Faap100-KO 基因敲除小鼠

Faap100，也称为Fanconi anemia-associated protein of 100 kDa，是Fanconi anemia（FA）核心复合物中的一个关键成分。FA核心复合物在DNA损伤响应网络中起着核心作用，涉及BRCA1和BRCA2等乳腺癌易感基因产物。该复合物由八个FA蛋白组成，包括一个泛素连接酶（FANCL）和一个DNA转位酶（FANCM），对于FANCD2在DNA损伤响应中的单泛素化至关重要[2]。

Faap100是FA核心复合物稳定性的关键，它直接与FANCB和FANCL相互作用，形成一个稳定的亚复合物。这个亚复合物的形成保护了每个成分免受蛋白酶解降解，并允许它们在核定位期间由FANCA和FANCM进行共调控。使用siRNA耗竭和基因敲除技术，研究人员发现Faap100缺乏的细胞表现出FA细胞的主要特征，包括FANCD2单泛素化缺陷、对DNA交联剂的超敏性和基因组不稳定性[2]。

此外，FA核心复合物为FANCD2的特定空间泛素化提供了关键的E3连接酶功能，从而激活FA通路。在FA核心复合物的七个FA基因产物中，FANCL具有一个RING结构域，具有已证实的E3连接酶活性。其他六个成分没有明确定义的作用。通过表型分析，研究人员确定了FA核心复合物中的三个功能模块：一个由FANCL、FANCB和FAAP100组成的催化模块，对于E3连接酶功能是绝对必需的，而FANCA-FANCG-FAAP20和FANCC-FANCE-FANCF模块提供非冗余和辅助功能，帮助催化模块结合染色质或DNA损伤部位。破坏催化模块会导致核心复合物功能的完全丧失，而失去任何辅助模块成分则不会[4]。

在FA通路中，单泛素化的FANCD2随后招募其他蛋白因子以去除DNA交联或稳定停滞的复制叉。FA核心复合物的分子结构解释了它如何维持基因组稳定性。FA核心复合物由两个中心二聚体组成，这些二聚体由FANCB和FAAP100亚基组成，两侧各有一个RING指亚基FANCL。这两个异源三聚体充当支架，以组装其余五个亚基，从而形成一个扩展的、不对称的结构。支架的失稳会破坏整个复合物，导致非功能性FA通路。因此，该结构为FANCB、FANCL和FAAP100突变患者数量较少提供了机制基础。尽管序列同源性缺乏，FANCB和FAAP100采用相似的结构。两个FANCL亚基在复合物的相对两端采用不同的构象，表明每个FANCL具有不同的作用。这种二聚体RING指结构域的结构和功能不对称性可能是E3连接酶的普遍特征。FA核心复合物的冷冻电子断层扫描结构为详细了解其E3连接酶活性和DNA交联修复提供了基础[1]。

此外，人类实体肿瘤中涉及DNA损伤响应/FA信号传导的体细胞基因突变是组织和细胞类型特异性的。该系统响应内源性和外源性细胞损伤。然而，非FA人类癌症中与这种防御机制相关的突变特征尚未得到广泛探索。研究人员发现，不同类型的人类癌症以与DDR/FA信号传导相关的独特体细胞突变基因为特征，每种癌症都伴随着独特的潜在驱动突变谱。例如，在泛癌样本中，ATM是最常突变的基因（5%），具有最高的潜在驱动突变数量（1714），其次是BRCA2（4%，有970个假定的驱动突变）。然而，这种模式并不适用于所有特定的癌症类型。例如，FANCT是乳腺癌（14%）和肝癌（4%）中最常突变的基因。此外，由于这些突变导致的DDR/FA信号传导的突变频率在前列腺癌的一个亚型中超过70%，每种亚型的脑、乳腺、肺和前列腺癌都显示出独特的基因改变频率。此外，这些基因改变模式对患者的生存和疾病无进展期有显著影响[3]。

综上所述，Faap100是FA核心复合物中的一个关键成分，对于FANCD2在DNA损伤响应中的单泛素化至关重要。Faap100对于FA核心复合物的稳定性至关重要，它直接与FANCB和FANCL相互作用，形成一个稳定的亚复合物。FA核心复合物为FANCD2的特定空间泛素化提供了关键的E3连接酶功能，从而激活FA通路。此外，人类实体肿瘤中涉及DNA损伤响应/FA信号传导的体细胞基因突变是组织和细胞类型特异性的，这些突变对患者的生存和疾病无进展期有显著影响。