O domínio catalítico é responsável pela polimerização da Poli (ADP-ribose). Este domínio tem um motivo altamente conservado que é comum a todos os membros da família PARP. O polímero PAR pode atingir comprimentos de até 200 nucleotídeos antes de induzir processos apoptóticos. A formação de polímero PAR é semelhante à formação de polímero de DNA a partir de trifosfatos de nucleotídeos. A síntese normal do DNA requer que um pirofosfato atue como o grupo de saída, deixando um único grupo fosfato ligando açúcares desoxirribose. A PAR é sintetizada usando nicotinamida (NAM) como o grupo de saída. Isto deixa um pirofosfato como o grupo de ligação entre os açúcares ribose em vez de grupos de fosfato único. Isto cria algum volume especial para uma ponte PAR, que pode ter um papel adicional na sinalização celular.

Papel na reparação de nicks de DNAEditar

Uma função importante do PARP é ajudar na reparação de nicks de DNA de cadeia única. Ele liga locais com uma única corda quebra através de seus dedos de zinco N-terminal e recrutará XRCC1, DNA ligase III, DNA polimerase beta, e uma kinase para o nick. Isto é chamado de reparação de excisão de base (RIC). A PARP-2 demonstrou oligomerizar com a PARP-1 e, portanto, também está implicada no RIC. Também foi demonstrado que a oligomerização estimula a actividade catalítica da PARP. A PARP-1 também é conhecida por seu papel na transcrição através da remodelação da cromatina por meio de histônios parylating e estrutura relaxante da cromatina, permitindo assim que o complexo de transcrição tenha acesso aos genes.

PARP-1 e PARP-2 são ativados por quebras de uma única cadeia de DNA, e tanto a PARP-1 quanto a PARP-2 têm deficiências graves na reparação do DNA e aumento da sensibilidade a agentes alquilantes ou radiação ionizante.

Atividade PARP e duração de vidaEdito

Atividade PARP (que é principalmente devido a PARP1) medida nas células sanguíneas leucocitárias mononucleares permeabilizadas de treze espécies de mamíferos (rato, cobaia, coelho, titismo, ovelha, porco, gado bovino, chimpanzé suíno, cavalo, burro, gorila, elefante e homem) correlaciona-se com a duração de vida máxima da espécie. A diferença de atividade entre as espécies de vida mais longa (humanos) e de vida mais curta (ratos) testadas foi de 5 vezes. Embora a cinética enzimática (constante de taxa unimolecular (kcat), Km e kcat/km) das duas enzimas não fossem significativamente diferentes, verificou-se que a PARP-1 humana tinha uma capacidade de automatização específica duas vezes maior do que a enzima rato, que os autores colocaram que poderia explicar, em parte, a maior atividade da PARP em humanos do que em ratos. Linfóbulos linfoblastóides estabelecidos a partir de amostras de sangue de humanos centenários (100 anos de idade ou mais) têm atividade PARP significativamente maior do que linhas de células de indivíduos mais jovens (20 a 70 anos de idade), indicando novamente uma ligação entre longevidade e capacidade de reparo.

Estes achados sugerem que a capacidade de reparo do DNA mediado pela PARP contribui para a longevidade dos mamíferos. Assim, estes achados suportam a teoria do dano ao DNA do envelhecimento, que assume que o dano ao DNA não reparado é a causa subjacente do envelhecimento, e que a capacidade de reparação do DNA contribui para a longevidade.

Papel das quirópterosEditar

As quirópteros (TNKs) são PARPs que compreendem repetições de anquirina, um domínio de oligomerização (SAM), e um domínio catalítico PARP (PCD). As Tankyrases também são conhecidas como PARP-5a e PARP-5b. Eles foram nomeados por sua interação com as proteínas TERF1 associadas ao telômero e repetições de anquirina. Eles podem permitir a remoção de complexos inibidores de telômeros das extremidades cromossômicas para permitir a manutenção dos telômeros. Através do seu domínio SAM e ANK, podem oligomerizar e interagir com muitas outras proteínas, tais como TRF1, TAB182 (TNKS1BP1), GRB14, IRAP, NuMa, EBNA-1, e Mcl-1. Eles têm papéis múltiplos na célula, como o tráfico vesicular através de sua interação em vesículas GLUT4 com a aminopeptidase insulino-responsiva (IRAP). Também desempenha um papel na montagem do fuso mitótico através de sua interação com a proteína 1 (NuMa) do aparelho mitótico nuclear, permitindo assim a orientação bipolar necessária. Na ausência de TNKs, é observada a parada da mitose na pré-anáfase através do ponto de controle do fuso Mad2. Os TNKs também podem PARsylate Mcl-1L e Mcl-1S e inibir sua função pró e anti-apoptótica; a relevância disso ainda não é conhecida.

Papel na morte celularEditar

PARP pode ser ativado em células que sofrem estresse e/ou danos ao DNA. O PARP ativado pode esgotar a célula de ATP em uma tentativa de reparar o DNA danificado. O ATP depleção em uma célula leva à lise e morte celular (necrose). PARP também tem a capacidade de induzir a morte celular programada, através da produção de PAR, o que estimula as mitocôndrias a libertarem AIF. Este mecanismo parece ser independente da caspase-independente. A clivagem da PARP, por enzimas como as caspases ou as catepsinas, normalmente inactiva a PARP. O tamanho dos fragmentos da clivagem pode dar uma idéia de qual enzima foi responsável pela clivagem e pode ser útil para determinar qual caminho de morte celular foi ativado.

Papel na modificação epigenética do DNAEditar

A modificação pós translacional mediada por PARP de proteínas como CTCF pode afetar a quantidade de metilação do DNA nos dinucleotídeos CpG (precisa de referências). Isto regula as características isolantes do CTCF pode marcar diferentemente a cópia do DNA herdado do DNA materno ou paternal através do processo conhecido como impressão genómica (necessita de revisão). A PARP também foi proposta para afetar a quantidade de metilação do DNA ligando-se diretamente ao DNA metiltransferase DNMT-1 após a ligação de cadeias de poli ADP-ribose a si mesma após interação com CTCF e afetando a atividade enzimática do DNMT1 (referências de necessidades).

Inibição terapêuticaEditar

Um corpo substancial de dados pré-clínicos e clínicos se acumulou com inibidores PARP em várias formas de câncer. Neste contexto, o papel da PARP na reparação da quebra de DNA de uma única cadeia é relevante, levando a lesões associadas à replicação que não podem ser reparadas se a reparação da recombinação homóloga (RRC) estiver defeituosa, e levando à letalidade sintética dos inibidores da PARP no cancro defeituoso da RRC. Os defeitos da RRHH estão classicamente associados ao BRCA1 e 2 mutações associadas ao câncer de mama familiar e ovariano, mas pode haver muitas outras causas de defeitos na RRHH. Assim, inibidores PARP de vários tipos (por exemplo, olaparibe) para câncer de mama e ovário mutante BRCA podem se estender além desses tumores se biomarcadores apropriados puderem ser desenvolvidos para identificar defeitos na RRHH. Há várias classes adicionais de novos inibidores PARP que estão em vários estágios de desenvolvimento clínico.

Um outro conjunto substancial de dados relaciona-se com o papel da PARP em indicações não oncológicas selecionadas. Em várias doenças graves e agudas (como acidente vascular cerebral, neurotrauma, choque circulatório e infarto agudo do miocárdio), os inibidores da PARP exercem benefício terapêutico (por exemplo, redução do tamanho do infarto ou melhora da função dos órgãos). Há também dados observacionais que demonstram a ativação da PARP em amostras de tecido humano. Nestas indicações de doença, a sobre-ativação da PARP devido ao estresse oxidativo e nitrativo impulsiona a necrose celular e a expressão gênica pró-inflamatória, o que contribui para a patologia da doença. medida que os ensaios clínicos com inibidores PARP em várias formas de câncer progridem, espera-se que uma segunda linha de investigações clínicas, visando testar os inibidores PARP para várias indicações não oncológicas, seja iniciada, em um processo chamado “repurpose terapêutico”.