vestnik-bio-msuВестник Московского университета. Серия 16. БиологияVestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 16. Biologiya0137-0952Lomonosov Moscow State University, School of Biology10.55959/MSU0137-0952-16-80-3S-12vestnik-bio-msu-1545Research ArticleОригинальные исследованияОптимизация получения рекомбинантной поли(АДФ-рибоза) полимеразы 3 человекаOptimization of recombinant human poly(ADP-ribose) polymerase 3 productionВолковаЕ. А.VolkovaE. A.

Волкова Екатерина Александровна – мл. науч. сотр. кафедры биоинженерии биологического факультета 

119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12 

Тел.: 8-495-939-57-38 

 1–12 Leninskie Gory, Moscow, 119234 

katerinavlkv@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9240-9054КоровинаА. Н.KorovinaA. N.

Коровина Анна Николаевна – канд. биол. наук, мл. науч. сотр. кафедры биоинженерии биологического факультета 

119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12 

Тел.: 8-495-939-57-38 

 1–12 Leninskie Gory, Moscow, 119234 

anna.korovina@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-4129-4984МалюченкоН. В.MaluchenkoN. V.

Малюченко Наталия Валериевна – канд. биол. наук, доц. кафедры биоинженерии биологического факультета 

119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12 

Тел.: 8-495-939-57-38 

 1–12 Leninskie Gory, Moscow, 119234 

mal_nat@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7389-7993СтудитскийВ. М.StuditskyV. M.

Студитский Василий Михайлович – докт. биол. наук, вед. науч. сотр. кафедры биоинженерии биологического факультета 

119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12 

333 Cottman Ave., Philadelphia, 19111, Pennsylvania 

Тел.: 8-495-939-57-38 

 1–12 Leninskie Gory, Moscow, 119234 

 333 Cottman Ave., Philadelphia, 19111, Pennsylvania 

vasily.studitsky@fccc.eduКафедра биоинженерии, биологический факультет, Московский государственный университет имени М.В. ЛомоносоваРоссияDepartment of Bioengineering, Faculty of Biology, Lomonosov Moscow State UniversityRussian FederationКафедра биоинженерии, биологический факультет, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Fox Chase Cancer CenterРоссияDepartment of Bioengineering, Faculty of Biology, Lomonosov Moscow State University; Fox Chase Cancer CenterRussian Federation202510112025803S8186Copyright © Волкова Е.А., Коровина А.Н., Малюченко Н.В., Студитский В.М., 20252025Волкова Е.А., Коровина А.Н., Малюченко Н.В., Студитский В.М.Volkova E.A., Korovina A.N., Maluchenko N.V., Studitsky V.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik-bio-msu.elpub.ru/jour/article/view/1545

PARP3 (Poly(ADP-ribose) polymerase 3), наряду с другими членами семейства PARP – PARP1 и PARP2, является важным фактором репарации ДНК. Специфические функции и молекулярные механизмы действия этого белка изучены недостаточно. Разработка надежного протокола получения PARP3 с высокой чистотой и выходом представляет собой необходимое условие для всестороннего анализа белка, в том числе изучения его связывания с ДНК, ферментативной активности, взаимодействий с другими белковыми факторами, а также структурных исследований. В данной работе представлен модифицированный протокол экспрессии белка PARP3 человека в клетках Escherichia coli и его последующей очистки, позволяющий существенно увеличить выход белка по сравнению с ранее опубликованными методиками.

PARP3 (Poly(ADP-ribose) polymerase 3), like other PARP family members (PARP1 and PARP2), is an important factor in DNA repair. The specific functions and molecular mechanisms of action of this protein remain insufficiently studied. The development of a reliable protocol for obtaining high-purity and yield PARP3 is essential for comprehensive protein analysis, enzymatic activity, including studies of its binding to DNA, interactions with other protein factors, and structural investigations. In this study, we present a modified protocol for the expression of human PARP3 from Escherichia coli cells and its subsequent purification, which significantly increases protein yield compared to previously published methods.

PARP3рекомбинантный белокочистка белкаNi2+-сефарозагепаринсефарозахроматографияE. coliPARP3recombinant proteinprotein purificationNi2+-sepharoseheparin-sepharosechromatographyE. coliReferencesAugustin A., Spenlehauer C., Dumond H., Ménissier-de Murcia J., Piel M., Schmit A.C., Apiou F., Vonesch J.L., Kock M., Bornens M., De Murcia G. PARP-3 localizes preferentially to the daughter centriole and interferes with the G1/S cell cycle progression. J. Cell Sci. 2003;116(8):1551–1562.Augustin A., Spenlehauer C., Dumond H., Ménissier-de Murcia J., Piel M., Schmit A.C., Apiou F., Vonesch J.L., Kock M., Bornens M., De Murcia G. PARP-3 localizes preferentially to the daughter centriole and interferes with the G1/S cell cycle progression. J. Cell Sci. 2003;116(8):1551–1562.Vyas S., Chesarone-Cataldo M., Todorova T., Huang Y.H., Chang P. A systematic analysis of the PARP protein family identifies new functions critical for cell physiology. Nat. Commun. 2013;4(1):2240.Vyas S., Chesarone-Cataldo M., Todorova T., Huang Y.H., Chang P. A systematic analysis of the PARP protein family identifies new functions critical for cell physiology. Nat. Commun. 2013;4(1):2240.Luo X., Kraus W.L. On PAR with PARP: cellular stress signaling through poly(ADP-ribose) and PARP-1. Genes Dev. 2012;26(5):417–432.Luo X., Kraus W.L. On PAR with PARP: cellular stress signaling through poly(ADP-ribose) and PARP-1. Genes Dev. 2012;26(5):417–432.Langelier M.F., Riccio A.A., Pascal J.M. PARP-2 and PARP-3 are selectively activated by 5′ phosphorylated DNA breaks through an allosteric regulatory mechanism shared with PARP-1. Nucleic Acids Res. 2014;42(12):7762–7775.Langelier M.F., Riccio A.A., Pascal J.M. PARP-2 and PARP-3 are selectively activated by 5′ phosphorylated DNA breaks through an allosteric regulatory mechanism shared with PARP-1. Nucleic Acids Res. 2014;42(12):7762–7775.Los M., Mozoluk M., Ferrari D., Stepczynska A., Stroh C., Renz A., Herceg Z., Wang Z.Q., Schulze-Osthoff K. Activation and caspase-mediated inhibition of PARP: A molecular switch between fibroblast necrosis and apoptosis in death receptor signaling. Mol. Biol. Cell. 2002;13(3):978–988.Los M., Mozoluk M., Ferrari D., Stepczynska A., Stroh C., Renz A., Herceg Z., Wang Z.Q., Schulze-Osthoff K. Activation and caspase-mediated inhibition of PARP: A molecular switch between fibroblast necrosis and apoptosis in death receptor signaling. Mol. Biol. Cell. 2002;13(3):978–988.Gupte R., Liu Z., Kraus W.L. PARPs and ADP-ribosylation: recent advances linking molecular functions to biological outcomes. Genes Dev. 2017;31(2):101–126.Gupte R., Liu Z., Kraus W.L. PARPs and ADP-ribosylation: recent advances linking molecular functions to biological outcomes. Genes Dev. 2017;31(2):101–126.Van Beek L., McClay É., Patel S., Schimpl M., Spagnolo L., Maia De Oliveira T. PARP Power: A structural perspective on PARP1, PARP2, and PARP3 in DNA damage repair and nucleosome remodelling. Int. J. Mol. Sci. 2021;22(10):5112.Van Beek L., McClay É., Patel S., Schimpl M., Spagnolo L., Maia De Oliveira T. PARP Power: A structural perspective on PARP1, PARP2, and PARP3 in DNA damage repair and nucleosome remodelling. Int. J. Mol. Sci. 2021;22(10):5112.Morales J., Li L., Fattah F.J., Dong Y., Bey E.A., Patel M., Gao J., Boothman D.A. Review of poly (ADP-ribose) polymerase (PARP) mechanisms of action and rationale for targeting in cancer and other diseases. Crit. Rev. Eukaryot. Gene Expr. 2014;24(1):15–28.Morales J., Li L., Fattah F.J., Dong Y., Bey E.A., Patel M., Gao J., Boothman D.A. Review of poly (ADP-ribose) polymerase (PARP) mechanisms of action and rationale for targeting in cancer and other diseases. Crit. Rev. Eukaryot. Gene Expr. 2014;24(1):15–28.Rulten S.L., Fisher A.E.O., Robert I., Zuma M.C., Rouleau M., Ju L., Poirier G., Reina-San-Martin B., Caldecott K.W. PARP-3 and APLF function together to accelerate nonhomologous end-joining. Mol. Cell. 2011;41(1):33–45.Rulten S.L., Fisher A.E.O., Robert I., Zuma M.C., Rouleau M., Ju L., Poirier G., Reina-San-Martin B., Caldecott K.W. PARP-3 and APLF function together to accelerate nonhomologous end-joining. Mol. Cell. 2011;41(1):33–45.Langelier M.F., Steffen J.D., Riccio A.A., McCauley M., Pascal J.M. Purification of DNA damage-dependent PARPs from E. coli for structural and biochemical analysis. Poly(ADP-Ribose) Polymerase. Methods in Molecular Biology, vol. 1608. Ed. A.V. Tulin. N.Y.: Springer New York; 2017:431–444.Langelier M.F., Steffen J.D., Riccio A.A., McCauley M., Pascal J.M. Purification of DNA damage-dependent PARPs from E. coli for structural and biochemical analysis. Poly(ADP-Ribose) Polymerase. Methods in Molecular Biology, vol. 1608. Ed. A.V. Tulin. N.Y.: Springer New York; 2017:431–444.Amé J.C., Camuzeaux B., Dantzer F., Schreiber V. Purification of recombinant human PARP-3. Poly(ADP-Ribose) Polymerase. Methods in Molecular Biology, vol. 1608. Eds. A.V. Tulin. N.Y.: Springer New York; 2017:373–394.Amé J.C., Camuzeaux B., Dantzer F., Schreiber V. Purification of recombinant human PARP-3. Poly(ADP-Ribose) Polymerase. Methods in Molecular Biology, vol. 1608. Eds. A.V. Tulin. N.Y.: Springer New York; 2017:373–394.Lowary P.T., Widom J. New DNA sequence rules for high affinity binding to histone octamer and sequence-directed nucleosome positioning. J. Mol. Biol. 1998;276(1):19–42.Lowary P.T., Widom J. New DNA sequence rules for high affinity binding to histone octamer and sequence-directed nucleosome positioning. J. Mol. Biol. 1998;276(1):19–42.Luger K., Rechsteiner T.J., Richmond T.J. Preparation of nucleosome core particle from recombinant histones. Chromatin. Methods in Enzymology, vol. 304. Eds. P.M. Wassarman and A.P. Wolffe. Academic Press; 1999:3–19.Luger K., Rechsteiner T.J., Richmond T.J. Preparation of nucleosome core particle from recombinant histones. Chromatin. Methods in Enzymology, vol. 304. Eds. P.M. Wassarman and A.P. Wolffe. Academic Press; 1999:3–19.Grundy G.J., Polo L.M., Zeng Z., Rulten S.L., Hoch N.C., Paomephan P., Xu Y., Sweet S.M., Thorne A.W., Oliver A.W., Matthews S.J., Pearl L.H., Caldecott K.W. PARP3 is a sensor of nicked nucleosomes and monoribosylates histone H2BGlu2. Nat. Commun. 2016;7(1):12404.Grundy G.J., Polo L.M., Zeng Z., Rulten S.L., Hoch N.C., Paomephan P., Xu Y., Sweet S.M., Thorne A.W., Oliver A.W., Matthews S.J., Pearl L.H., Caldecott K.W. PARP3 is a sensor of nicked nucleosomes and monoribosylates histone H2BGlu2. Nat. Commun. 2016;7(1):12404.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.