apotptose blockiert, werden ebenfalls durch Tel-Abl aktiviert. Die Ergebnisse der hier dargestellten Arbeit zeigen, daß die leukämischen Abl-Fusionsproteine eine katalytische Spezifität aufweisen, die sich von der der physiologischen Abl-Kinasen unterscheidet und daß Tel-Abl zumindest einige der Signaltransduktionswege zu aktivieren vermag, welche auch durch das onkogene Protein Bcr-Abl aktiviert werden.