RAD18 E3 泛素蛋白连接酶；RAD18
RAD18，酿酒酵母，同源物
HGNC 批准的基因符号：RAD18
细胞遗传学定位：3p25.3 基因组坐标（GRCh38）：3:8,877,075-8,963,472（来自 NCBI）
▼ 说明
复制后修复在受损 DNA 复制时子链的间隙填充中发挥作用。在酿酒酵母中，rad18蛋白与rad6蛋白（UBE2A；312180），在此过程中发挥着关键作用（Tateishi等人评论，2000）。人类 RAD18 是一种 E3 泛素连接酶，可泛素化 DNA 复制和修复因子的关键成分 PCNA（176740），并与 PCNA 一起募集到 DNA 损伤位点（Centore et al., 2012）。
▼ 克隆与表达
Tateishi等人（2000）通过用人EST克隆筛选人胎盘cDNA文库，克隆了RAD18 cDNA，该EST克隆编码与酿酒酵母rad18的N末端同源的肽。人类 RAD18 编码推导的 495 个氨基酸的蛋白质，与酵母 rad18 具有 20% 的序列同一性和 42% 的相似性。人类 RAD18 定位于细胞核。在体内，人类 RAD18 蛋白通过保守的无名指基序与酵母 rad6 蛋白的人类同源物结合。具有该基序突变的人类 RAD18 基因的稳定转化体变得对紫外线、甲磺酸甲酯和丝裂霉素 C 敏感，并且发现在紫外线损伤的 DNA 复制中存在缺陷。因此，人 RAD18 是酵母 rad18 的功能同源物。
▼ 基因功能
RAD6（参见 179095）途径是真核细胞复制后 DNA 修复的核心。该途径的两个主要元件是泛素结合酶 RAD6 和 MMS2（603001）-UBC13（603679）异二聚体，它们分别被环指蛋白 RAD18 和 RAD5（608048）招募到染色质。Hoege et al.（2002）表明，UBC9（601661），一种小型泛素相关修饰剂（SUMO）结合酶，也与该途径有关；PCNA（176740），一种参与DNA合成和DNA聚合酶滑夹的PCNA（176740）。修复，是一个基材。PCNA 通过 RAD6 和 RAD18 进行单泛素化，并通过 lys63 连接的多泛素化进行修饰，这还需要 MMS2、UBC13 和 RAD5，并通过 UBC9 与 SUMO 缀合。所有 3 个修饰都会影响 PCNA K164 的相同赖氨酸残基，表明它们标记 PCNA 的替代功能。Hoege等人（2002）证明，这些修饰对DNA损伤的抵抗力有不同的影响，损伤诱导的PCNA泛素化是DNA修复的基础，并且在酵母和人类中发生在相同的保守残基上。
Ulrich and Jentsch（2000）证明RAD18和RAD5在介导RAD6通路成员之间的物理接触中发挥核心作用。RAD5 通过其环指结构域将 UBC13-MMS2 复合物招募到 DNA 上。此外，RAD5 与 RAD18 的结合使 UBC13-MMS2 与 RAD6-RAD18 复合物接触。因此，2 个环指蛋白之间的相互作用促进了异聚复合物的形成，其中 RAD6 和 UBC13-MMS2 的 2 个不同的泛素缀合活性可以紧密协调。Ulrich and Jentsch（2000）发现，虽然UBC13和MMS2主要是胞浆蛋白，但DNA损伤会触发它们重新分布到细胞核。
Tateishi等（2003）通过基因打靶构建了Rad18敲除小鼠胚胎干细胞。这些细胞以正常速度生长，但对 DNA 损伤剂高度敏感，并表现出复制后修复缺陷。敲除细胞突变率正常；然而，自发姐妹染色单体交换的发生频率是正常频率的两倍，并且在轻度 DNA 损伤后频率高出 3 倍。Rad18 敲除细胞中稳定转化和基因靶向特定位点的频率显着高于野生型细胞。Tateishi et al.（2003）得出结论，Rad18 的功能障碍会增加同源重组和非法重组的频率，并且 Rad18 通过复制后修复有助于维持基因组稳定性。
Adams等人（2005）利用酵母2-杂交筛选和免疫共沉淀分析表明，人BRCTX（SLF1；618467）与人类RAD18相互作用。BRCTX 的 C 末端和 RAD18 C 末端的残基 285 至 495 介导了相互作用。BRCTX 和 RAD18 共定位于细胞核。
Liu et al.（2012）发现，在转染的HEK293T细胞中，辐射后，Brctx从正常弥散的核定位重新定位到DNA损伤的位点。质谱和免疫共沉淀分析表明，小鼠 Brctx 在转染的 HEK293T 细胞中与 RAD18 相互作用。Brctx 的 BRCT 结构域和 RAD18 的残基 439 至 470 都是相互作用所必需的。进一步的分析证实，Brctx 的 BRCT 结构域与磷酸化的 RAD18 特异性结合，这两种蛋白之间的相互作用对于 RAD18 在紫外线诱导的损伤修复途径中的功能至关重要。对小鼠胚胎成纤维细胞中 DNA 损伤诱导的 Brctx 灶形成的检查表明，Brctx 在 DNA 损伤信号转导途径中作用于 Rnf8（611685）和 Rad18 的下游。
Hishida et al.（2009）研究了酵母细胞对慢性低剂量紫外线（CLUV）的反应，并确定了RAD6-RAD18-RAD5无错复制后修复（PRR）途径在促进细胞生长和存活中的关键作用。他们发现，RAD6 无差错 PRR 通路的缺失会导致 CLUV 暴露细胞中 DNA 损伤检查点诱导的 G2 期停滞，而野生型和核苷酸切除修复缺陷的细胞基本上不受影响。在缺乏 RAD6 无差错 PRR 途径的情况下，细胞周期停滞不是由修复缺陷或紫外线诱导的光产物积累引起的。Hishida et al.（2009）观察到复制蛋白A（RPA）增加；参见 179835）- 和 Rad52（600392）- CLUV 暴露的 Rad18（605256）-δ 细胞中的黄色荧光蛋白焦点，并证明 Rad52 介导的同源重组对于从 CLUV 释放后 Rad18-δ 细胞的生存能力是必需的诱导G2阻滞。这些数据和其他数据表明，为了响应紫外线暴露的环境水平，RAD6 无错误的 PRR 途径会促进受损模板的复制，而不会产生大量的单链 DNA 区域。因此，该途径在长期低剂量紫外线照射期间特别重要，可防止适得其反的 DNA 检查点激活并允许细胞正常增殖。
Branzei et al.（2008）利用遗传和物理方法表明，在酿酒酵母中，Rad18是通过PCNA（176740）多泛素化和在受损复制叉处形成X形姐妹染色单体连接（SCJ）所必需的。泛素结合酶Mms2（603001）和Ubc13（603679）。Rad18-Mms2 介导的 SCJ 损伤旁路需要 SUMO 结合酶 Ubc9（601661）和 SUMO 化 PCNA，并与 Rad51（179617）依赖性重组事件相协调。Branzei et al.（2008）提出Rad18-Rad5-Mms2依赖的SCJ代表模板切换事件。他们得出的结论是，他们的结果揭示了 PCNA 泛素化和苏素化途径在促进涉及复制叉姐妹染色单体的瞬时损伤诱导的复制偶联重组事件中的作用。
Hu et al.（2013）描述了在野生型小鼠胚胎干细胞中自发融合反向重复序列以产生不稳定染色体重排的2条途径。γ辐射诱导了一条RECQL3（604610）调节的通路，该通路选择性地融合相同但不不匹配的重复序列。相比之下，紫外线诱导了一条依赖 RAD18 的途径，该途径有效地融合了不匹配的重复序列。此外，TREX2（300370），一种3-prime-to-5-prime核酸外切酶，抑制相同重复融合但增强错配重复融合，清楚地分离了这些途径。TREX2 与 UBC13 相关，并增强 PCNA 泛素化以响应紫外线，这与其作为无差错复制后修复的新成员一致。RAD18 和 TREX2 还抑制了因核苷酸耗尽而导致的复制叉停滞。复制叉停滞诱导相同和不匹配重复序列的融合，暗示错误复制是这两种途径的因果机制。
▼ 测绘
Tateishi等（2000）通过荧光原位杂交和放射杂交分析，将RAD18基因定位到3p25-p24，该区域在肺癌、乳腺癌、卵巢癌和睾丸癌中经常发现缺失。
