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| 导读 | XRCC1为 X-ray repair complementing defective repair in Chinese hamster cells 1(X射线交错互补修复基因1)，XRCC1编码的蛋白对因电离辐射和烷基化物引起的DNA单链断裂能起到有效的修复作用。XRCC1编码的蛋白与DNA连接酶III、聚合酶β、多聚ADP核糖转移酶交互作用，参与DNA的碱基切除修复 (Base Excisi... |
XRCC1为 X-ray repair complementing defective repair in Chinese hamster cells 1(X射线交错互补修复基因1)，XRCC1编码的蛋白对因电离辐射和烷基化物引起的DNA单链断裂能起到有效的修复作用。XRCC1编码的蛋白与DNA连接酶III、聚合酶β、多聚ADP核糖转移酶交互作用，参与DNA的碱基切除修复 (Base Excision Repair，BER)通路。研究证实，铅接触可诱发机体引起氧化应激导致DNA损伤，因此XRCC1作为重要的DNA损伤修复基因，与多种肿瘤以及铅中毒相关。
基因结构
XRCC1基因全称X-ray repair complementing defective repair in Chinese hamster cells 1，人类X射线交错互补修复基因1，位于第19号染色体19q13.2位置。XRCC1基因全长32.3kb，共有17个外显子，mRNA全长2,087nt，编码634个氨基酸残基组成的蛋白。
基因分子生物学功能
XRCC1编码的蛋白对因电离辐射和烷基化物引起的DNA单链断裂能起到有效的修复作用。XRCC1编码的蛋白与DNA连接酶III、聚合酶β、多聚ADP核糖转移酶交互作用，参与DNA的碱基切除修复 (Base Excision Repair，BER)通路[1]。众多研究显示，XRCC1基因上部分位点的多态性，与癌症发生有密切的关系[2, 3]。
XRCC1有三个主要的功能区域，至今为止还未发现Xrcc1自身有催化酶活性。Xrcc1通常利用与其它酶的结合，改变其它酶的活性，参与DNA修复。Xrcc1在机体内各个组织中的表达量均不高，在大肠中的表达相对较大。
Xrcc1蛋白N端的功能域与聚合酶β结合，调节其活性，精确有效地识别和修复DNA（聚合酶β对防止细胞凋亡或染色体畸变具有重要作用）；Xrcc1的乳腺癌易感基因蛋白-1同源羧基末端I区(BRCT I)与多聚ADP核糖转移酶(PARP1)相互作用（PARP1是DNA损伤修复所需的多核苷酸激酶，在DNA的单链和双链修复中起到关键作用）；Xrcc1羧基末端的BRCT II区域与DNA连接酶III作用，影响其连接活性，参与DNA碱基切除修复。
目前的研究证实，铅作业工人丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性随血铅含量升高而升高，并且随MDA水平升高DNA的损伤程度增加，表明铅接触可诱发机体引起氧化应激导致DNA损伤[4]。XRCC1作为重要的DNA损伤修复基因，因此与铅中毒的发生产生一定的关联性。
参与的通路
Xrcc1蛋白与DNA连接酶III、聚合酶β、多聚ADP核糖转移酶交互作用，参与BER(Base Excision Repair)DNA修复路径。（图1）
BER(Base Excision Repair) 通路
在DNA损伤修复过程中，XRCC1的N末端与弯曲的缺损DNA的凹面相连，而聚合酶β与DNA的凸面相连，紧密包裹受损DNA，从而调节聚合酶β的结合活性和聚合活性，保证精确有效地识别和修复DNA。聚合酶β敲除细胞对甲基化或乙基化高度敏感，表明聚合酶β对防止细胞凋亡或染色体畸变具有重要作用。Xrcc1通过中部的乳腺癌易感蛋白-1同源羧基末端I区( breast cancer susceptibility protein-1 homology C－terminal I，BRCT I)与PARP 作用。在许多有细胞周期检测点功能和对DNA损伤应答的蛋白中均发现了BRCT区。PARP是一种与断裂的单链和双链均有很高亲和力的DNA结合蛋白，并且是DNA末端损伤修复所需的多核苷酸激酶。PARP通过其N末端的锌指DNA结合区及其中央的BRCT区与Xrcc1发生作用，此锌指模体赋予蛋白识别并快速结合DNA的功能。Xrcc1羧基末端的BRCT Ⅱ区与DNA连接酶Ⅲ作用，XRCC1-DNA连接酶Ⅲ杂合二聚体通过BRCT-BRCT接触表面的盐键和疏水作用调节蛋白的相互作用。Xrcc1可能在聚合酶β与连接酶Ⅲ间起架桥作用，即通过聚合酶β填充核苷酸裂隙，使连接酶Ⅲ能立即封闭缺口，完成修复（图2）。[5, 6]
PARP-1，PARP-2，PARP-3和XRCC1在SSBR和BER中的作用
基因结构
XRCC1基因全称X-ray repair complementing defective repair in Chinese hamster cells 1，人类X射线交错互补修复基因1，位于第19号染色体19q13.2位置。XRCC1基因全长32.3kb，共有17个外显子，mRNA全长2,087nt，编码634个氨基酸残基组成的蛋白。
基因分子生物学功能
XRCC1编码的蛋白对因电离辐射和烷基化物引起的DNA单链断裂能起到有效的修复作用。XRCC1编码的蛋白与DNA连接酶III、聚合酶β、多聚ADP核糖转移酶交互作用，参与DNA的碱基切除修复 (Base Excision Repair，BER)通路[1]。众多研究显示，XRCC1基因上部分位点的多态性，与癌症发生有密切的关系[2, 3]。
XRCC1有三个主要的功能区域，至今为止还未发现Xrcc1自身有催化酶活性。Xrcc1通常利用与其它酶的结合，改变其它酶的活性，参与DNA修复。Xrcc1在机体内各个组织中的表达量均不高，在大肠中的表达相对较大。
Xrcc1蛋白N端的功能域与聚合酶β结合，调节其活性，精确有效地识别和修复DNA（聚合酶β对防止细胞凋亡或染色体畸变具有重要作用）；Xrcc1的乳腺癌易感基因蛋白-1同源羧基末端I区(BRCT I)与多聚ADP核糖转移酶(PARP1)相互作用（PARP1是DNA损伤修复所需的多核苷酸激酶，在DNA的单链和双链修复中起到关键作用）；Xrcc1羧基末端的BRCT II区域与DNA连接酶III作用，影响其连接活性，参与DNA碱基切除修复。
目前的研究证实，铅作业工人丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性随血铅含量升高而升高，并且随MDA水平升高DNA的损伤程度增加，表明铅接触可诱发机体引起氧化应激导致DNA损伤[4]。XRCC1作为重要的DNA损伤修复基因，因此与铅中毒的发生产生一定的关联性。
参与的通路
Xrcc1蛋白与DNA连接酶III、聚合酶β、多聚ADP核糖转移酶交互作用，参与BER(Base Excision Repair)DNA修复路径。（图1）
BER(Base Excision Repair) 通路
在DNA损伤修复过程中，XRCC1的N末端与弯曲的缺损DNA的凹面相连，而聚合酶β与DNA的凸面相连，紧密包裹受损DNA，从而调节聚合酶β的结合活性和聚合活性，保证精确有效地识别和修复DNA。聚合酶β敲除细胞对甲基化或乙基化高度敏感，表明聚合酶β对防止细胞凋亡或染色体畸变具有重要作用。Xrcc1通过中部的乳腺癌易感蛋白-1同源羧基末端I区( breast cancer susceptibility protein-1 homology C－terminal I，BRCT I)与PARP 作用。在许多有细胞周期检测点功能和对DNA损伤应答的蛋白中均发现了BRCT区。PARP是一种与断裂的单链和双链均有很高亲和力的DNA结合蛋白，并且是DNA末端损伤修复所需的多核苷酸激酶。PARP通过其N末端的锌指DNA结合区及其中央的BRCT区与Xrcc1发生作用，此锌指模体赋予蛋白识别并快速结合DNA的功能。Xrcc1羧基末端的BRCT Ⅱ区与DNA连接酶Ⅲ作用，XRCC1-DNA连接酶Ⅲ杂合二聚体通过BRCT-BRCT接触表面的盐键和疏水作用调节蛋白的相互作用。Xrcc1可能在聚合酶β与连接酶Ⅲ间起架桥作用，即通过聚合酶β填充核苷酸裂隙，使连接酶Ⅲ能立即封闭缺口，完成修复（图2）。[5, 6]
PARP-1，PARP-2，PARP-3和XRCC1在SSBR和BER中的作用
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