Untersuchungen zur Beeinflussung der Reparatur oxidativer DNA-Schäden durch Poly(ADP-Ribose)-Polymerase, AP-Endonuklease 1 und das Xeroderma pigmentosum A Protein

Abstract

Gegenstand dieser Arbeit war die Untersuchung der Bedeutung der Poly(ADP-Ribose)-Polymerase 1 (PARP 1), der AP Endonuklease 1 (Ape 1) und des Xeroderma pigmentosum A (XPA) Proteins für die DNA-Reparatur in Säugerzellen.Zunächst wurde der Einfluss der PARP 1-Aktivität auf die Reparatur verschiedener DNA-Modifikationen untersucht. Die Ergebnisse zeigen erstmalig, dass eine Hemmung der PARP-Aktivität nicht nur eine deutliche Verlangsamung der Reparatur von Einzelstrangbrüchen, sondern auch von oxidativen Purinmodifikationen und Pyrimidindimeren zur Folge hat. Interessanterweise erfolgte diese Verlangsamung der DNA-Reparatur nicht in Csb-defizienten Zellen. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Aktivierung der PARP 1 und das Csb-Protein zusammen an einem neuartigen Mechanismus beteiligt sind, der die globale Reparatur verschiedener DNA-Modifikationen beschleunigt.Weiterhin wurde die Bedeutung der Nukleotidexcisionsreparatur als back-up Reparatur von 8 Hydroxyguanin untersucht. Dazu wurden normale und XPA-defiziente Fibroblasten des Menschen mit einem hOgg1-anitsense Konstrukt transfiziert und dann in diesen Zellen die Reparaturkinetiken oxidativer Basenmodifikationen bestimmt. Dadurch konnte eine Beteiligung des XPA-Proteins an diesem Reparaturweg ausgeschlossen werden.Außerdem wurden die Auswirkungen einer AP Endonuklease-1-Überexpression in XRCC1-defizienten Zellen auf die Reparatur von Einzelstrangbrüchen untersucht. Die Reparatur der induzierten Einzelstrangbrüche war in XRCC1-defizienten Zellen erwartungsgemäß deutlich langsamer als in XRCC1-profizienten Zellen. Die Überexpression der AP Endonuklease 1 in XRCC1-defizienten Zellen führte zu einer teilweisen Beschleunigung der Einzelstrangbruchreparatur.

The influence of poly(ADP-Ribose)polymerase 1 (PARP 1), AP endonuklease 1 (Ape 1) and the Xeroderma Pigmentosum A (XPA) protein on the repair of single-strand breaks (ssb), pyrimidine dimers and oxidative base modifications sensitive to Fpg protein (which include 8 hydroxyguanine) was analysed in mammalian cells.The data show that the repair rates of all three types of DNA damage are significantly lower in PARP-inhibited cells. Moreover, the influence of PARP inhibition is not observed in cells deficient in Cockayne Syndrome B protein (Csb). The results indicate that PARP activation and Csb are both involved in a novel mechanism that accelerates the global repair of various types of DNA modifications.The impact of nucleotide excision repair on the repair of 8-hydroxyguanine was also examined. Normal and XPA-deficient human fibroblasts were transfected with a hOgg1-antisense DNA and then the repair kinetics of Fpg-sensitive base modifications was determined. On the basis of the results, an involvement of XPA in the back-up repair of 8 hydroxyguanine was excluded.Moreover, the effects of an Ape 1 overexpression on the repair of ssb were analysed in XRCC1-deficient cells. The Ape 1 overexpression was able to partially restore the defective single-strand break repair in XRCC1-deficient cells.