DNA损伤修复蛋白PARP1聚ADP-核糖基化有丝分裂蛋白BUB3调控HeLa细胞的有丝分裂

目的探讨DNA损伤修复蛋白聚ADP-核糖聚合酶1[poly(ADP-ribose)polymerase 1,PARP1]对HeLa细胞有丝分裂的影响及其分子机制。方法使用流式细胞术、细胞免疫荧光、活细胞成像检测PARP1对HeLa细胞有丝分裂进程的影响。采用染色体核型分析、细胞免疫荧光检测PARP1对HeLa细胞染色体稳定性的影响。使用蛋白免疫印迹和免疫共沉淀检测HeLa细胞有丝分裂期PARP1的蛋白表达及酶活性变化。使用蛋白质组质谱分析方法鉴定与PARP1在有丝分裂期具有特异性相互作用的蛋白并进行免疫共沉淀及聚ADP-核糖基化实验验证。结果流式细胞术和细胞免疫荧光结果显示,敲低PARP1或使用奥拉帕尼抑制PARP1的酶活性后,HeLa细胞对诺考达唑诱导的有丝分裂阻滞反应显著下降(P<0.05)。活细胞成像结果显示,敲低PARP1后HeLa细胞的平均有丝分裂时间缩短(P<0.01)。染色体核型分析和免疫荧光结果显示,敲低PARP1后非整倍体细胞和多极纺锤体细胞的比例明显增加(P<0.05)。蛋白免疫印迹结果显示有丝分裂期PARP1的蛋白表达量无明显变化,免疫共沉淀实验结果显示其酶活性显著增加。蛋白质组质谱鉴定和免疫共沉淀结果显示,PARP1与有丝分裂检查点复合体(mitotic checkpoint complex,MCC)的主要组成蛋白BUB3在有丝分裂期具有特异性相互作用,并且BUB3可以发生聚ADP-核糖基化修饰。结论DNA损伤修复蛋白PARP1可能通过上调其酶活性并聚ADP-核糖基化MCC蛋白BUB3以调控HeLa细胞有丝分裂的正常进行并维持其染色体稳定性。