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我院徐蕾教授团队在《Molecular Biology and Evolution》发表重要研究成果

发布时间:2021-07-13 点击次数:10 发布人:卞显洋

2021年6月27日,我院徐蕾教授团队以皖南医学院为第一单位在世界顶级进化分子生物学杂志《Molecular Biology and Evolution》(IF=16.24)发表题为《Identification of a Novel Class of Photolyases as Possible Ancestors of Their Family》的研究论文,徐蕾教授为第一作者、通讯作者,研究生陈思梦为第二作者。

光修复酶(photolyase)是一种DNA修复蛋白,可以利用光能直接修复紫外线造成的DNA损伤。在远古无氧条件下,地球缺乏臭氧层的保护,紫外线到达地面的强度远强于现在的水平。光修复酶作为一种古老的DNA修复蛋白,可能在原始生命体的DNA修复过程中发挥重要作用。此前,学术界普遍认为,一类来自原核生物的FeS-BCP(Fe-S Bacterial Cryptochromes and Photolyases)蛋白因具有铁硫簇等原始特征,是光修复酶家族最古老的成员。然而,此观点的问题在于,FeS-BCP是一类6-4光修复酶,不能修复DNA紫外损伤的主要成分——CPD损伤,因而不足以使原始生命体存活下来。

该论文通过详实的系统发生分析,从270个物种的574条光修复酶家族蛋白序列中,发现了该家族中一类新成员——SPL(Short Photolyase-Like)。作者对SPL蛋白的序列和结构进行了生物信息学分析,发现该类蛋白具有与CPD光修复酶类似的底物结合区和FAD辅酶结合区,但缺乏正常光修复酶N端的α/β结构域,部分SPL还可能具有形成铁硫簇的能力。对来自束红球菌(Rhodococcus fascians)中具有代表性的SPL蛋白进行了克隆表达和性质研究证明,该蛋白结合有FAD辅酶,具有CPD损伤修复能力,且具有铁硫簇。根据结果,作者敏锐地推测SPL蛋白才是光修复酶家族中最原始的成员,此观点受到审稿专家的一致认可。本研究对于认识光修复酶家族的功能和进化具有重要意义,对地球生命的进化和演化的研究也具有一定的价值。

(周鸿铭、徐蕾/文  马旭明/审)