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XRCC4

Synonyme: DNA Repair Protein XRCC4, X-Ray Repair Cross-Complementing Protein 4, SSMED
Englisch: DNA repair protein XRCC4

1 Definition

XRCC4, kurz für X-Ray Repair Cross Complementing 4, ist ein Protein in Eukaryoten, das an der Reparatur von DNA-Doppelstrangbrüchen durch die nicht-homologe Endverknüpfung beteiligt ist. XRCC4 bildet einen Komplex mit der DNA-Ligase IV, der die Stränge am Ende der Reparatur wieder verbindet.

2 Genetik

Das gleichnamige Gen für XRCC4 befindet sich beim Menschen auf Chromosom 5 an Genlokus q14.2. Es besteht aus 13 Exons.

3 Biochemie

XRCC4 bildet in seiner aktiven Form ein "hantelförmiges" Homotetramer. Dieses Tetramer besteht aus zwei Dimeren, die je an ein Strangende binden. An jedem N-Terminus befindet sich eine globuläre Domäne, wo sich auch ein DNA-bindendes Helix-Turn-Helix-Motiv befindet. Der C-Terminus ist eine lange α-helikale Domäne, die auch in die Bindung der Ligase IV involviert ist.[1]

4 Funktion

XRCC4 ist Teil der elementaren Proteine der nicht-homologen Endverknüpfung (NHEJ). Die anderen essentiellen Komponenten sind: Ku70/Ku80, DNA-PKcs, XLF und die DNA-Ligase IV. Nachdem die Strangbrüche durch Ku70/Ku80 erkannt wurden, müssen die Enden noch bearbeitet werden, bevor die Lücke durch den XRCC4-Ligase IV-Komplex verschlossen werden kann.[2]

Bevor XRCC4 die Ligase bindet, interagiert es mit dem Protein XLF, das wahrscheinlich die Strangenden überbrückt. Die Kinase DNA-PKcs phosphoryliert XRCC4, wodurch diese Bindung stabilisiert wird. Die XRCC4-Dimere verbinden sich nun zu einem Tetramer, wodurch wiederum die Bindung der Ligase IV an die C-terminale Domäne ermöglicht wird. Diese Bindung ersetzt eines der Dimere. Die Ligase katalysiert anschließend die kovalente Verknüpfung der Strangenden durch Ausbildung einer Phosphodiesterbindung.

5 Quellen

  1. Junop, M. S. et al. Crystal structure of the Xrcc4 DNA repair protein and implications for end joining. EMBO J 19, 5962-5970, doi:10.1093/emboj/19.22.5962 (2000).
  2. Andres, S. N. et al. A human XRCC4-XLF complex bridges DNA. Nucleic Acids Res 40, 1868-1878, doi:10.1093/nar/gks022 (2012).

Fachgebiete: Biochemie, Biologie, Genetik

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