最近，普渡大學的研究人員確定了一個重要的酶途徑，可有助于防止新細胞接收過多或過少的染色體——與癌癥和其他疾病有直接關系的一種情況。相關研究結果發(fā)表在2014年4月份的國際著名生物學期刊、細胞雜志子刊《分子細胞》（Molecular Cell）。

    普渡大學生物化學副教授Mark Hall發(fā)現(xiàn)，接近細胞分裂結束時，Cdc14酶能夠激活霍利迪連結體游離酶（Holliday junction resolvase）Yen1，Yen1可確保在親本細胞把基因組拷貝分配給子細胞之前，任何DNA斷裂能夠被完全修復。這個過程有助于預防一些最具破壞性的基因組錯誤，包括染色體或染色體片段的缺失。

    Hall指出：“只需要一個細胞就能發(fā)動一個腫瘤。這項研究為我們提供了一個平臺，來查明這些酶在人體細胞中究竟發(fā)揮什么作用，以及它們?nèi)绾斡绊懟蚪M的穩(wěn)定性和避免癌癥。”

    Cdc14與人體中的DNA損傷修復有關，但是這種酶究竟是如何有助于保護基因組以及它在這個過程中調節(jié)哪種蛋白質，還是未知的。

    Hall和他的同事們開發(fā)了一種新方法，來識別Cdc14發(fā)揮作用所結合的蛋白質底物。Cdc14通過移除其他蛋白質的磷酸鹽——一個小的化學基團，來調節(jié)它們的功能。利用芽殖酵母中的Cdc14——它與人類Cdc14非常相似，研究小組研究了這種酶在各種各樣合成底物分子上的活性，在Cdc14最偏愛的分子當中尋找相似的特征。

    Hall說：“從根本上說，我們嘗試了一把鎖的不同鑰匙，以弄清哪一把是最合適的。”

    該研究小組確定了Cdc14所靶定分子的最常見結構特征，并用生物信息學工具來查明酵母蛋白質中的匹配特征。他們證明Yen1是最佳匹配，進一步的實驗證實其為Cdc14的底物。Yen1是第一個待確定的參與DNA修復的Cdc14底物。

    Hall稱，酵母和人類中的這些酶非常的相似，因此這種方法也有可能用來識別人類Cdc14的靶標。他說：“盡管酵母和人屬于極為不同的物種，但兩者Cdc14酶的‘鎖’是完全相同的。這使我們相信，我們可以使用這種策略來確定人類Cdc14的底物，以及它們?nèi)绾慰刂艱NA修復過程和預防癌癥。”

    Hall認為，了解Cdc14在DNA修復中的作用以及酶如何與其底物結合，可以用來開發(fā)更有效的化療***對抗腫瘤。許多化療藥物，通過在癌細胞中產(chǎn)生如此廣泛的DNA損傷而達到療效。設計一種模擬Cdc14底物特征的化合物，將有助于阻止Cdc14修復癌細胞中的受損DNA，加速它們的死亡。

    Hall說：“開發(fā)Cdc14抑制化合物將使某些癌癥治療更加明確和有效。你可以將Cdc14抑制劑看作是癌細胞的氪星石（kryptonite），可能削弱它們的自我愈合能力，使它們更易受化療治療的影響。”

    Hall也正在探索利用Cdc14抑制劑來對抗作物中的致命真菌疾病。