ADPribosylaatio

ADP-ribosylaatio on post-translaatiollinen modifikaatio, jossa ADP-ribose -yksiköitä siirretään NAD+-lähteestä kohdemolekyyliin. Reaktio kataloidaan ADP-ribosyltransferaasientsyymeillä (ART), joihin kuuluu erityisesti poly(ADP-ribose) polymeraasit (PARP). MAR-ribosylaatio tarkoittaa yhden ADP-ribose -yksikön siirtämistä kohteeseen, kun PAR-ribosylaatio muodostaa poly-ADP-ribose -jonoja. Kohteina voivat olla proteiinit, nukleiinihapot tai pienet molekyylit; modifikaatio muuttaa kohteen varausta, konformaatiota ja vuorovaikutuksia sekä säätelee solun toimintaa.

Poisto- ja reversibiliteettiprosessit ovat tärkeitä: poly(ADP-ribose) -jonoja hajottaa PARG (poly(ADP-ribose) glykohydrolase), ja mono-ADP-ribosejä poistavat ARH1 ja ARH3 sekä muut ADP-ribosyhydrolaasit. Tämä mahdollistaa dynaamisen säätelyn solun tilojen mukaan. Tärkeimpiä biologisia rooleja ovat DNA-vaurioiden havaitseminen ja korjaus, kromatiinin muokkaus, signaalointi ja metaboliset säädöt. Liiallinen PARP-aktivaation voi johtaa solukuolemaan (parthanatos).

Terapeuttinen ja tutkimuksellinen merkitys on huomattava: PARP-inhibiittorit ovat käytössä BRCA1/2-mutaatioihin liittyvien syöpien hoidossa, usein yhdessä DNA-damagerien kanssa. Tutkimuksessa käytetään anti-PAR-/anti-MAR-antikehoja sekä massaspektrometriaa modifikaation tunnistamiseen. ADP-ribosylaatio esiintyy monissa eliöissä ja näyttää säilyneen evoluutiossa tärkeänä regulatiivisena mekanismina. Esimerkkeinä bakteerien toksiineista ovat diphteria-toksiini, joka ADP-ribosylaation EF-2:een, ja kolera-toksiini, joka ADP-ribosylaation Gsα:iin.