유방암 억제 유전자 BRCA2는 상동 재조합 (homologous recombination, HR)을 통한 DNA 수리 과정에서 그 역할을 통해 포유류 세포의 유전체 무결성을 유지하는 데 필수적입니다. BRCA2는 3,418개의 아미노산으로 구성되어 있으며, RAD51 재조합효소와 다른 단백질들, 그리고 DNA와 상호작용하는 여러 도메인으로 이루어져 있습니다.
BRCA2 상동 재조합 (homologous recombination, HR)
HR에서 BRCA2의 세포 기능을 이해하기 위해, 다양한 BRCA2 도메인으로 구성된 융합체를 생성하고, 특정 단백질 및 DNA 상호작용을 방해하기 위해 이러한 도메인에 돌연변이를 도입했습니다. DNA 결합 도메인이 결실되고 HR에서 활성을 보이는 BRCA2 융합 펩타이드가 PALB2 종양 억제제와의 상호작용에 전적으로 의존한다는 것을 발견했습니다. 반대로, PALB2 결합 도메인이 결실된 BRCA2 융합 펩타이드는 온전한 DNA 결합 도메인에 의존하며, 이는 이 보존된 도메인이 생체 내에서 역할을 함을 시사합니다.
돌연변이 분석에 따르면, DNA 결합 도메인의 단일 가닥 및 이중 가닥 DNA 결합 활동 모두가 그 활성을 위해 필요합니다. PALB2 자체도 DNA에 결합한다는 점을 고려할 때, 이러한 결과는 RAD51을 DNA로 전달하는 대체 메커니즘을 제시합니다. 또한, BRCA2의 C 말단에는 RAD51 의존적 및 비의존적 활동이 모두 포함되어 있으며, 이는 일부 상황에서 HR에 필수적입니다.
마지막으로, 작은 펩타이드 DSS1과의 결합은 결합 도메인이 존재할 때는 활성을 위해 필수적이지만, 결합 도메인이 없을 때는 그렇지 않습니다. 우리의 결과는 BRCA2 단백질 내의 기능적 중복성을 드러내며, 포유류 세포에서 최적의 HR 기능을 위해 설계된 이 큰 단백질의 가변성을 강조합니다. BRCA2 전체에 걸쳐 발생하는 질병 유발 돌연변이는 다양한 도메인 변형으로 인한 최적 이하의 HR을 시사합니다.
BRCA2 W31
BRCA2의 W31은 PALB2와의 주요 접촉 잔기로, PALB2의 베타 프로펠러의 소수성 주머니에 삽입됩니다. 유방암 정보 코어(BIC) 데이터베이스에 주석이 달린 W31C 돌연변이는 전체 길이 BRCA2와 PALB2의 상호작용을 손상시키고 HR 기능을 저해합니다.
W31C 돌연변이는 midi-BRCA2가 HR에서 기능하는 능력을 현저히 감소시킵니다. 이러한 결과는 midi-BRCA2와 PALB2의 상호작용이 HR을 촉진한다는 것을 나타냅니다. 그러나 W31C 돌연변이에 의해 HR이 완전히 억제되는 것은 아닙니다. 두 midi-BRCA2 돌연변이의 HR 활동은 mini-BRCA2와 유사합니다. 그러나 C 말단 RAD51 결합 부위(S3291A)와 W31C의 복합 돌연변이는 midi-BRCA2-2의 HR 기능을 심각하게 손상시킵니다. 이는 PALB2 결합 부위가 손상되었을 때, midi-BRCA2-2의 잔여 활동이 mini-BRCA2와 마찬가지로 C 말단 RAD51 결합 부위를 필요로 한다는 것을 나타냅니다.
