Mechanism of DNA-protein cross-linking by chromium.
Mechanism of DNA-protein cross-linking by chromium.
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DOI：
10.1021/tx9003402
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发表时间：
2010-02-15
影响因子：
4.1
通讯作者：
Zhitkovich, Anatoly
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Macfie, Andrea;Hagan, Elizabeth;Zhitkovich, Anatoly
六价铬是一种已知的 DNA-蛋白质交联 (DPC) 诱导剂，有助于抑制诱导基因和该金属的遗传毒性。淋巴细胞 DPC 还显示出作为人类接触 Cr(VI) 的生物标志物的潜在用途。在这里，我们研究了 Cr(VI) 形成 DPC 的机制及其主要细胞还原剂的影响。 Cr(VI) 与单电子还原硫醇（谷胱甘肽、半胱氨酸）或双电子供体抗坏血酸的体外反应对于 DPC 生产都是有效的，表明 Cr(V) 的作用是可有可无的。在 Cr(III) 螯合 EDTA 或磷酸盐存在的情况下，没有任何 Cr(VI) 还原剂能够生成 DPC。通过磷酸盐诱导 Cr(VI) 诱导的 DPC 解离，进一步证实了 Cr(III) 在 DNA-蛋白质连接中的关键作用。 EDTA 在 DPC 解离中效率非常低，表明其不太适合测试 Cr(III) 介导的桥接和复杂 DPC 的逆转。仅包含一种 Cr 修饰成分（蛋白质或 DNA）的反应表明 Cr(III)-DNA 加合是 DPC 形成的第一步。 Cr-DNA 加合物快速形成后，交联缓慢进行，表明蛋白质缀合是 DPC 生成中的限速步骤。在人肺 A549 细胞中消耗谷胱甘肽和恢复抗坏血酸水平的实验表明，高细胞还原能力可促进 DPC 产量。总的来说，我们的数据为三步交联机制提供了证据，包括（i）Cr（VI）还原为Cr（III），（ii）Cr（III）-DNA结合和（iii）通过DNA结合的Cr（III）捕获蛋白质，产生蛋白质-Cr（III）-DNA交联。
Hexavalent chromium is a known inducer of DNA-protein crosslinks (DPC) that contribute to repression of inducible genes and genotoxicity of this metal. Lymphocytic DPC have also shown potential utility as biomarkers of human exposure to Cr(VI). Here, we examined the mechanism of DPC formation by Cr(VI) and the impact of its main cellular reducers. In vitro reactions of Cr(VI) with one-electron reducing thiols (glutathione, cysteine) or two-electron donating ascorbate were all efficient at DPC production, indicating a dispensable role of Cr(V). No Cr(VI) reducer was able to generate DPC in the presence of Cr(III)-chelating EDTA or phosphate. A critical role of Cr(III) in DNA-protein linkages was further confirmed by dissociation of Cr(VI)-induced DPC by phosphate. EDTA was very inefficient in DPC dissociation, indicating its poor suitability for testing of Cr(III)-mediated bridging and reversal of complex DPC. Reactions containing only one Cr-modified component (protein or DNA) showed that Cr(III)-DNA adduction was the initial step in DPC formation. Crosslinking proceeded slowly after the rapid formation of Cr-DNA adducts, indicating that protein conjugation was the rate-limiting step in DPC generation. Experiments with depletion of glutathione and restoration of ascorbate levels in human lung A549 cells showed that high cellular reducing capacity promotes DPC yield. Overall, our data provide evidence for a three-step crosslinking mechanism involving (i) reduction of Cr(VI) to Cr(III), (ii) Cr(III)-DNA binding and (iii) protein capture by DNA-bound Cr(III) generating protein-Cr(III)-DNA crosslinks.
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影响因子：
4.5
作者：
Luxford, C;Dean, RT;Davies, MJ
通讯作者：
Davies, MJ
影响因子：
2.9
作者：
O'Brien, T;Mandel, HG;Patierno, SR
通讯作者：
Patierno, SR
DOI：
10.1016/j.mrgentox.2006.06.014
发表时间：
2006-11-07
影响因子：
1.9
作者：
Martin, Brooke D.;Schoenhard, J. Andy;Sugden, Kent D.
通讯作者：
Sugden, Kent D.
影响因子：
4.8
作者：
Liu, LP;Hachey, DL;Pegg, AE
通讯作者：
Pegg, AE
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作者：
COSTA, M
通讯作者：
COSTA, M