ERCC2

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ERCC2ERCC Excision Repair 2),临床上常称为 XPD,位于染色体 19q13.32。它编码一种依赖 ATP 的 5' 到 3' 方向 DNA 解旋酶,是通用转录因子 TFIIH 复合物 的核心组分。ERCC2核苷酸切除修复NER)途径中负责解开受损部位周围的 DNA 双链,同时在 RNA 聚合酶 II 介导的 转录起始 中发挥必不可少的作用。该基因的突变会导致极具异质性的遗传性疾病,并深刻影响肿瘤细胞对 DNA 损伤类药物的应答。

点击展开详细分子与临床参数
ERCC2 蛋白质功能域结构
HGNC 符号 ERCC2
Entrez Gene 2068
UniProt ID P18074
酶分类 DNA 解旋酶 (SF2 家族)
分子量 ~86.9 kDa
核心结构域 HD1/HD2, 铁硫簇 (Fe-S)
辅助复合物 TFIIH 复合物
突变临床价值 顺铂增敏标志物
相关遗传病 XP-D, TTD, CS

分子机制:修复与转录的解旋引擎

ERCC2 是极少数同时直接参与转录和 DNA 修复的核心蛋白,其功能的履行高度依赖于 TFIIH 复合物

  • 核苷酸切除修复(NER): 当 DNA 受到 紫外线(UV)或 铂类药物 导致的体大加合物损伤时,ERCC2 利用其解旋酶活性,在受损位点周围解开约 25-30 个碱基对。这种“解旋”为切除酶(如 ERCC1)提供了必要的操作空间。
  • 转录起始: 在基因转录开始前,ERCC2 作为 TFIIH 的一部分,协助 RNA 聚合酶 II 打开启动子区的双链 DNA(形成转录泡),确保转录机械能够读取遗传模板。
  • 铁硫簇调控: ERCC2 含有独特的 4Fe-4S 簇结构,该结构对维持其蛋白质稳定性和解旋活性至关重要。研究发现,许多致病突变正是通过破坏该簇的稳定性发挥作用。

临床相关性与病理特征对比

临床场景 ERCC2 状态 临床意义与表现
膀胱癌 (UC) 体细胞功能丧失突变 顺铂化疗敏感标志物。突变导致 NER 能力下降,使肿瘤细胞无法修复铂类造成的 DNA 损伤,预示极佳的化疗响应。
着色性干皮病 (XP) 生殖系纯合突变 表现为极度的 紫外线过敏,皮肤癌发病风险增加 1000 倍以上。
毛发硫营养不良 (TTD) 特定位点突变 由于转录功能受损(而非单纯修复受损),导致发育迟缓、鱼鳞病和脆发。

精准医学:从修复缺陷到治疗窗口

基于 ERCC2 表型的干预路径

  • 顺铂化疗增敏: 在晚期或新辅助化疗中,携带 ERCC2 螺旋酶结构域突变的患者,其 病理完全缓解率 (pCR) 显著升高。检测该基因状态可有效指导个性化化疗选择。
  • 合成致死探索: 正在研究针对 ERCC2 缺陷细胞,联合使用 PARP 抑制剂 或针对 ATR 激酶的抑制剂,利用修复路径的叠加崩溃杀伤肿瘤。
  • 光防护管理: 针对 XP 患者,严格的物理屏蔽和 DNA 修复酶 局部替代疗法(如 T4N5 脂质体)是目前的标准管理手段。

核心相关概念

  • TFIIH 转录起始和 NER 路径公用的多亚基复合物,ERCC2 为其中的核心解旋酶单元。
  • ERCC1 NER 途径中的内切酶,常与 ERCC2 共同作为评估化疗耐药性的生物指标。
  • DNA 加合物 化学物质(如顺铂)与 DNA 结合形成的病理性复合物,是 ERCC2 负责修复的主要对象。
       学术参考文献与权威点评
       

[1] Van Houten B, et al. (2016). DNA repair as a therapeutic target in cancer. Nature Reviews Cancer.
[核心综述]:系统论述了 NER 路径组分(包括 ERCC2)如何影响化疗耐药。

[2] Kim J, et al. (2016). ERCC2 Mutations and Platinum Sensitivity in Bladder Cancer. Cancer Cell.
[临床突破]:首次通过临床队列证实了 ERCC2 突变与顺铂高度敏感性之间的因果关系。

[3] Grebe TW, et al. (2019). Structural basis for the role of XPD in TFIIH. Cell.
[结构生物学]:高清解析了 ERCC2TFIIH 复合体中的物理组装及其解旋机制。

           ERCC2 · 知识图谱
分子功能 DNA 解旋酶 • 转录辅助因子 • NER 限速步骤
临床应用 铂类化疗响应 • 膀胱癌预后 • 皮肤癌风险评估
研究热点 铁硫簇稳定性 • TFIIH 靶向 • 合成致死策略