Studium mechanismu opravy mezivláknových křížových vazeb indukovaných alkoholem pomocí nukleasy SLX4-XPF-ERCC1

Abstract

Alkohol se řadí mezi nejpoužívanější rekreační drogu na světě, přestože se považuje jako rizikový faktor více než 200 nemocí. Hlavní negativní dopad alkoholu spočívá v jeho metabolitu acetaldehydu, který jakožto vysoce reaktivní sloučenina, může mimo jiné s DNA tvořit mutagenní adukty a mezivláknové křížové vazby, neboli ICL (z angl. Interstrand crosslink). Tvorba ICL, jehož kovalentní charakter blokuje oddělení dvou vláken DNA během replikace, je jedna z důležitých příčin mutageneze a karcinogeneze. Pro udržení genomové stability se vyvinuly opravné mechanismy. Jedním z nich je dráha, která využívá proteiny kódované geny Fanconiho anémie (FA), jejichž defekty vedou ke stejnojmennému onemocnění. Defekty opravných drah mohou být zvláště nebezpečné u osob s nedostatečnou funkčností jiných metabolických drah, jež jsou v případě acetaldehydových ICL alkoholici a osoby s mutacemi v genech, v jejichž důsledku dochází k hromadění toxického acetaldehydu. Teoretická část této práce se zabývá metabolismem alkoholu, in vivo tvorbou acetaldehydu a jeho interakcemi s DNA. Blíže jsou charakterizována ICL a jejich opravné dráhy. Samostatná kapitola je věnovaná FA. Praktická část této práce se zabývá přípravou ICL indukovaného acetaldehydem (zkr. AA-ICL) ve specifické pozici DNA a studiem jeho opravy in vitro. Konkrétně je...

Alcohol ranks among the most widely used recreational drugs in the world, even though it is considered a risk factor for more than 200 diseases. The primary negative impact of alcohol lies in its metabolite, acetaldehyde, which, as a highly reactive compound, can form mutagenic adducts and interstrand crosslinks (ICLs) in DNA. The formation of ICLs, which have a covalent nature and block the separation of the two DNA strands during replication, is one of the important causes of mutagenesis and carcinogenesis. To maintain genomic stability, repair mechanisms have evolved. One of them is a pathway that uses proteins encoded by Fanconi anaemia genes, whose defects lead to the disease of the same name. Defects in repair pathways can be particularly dangerous in individuals with impaired functionality in other metabolic pathways, such as alcoholics and individuals with mutations in genes that result in the accumulation of toxic acetaldehyde. The theoretical part of this thesis deals with alcohol metabolism, in vivo acetaldehyde formation, and its interactions with DNA. The ICL and their repair pathways are characterized in more detail. A separate chapter is dedicated to Fanconi anaemia. The practical part of this work focuses on the preparation of site-specific acetaldehyde- induced ICL (AA-ICLs) and the study...