Апуриновый-апиримидиновый участок ДНК (дезоксирибозофосфат без азотистого основания, АП-сайт) – одно из распространённых повреждений ДНК с высоким риском последующей мутации. Также АП-сайты являются промежуточным состоянием в процессе эксцизионной репарации оснований как результат работы гликозилазы, вырезающей повреждённое азотистое основание. В репарации таких участков главную роль играют АП-эндонуклеазы, наиболее часто встречаемые из которых – 5'-эндонуклеазы II типа. Например, у человека это белки APE1 и APE2, у бактерий – семейство NFO, к которому относится и изучаемый белок. Они распознают АП-сайты и затем гидролизуют связь между 5' концом (фосфатом) предыдущего мономера ДНК и 3' гидроксилом АП-сайта. Далее в процессе репарации фосфодиэстераза разрывает оставшуюся связь между фосфатом (на 5') АП-сайта и 3' гидроксилом следующего мономера ДНК, после чего ДНК-полимераза I присоединяет нужный нуклеотид, оставшийся разрыв устраняется лигазой и целостность ДНК восстанавливается.
Апуриновая-апиримидиновая ДНК-эндонуклеаза IV NFO из Thermatoga maritima (PDB ID: 4HNO [2])
| # | Имена атомов | Длина связи (ангстрем) | Угол N-O-C (°) |
| Альфа-спираль | |||
| 1. | O([LYS]80:A) - N([TRP]84:A) | 2.92 | 164.6 |
| 2. | O([ASP]81:A) - N([GLN]85:A) | 2.87 | 155.9 |
| 3. | O([ASP]82:A) - N([LYS]86:A) | 2.96 | 158.1 |
| 4. | O([ILE]83:A) - N([SER]87:A) | 2.85 | 155.6 |
| 5. | O([TRP]84:A) - N([VAL]88:A) | 2.95 | 158.1 |
| Среднее | 2.91 | 158.46 | |
| Бета-лист | |||
| 1. | O([VAL]140:A) - N([LEU]106:A) | 2.95 | 159.5 |
| 2. | O([LEU]106:A) - N([LEU]142:A) | 2.82 | 136.3 |
| 3. | O([LEU]142:A) - N([ILE]108:A) | 2.80 | 172.5 |
| 4. | O([ILE]108:A) - N([GLU]144:A) | 2.98 | 163.4 |
| 5. | O([ILE]141:A) - N([ALA]174:A) | 2.85 | 155.7 |
| 6. | O([ALA]174:A) - N([LEU]143:A) | 2.83 | 144.1 |
| 7. | O([LEU]143:A) - N([THR]176:A) | 2.97 | 132.8 |
| Среднее | 2.89 | 152.05 | |
Полученные данные хорошо согласуются с теоретической базой. Параметры водородных связей в основном соответствуют стандартным: расстояние близко к 2.9 ангстрем [3], угол N-O-C (D-A-A', где D-донор, A-акцептор) в диапазоне 135°±45°[4]. Альфа-спираль имеет чёткую структуру, где аминокислота образует водородные связи с 4-ой по счёту аминокислотой до (атомом азота – донором водорода) и после (атомом кислорода – акцептором), причем атомами, входящими в остов, а не боковые цепи. В бета-листах между собой взаимодействуют соседние тяжи, причём атомы остова одной аминокислоты также могут участвовать в двух водородных связях. Средние значения расстояний в анализируемом белке оказались несколько меньше теоретических (2.91 против 2.99 и 2.89 против 2.91 для альфа-спиралей и бета-листов соответственно)[3]. Обе структуры имеют параметры связей, близкие к расчётным для бета-листов. Теоретический оптимум для угла N-O-C составляет 135°[4], полученные для изученной альфа-спирали углы находятся в диапазоне 155.6°-164.6°. Бета-лист здесь с параллельным направлением тяжей, а также имеет форму бочонка, что может объяснить большую вариативность углов его водородных связей (132.8°-172.5°).