ROS and DNA-damage responseAtaxia–t

ROS and DNA-damage response

Ataxia–telangiectasia mutated (ATM) and Ataxia–telangiectasia

and Rad3-related (ATR) are PI3K-like serine/threonine protein ki-
nases activated under genotoxic stress conditions and phosphorylate

various proteins involved in cell proliferation, cell death and survival,

and DNA repair [140,141]. These two signaling proteins were initially

thought to be activated by a particular type of DNA damage therefore

serving in parallel signaling pathways; however, accumulating evi-
dence suggests that the ATM- and ATR-pathways communicate and

cooperate in response to DNA damage [141]. ATM, preferentially acti-
vated by DNA double strand breaks, has been shown to serve as a sen-
sor of oxidative stress in which ATM-deficient cells were more

susceptible to oxidative stress-inducing agents as well as DNA dam-
aging agents [142]. However, it has recently been demonstrated

that the molecular mechanisms of the activation of ATM by DNA dam-
age and oxidative stress are different. Upon double strand DNA break

induction by agents such as bleomycin, cells recruit the Mre11–

Rad50–Nbs1 (MRN) complex to damaged sites together with ATM,

which in turn triggers autophosphorylation of ATM at Ser-1981 and

activates ATM protein kinase activity leading to phosphorylation of

downstream signaling proteins such as checkpoint kinase 2 (Chk2) at

Thr-68 and p53 at Ser-15 (Fig. 8). Phosphorylation of ATM at Ser-1981

and its kinase activity are reversibly regulated by protein phosphatase

2A (PP2A)[143]. Cells exposed to H2O2 also feature ATM activated via

Ser-1981 phosphorylation [144–146], although Guo et al. showed that

H2O2 activates ATM in an MRN/Ser-1981 autophosphorylation-
independent manner (Fig. 8) based on their results that 1) ATM was ac-
tivated by H2O2 equivalently in both wild type and mutant Mre11 cells,

and 2) H2O2 activated both wild type and Ser-1981 to alanine mutant

purified dimeric ATM in vitro [144]. Noncovalently associated dimeric

(non-active) ATM is known to be dissociated into active monomers in

response to DNA damage; however, Guo et al. showed that purified

ATM protein incubated with H2O2 in vitro migrated slower in SDS-
PAGE due to formation of covalent dimers that were sensitive to reduc-
ing agents, and given the fact that N-acetyl-cysteine (NAC) blocked ATM

activation induced by H2O2 in vitro [144], these results suggest that

H2O2 activates ATM through formation of active ATM dimers via inter-
molecular disulfide bond(s). Further characterization demonstrated

that Cys-2991, located near the kinase domain of human ATM, is pri-
marily involved in the disulfide bond formation and oxidative activation

Kết quả (Việt) 2:

ROS và DNA thiệt hại phản ứng Ataxia-telangiectasia biến đổi (ATM) và Mất điều hòa-telangiectasia và Rad3 liên quan (ATR) là protein serine / threonine PI3K như ki- NASes kích hoạt trong điều kiện căng thẳng genotoxic và phosphorylate protein khác nhau có liên quan đến sự tăng sinh tế bào, tế bào cái chết và sự sống còn, và DNA sửa chữa [140.141]. Hai protein truyền tín hiệu ban đầu được cho là được kích hoạt bằng một loại tổn thương DNA do đó phục vụ trong đường dẫn tín hiệu song song; Tuy nhiên, tích lũy chứng cứ dence cho thấy ATM- và ATR-con đường giao tiếp và hợp tác để đáp ứng với thiệt hại DNA [141]. ATM, ưu tiên được kích hoạt hóa bởi DNA vỡ hai sợi, đã được chứng minh để phục vụ như là một cảm hơn sor của stress oxy hóa trong đó các tế bào ATM thiếu có nhiều nhạy cảm với các tác nhân gây stress oxy hóa cũng như DNA hư hại các đại lý lão hóa [142 ]. Tuy nhiên, nó gần đây đã chứng minh rằng các cơ chế phân tử của sự kích hoạt của ATM bằng DNA hư hại tuổi và oxy hóa căng thẳng là khác nhau. Khi hai sợi DNA nghỉ cảm ứng bởi các tác nhân như bleomycin, các tế bào tuyển Mre11- phức tạp Rad50-Nbs1 (MRN) đến các trang web bị hư hỏng cùng với ATM, do đó gây autophosphorylation ATM tại Ser-1981 và kích hoạt hoạt động ATM protein kinase dẫn đến phosphoryl hóa protein hiệu hạ nguồn như kinase trạm kiểm soát 2 (Chk2) tại Thr-68 và p53 tại Ser-15 (hình. 8). Phosphoryl ATM tại Ser-1981 và kinase hoạt động của nó được điều chỉnh thuận nghịch bởi protein phosphatase 2A (PP2A) [143]. Các tế bào tiếp xúc với H2O2 cũng tính năng kích hoạt thông qua ATM Ser-1981 phosphoryl [144-146], mặc dù Guo et al. cho thấy H2O2 kích hoạt máy ATM tại một MRN / Ser-1981 autophosphorylation- cách độc lập (Hình. 8) dựa trên kết quả của họ là 1) Máy ATM đã được ac- tivated bằng H2O2 tương đương ở cả hai loại hoang dã và các tế bào Mre11 đột biến, và 2) H2O2 kích hoạt cả hai loại hoang dã và Ser-1981 tới alanine đột biến ATM dime tinh khiết trong ống nghiệm [144]. Noncovalently liên dime (không hoạt động) ATM được biết là được tách ra thành các đơn phân tích cực trong ứng phó với thiệt hại DNA; Tuy nhiên, Guo et al. cho thấy tinh khiết protein ATM ủ với H2O2 trong ống nghiệm chuyển chậm hơn trong SDS- TRANG do sự hình thành của các chất nhị trùng kết cộng hóa trị mà rất nhạy cảm với reduc- đại lý ing, và thực tế là cho N-acetyl-cystein (NAC) chặn ATM kích hoạt gây ra bởi H2O2 trong ống nghiệm [144], những kết quả này gợi ý rằng H2O2 kích hoạt ATM thông qua hình thành dimer ATM hoạt động thông qua liên kết disulfide phân tử (s). Hơn nữa đặc tính chứng minh rằng Cys-2991, nằm ​​gần các miền kinase của con người ATM, là tiên marily tham gia vào việc hình thành liên kết disulfide và kích hoạt oxy hóa