DDB1

**ERCC4** jest protein koji je kod ljudi kodiran genom **ERCC4**  sa hromosoma 16. To je protein označen kao endonukleaza za popravak DNK XPF. Zajedno sa ERCC1, ERCC4 formira enzimski kompleks ERCC1-XPF koji učestvuje u popravcima DNK i DNK rekombinaciji.

Enzim nukleaza ERCC1-XPF siječe specifične strukture DNK. Mnogi aspekti ova dva genska proizvoda su ovdje opisani zajedno jer su oni partneri tokom popravka DNK. ERCC1-XPF nukleaza je esencijalna aktivnost na putu DNK popravka dekscizijom nukleotida (NER). ERCC1-XPF nukleaza također funkcionira na putevima za popravku prekid dvostrukog lanca u DNK, te u popravljanju oštećenja "poprečnog povezivanja" koje štetno povezuje dva lanca DNK.

Ćelije s onemogućujućim mutacijama u *ERCC4* su osjetljivije nego normalno na određene agense koji oštećuju DNK, uključujući ultraljubičasto zračenje i na hemikalije koje uzrokuju umrežavanje između lanaca DNK. Genetički modificirani miševi sa onemogućujućim mutacijama u *ERCC4* također imaju defekte u popravku DNK, praćene promjenama u fiziologiji izazvanim metaboličkim stresom koje rezultiraju preranim starenjem. Potpuna delecija *ERCC4* nije kompatibilna sa održivošću miševa, a nisu pronađene ljudske individue s potpunom (homozigotnom) delecijom *ERCC4*. Rijetke osobe u ljudskoj populaciji imaju naslijeđene mutacije koje narušavaju funkciju *ERCC4*. Kada su normalni geni odsutni, ove mutacije mogu dovesti do ljudskih sindroma, uključujući *xeroderma pigmentosum*, Cockayneov sindrom i Fanconijevu anemiju.

*ERCC1* i *ERCC4* su imena ljudskih gena, a *Ercc1* i *Ercc4* su analogna imena gena sisara. Slični geni sa sličnim funkcijama nalaze se u svim eukariotskim organizmima.

## Gen 
Ljudski gen *ERCC4* može ispraviti defekt popravka DNK u specifičnim mutantnim ćelijskim linijama osjetljivim na ultraljubičasto svjetlo (UV) izvedene iz ćelija jajnika kineskog hrčka. Izolirane su višestruke nezavisne komplementarne grupe ćelija jajnika kineskog hrčka (CHO), i ovaj gen je obnovio otpornost na UV zračenje na ćelije komplementarne grupe 4. Odražavajući ovaj metod genetičke komplementacije među vrstama, gen je nazvan "unakrsni komplementarni popravak ekscizije 4"

Ljudski "ERCC4" gen kodira XPF protein od 916 aminokiselina s molekulskom masom od oko 104.000 daltona.

Geni slični *ERCC4* sa ekvivalentnim funkcijama (ortolozi) nalaze se u drugim eukariotskim genomima. Neki od najviše proučavanih genskih ortologa uključuju „RAD1“ u pupajućem kvascu *Saccharomyces cerevisiae* i „rad16+“ u fisijskm kvascu *Schizosaccharomyces pombe*.

## Protein
Po jedna molekula ERCC1 i  XPF se vežu zajedno, formirajući ERCC1-XPF heterodimer koji je aktivni nukleazni oblik enzima. U ERCC1–XPF heterodimeru, ERCC1 posreduje u interakcijama DNK- i protein-protein. XPF osigurava aktivno mjesto endonukleaze i uključen je u vezivanje DNK i dodatne interakcije protein-protein. C-terminalni region XPF-a uključuje ostatke aktivnog mesta za aktivnost nukleaze. **(slika 1)**.

Većina ERCC1 proteina je povezana na nivou sekvence sa C-terminalom XPF proteina., ali ostaci u domenu nukleaze nisu prisutni. DNK-vezujući "heliks-ukosnica-heliks" domen na C-terminalu svakog proteina.

Po primarnoj sekvenci i strukturnoj sličnosti proteina, ERCC1-XPF nukleaza je član šire porodice strukturno specifičnih DNK-nukleaza koje se sastoje od po dvije podjedinice. Takve nukleaze uključuju, na primjer, nukleazu MUS81-EME1.

### Aminokiselinska sekvenca
Dužina polipeptidnog lanca je  916 aminokiselina, a molekulska težina  104.486 Da. **(slika 2)**. Ova specifičnost strukture prvobitno je pokazana za RAD10-RAD1, ortologe kvasca ERCC1 i XPF.

Hidrofobni motivi heliks–ukosnica–heliks u C-terminalnim regijama ERCC1 i XPF međusobno djeluju kako bi promovirali dimerizaciju dva proteina. Nema katalitske aktivnosti u odsustvu dimerizacije. Zaista, iako je katalitski domen unutar XPF-a i ERCC1 je katalitski neaktivan, ERCC1 je neophodan za aktivnost kompleksa.

Predloženo je nekoliko modela za vezivanje ERCC1–XPF za DNK, na osnovu parcijalnih struktura relevantnih proteinskih fragmenata pri atomskoj rezoluciji. Vezivanje DNK posredovano domenima heliks-ukosnica-heliks domena ERCC1 i XPF pozicionira heterodimer na spoju između dvolančane i jednolančane DNK.

### Popravak ekscizijom nukleotida (NER) 
Tokom popravka ekscizijom nukleotida, nekoliko proteinskih kompleksa sarađuje kako bi prepoznali oštećenu DNK i lokalno odvojili spiralu DNK na kratku udaljenost s obje strane mjesta oštećenja DNK. ERCC1–XPF-nukleaza urezuje oštećeni lanac DNK na 5′ strani lezije. Određeni putevi i popravke homologne rekombinacije i nehomolognog spajanja kraja oslanjaju se na funkciju ERCC1-XPF. Relevantna aktivnost ERCC1–XPF za oba tipa popravke dvolančanog prekida je sposobnost uklanjanja nehomolognih 3′ jednolančanih repova sa krajeva DNK prije ponovnog spajanja. Ova aktivnost je potrebna tokom podputa homologne rekombinacije jednolančanog izduživanja. Podrezivanje jednolančanih repova od 3’ je također potrebno u mehanički različitom podputu nehomolognog spajanja krajeva, neovisno o Ku-proteinima. Homologna integracija DNK, važna tehnika za genetičku manipulaciju, ovisi o funkciji ERCC1-XPF u ćeliji domaćinu.

### Popravak međunitnih poprečnih veza 
Ćelije sisara koje nose mutacije u ERCC1 ili XPF posebno su osjetljive na agense koji uzrokuju međulančane umrežavanje DNK (ICL) Međulančane umrežene veze blokiraju napredovanje replikacija DNK, a strukture na blokiranim viljuškama replikacije DNK obezbjeđuju supstrate za cijepanje pomoću ERCC1-XPF. Incizije se mogu napraviti sa obe strane ukrštene veze na jednom lancu DNK, kako bi se poprečna veza otkačila i započela popravka. Alternativno, dvolančani prekid može biti napravljen u DNK u blizini ICL-a, a naknadna popravkahomologne rekombinacije uključuje djelovanje ERCC1-XPF. Iako nije jedina uključena nukleaza, ERCC1–XPF je neophodan za popravak ICL-a tokom nekoliko faza ćelijskog ciklusa.

## Klinički značaj 
### *Xeroderma pigmentosum* (XP) 
Neke osobe s rijetkim nasljednim sindromom *xeroderma pigmentosum* imaju mutacije u ERCC4. Ovi pacijenti su klasifikovani kao XP komplementaciona grupa F (XP-F). Dijagnostičke karakteristike XP-a su suha ljuskava koža, abnormalna pigmentacija kože na područjima izloženim suncu i teška fotosenzibilnost, praćena velikim od 1.000 puta povećanim rizikom od razvoja karcinoma kože izazvanog  UV-zračenjem. Pacijenti s Cockayneovim sindromom (CS) pokazuju fotosenzitivnost, a također imaju razvojne nedostatke i neurološke simptome. Ovi pacijenti imaju karakteristike XP i CS, kao i dodatne neurološke, hepatobilijarne, muskuloskeletne i hematopoetske simptome.

### Fanconijeva anemija 
Nekoliko ljudi sa simptomima Fanconijeve anemije(FA) ima uzročne mutacije u ERCC4 genu. Fanconijeva anemija je složena bolest koja uključuje glavne hematopoetske simptome. Karakteristična oznaka FA je preosjetljivost na agense koji uzrokuju umrežavanje međulančanih DNK. FA pacijenti sa ERCC4 mutacijama klasifikovani su kao pripadnici Fanconijeve anemije komplementarne grupe Q (FANCQ).

## ERCC4 (XPF) u normalnom debelom crijevu
 sa imunohistohemijskim bojenjem (smeđe) pokazujući normalnu visoku ekspresiju proteina za popravci DNK PMS2 (A), ERCC1 (B) i ERCC4 (XPF) (C). Ova kripta je iz biopsije 58-godišnjeg muškog pacijenta koji nikada nije imao neoplazije i kripta ima visoku ekspresiju ovih proteina za popravku DNK u apsorptivnim ćelijskim jedrima kroz veći dio kripte. Imajte na umu da su ekspresija PMS2 i ERCC4 (XPF) (na panelima A i C) svaka smanjena ili odsutna u jedru ćelija na vrhu kripte i unutar površine debelog crijeva lumenu između kripta. Originalna slika, također u publikaciji.]]

ERCC4 (XPF) je normalno eksprimiran na visokom nivou u ćeliji jedrima unutar unutrašnje površine debelog crijeva (pogledajte sliku, panel C). Unutrašnja površina debelog crijeva obložena je jednostavnim stubastim epitelom sa invaginacijama. Invaginacije se nazivaju crijevne žlijezde ili kripte debelog crijeva. Kripte debelog crijeva su oblikovane kao mikroskopske epruvete sa debelim zidovima sa centralnom rupom niz dužinu epruvete (kripta lumena). Kripte su dugačke oko 75 do 110 ćelija. Popravka DNK, koja uključuje visoku ekspresiju ERCC4 (XPF), PMS2 i ERCC1 proteina, izgleda da je vrlo aktivna u kriptama debelog crijeva u normalnom epitelu debelog crijeva koji nije neoplazijaski.

Ćelije se stvaraju u bazi kripte i migriraju prema gore duž ose kripte prije nego što se prebace u lumen  debelog crijeva dan kasnije. U bazama kripti postoji 5 do 6 matičnih ćelija. defekti u sposobnosti pravilnog reagovanja i popravljanja oštećenja DNK leže u osnovi mnogih oblika raka. Česta epigenetička redukcija ERCC4 (XPF) kod defekta polja koji okružuju karcinom debelog crijeva, kao i kod karcinoma (zajedno sa epigenetičkim smanjenjem ERCC1 i PMS2) ukazuje da takva smanjenja često mogu imati centralnu ulogu u progresiji do raka debelog crijeva.

Iako je epigenetičko smanjenje ekspresije ERCC4 (XPF) često kod karcinoma debelog crijeva kod ljudi, mutacije u ERCC4 (XPF) su rijetke kod ljudi.  However, a mutation in ERCC4 (XPF) causes patients to be prone to skin cancer. Ove rijetke mutacijske promjene naglašavaju vjerovatnu ulogu nedostatka ERCC4 (XPF) u progresiji do raka.

## Reference 
## Vanjski linkovi
* GeneReviews/NIH/NCBI/UW entry on xeroderma pigmentosum

Kategorija:Geni na hromosomu 16
Kategorija:Ljudski proteini
Kategorija:Proteomika