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DNA链内交联(ICL)是一种常见的DNA损伤类型，该损伤主要由范可尼贫血症修复途径（FA通路）来修复完成。范可尼贫血症途径是伴随着DNA的复制和转录进行的，该修复过程复杂，大致分为FA核心复合物对链内交联位点的识别，对下游重要蛋白的泛素化，交联位点的剪切，跨损伤合成和同源重组等几个步骤。范可尼贫血症相关核酸酶1(Fanconi-associated nuclease1，FAN1)是一种新发现的在链内交联修复中发挥重要活性的蛋白，同时具有核酸内切酶和5→3核酸外切酶的活性，并被认为在该修复途径中发挥着将交联DNA剪切修复的功能。FAN1的底物种类复杂，因此也极有可能参与到后续的同源重组中来。除了FAN1之外，还有几种核酸酶也被认为能够参与到链内交联修复途径中来，它们是Mus81-Eme1、Slx1-Slx4、Ercc1-XPF和SNM1A。尽管FA通路已被研究的比较清楚，但关于在交联损伤位点究竟是哪些核酸酶发挥活性的问题并不清楚。FAN1是唯一一个可以与泛素化了的FANCI-FANCD2复合物相结合的蛋白，因此解析它的晶体结构对于解决这个问题具有重要的意义。 我们利用单波长反常散射法解析了人源FAN1蛋白的不含N端泛素分子结合结构域(371-1010)的2.8(A)分辨率的晶体结构，该结构由NTD结构域、TPR结构域和NUC结构域构成，呈内部凹陷的槽状结构，凹槽的内部分布着大量的碱性氨基酸以供DNA分子的结合。在NUC结构域的活性区域，保守的氨基酸残基Asp960、Glu975和Lys977等形成一个活性口袋，两个占据金属离子位点的水分子结合其中。 随后我们解析了线虫种属(C.elegant) FAN1和19 bp3粘性末端双链回文序列DNA复合物（ceFAN1-DNA）的2.7(A)分辨率的晶体结构，在该结构中，DNA分子利用其两端各自结合一个蛋白分子，呈现蛋白与DNA2∶1的结合方式。DNA分子主要结合在蛋白分子的NTD区域，并没有插入到蛋白的酶活中心。我们将不结合DNA分子的hFAN1和结合DNA的ceFAN1蛋白进行叠合后发现，在NTD中DNA分子的末端结合区域，蛋白分子因为DNA的结合会发生一个由无序的loop到有序的α螺旋的诱导变化，形成的楔子插入到DNA分子末端的双链内部，起到将两条链分开的作用。根据DNA分子末端的走向，我们推测认为DNA的一条链将继续向蛋白分子外部延伸，另一条链则在此位置发生一个约90°的偏转，沿着蛋白分子内部的凹槽延伸至活性位点附近去。 在hFAN1蛋白和ceFAN1-DNA复合物结构的基础上，我们设计了大量的突变体并分析了这些突变体蛋白对酶切活性的影响。结果表明，影响酶切活性中心的形成或影响DNA结合的氨基酸位点的突变都会对酶切活性造成较大的影响，DNA结合区SAP亚结构域中Lys493氨基酸的单突变可造成酶切活性的大大下降。TPR结构域中第707位Trp的单突变可使蛋白完全不表达，揭示了间质性肾炎A1170家族的发病原因或许是由于患者体内FAN1蛋白丧失或结构异常引起的。 根据文献报导，在体外的实验中，FAN1可以和错配修复蛋白Mlh1和Pms2一起免疫共沉淀下来。我们设计了Mlh1和Pms2的截短体并对之进行表达纯化，然后将之与FAN1孵育，进行了pull-down实验和分析超速离心分析。结果初步显示FAN1和Mlh1-Pms2之间存在直接或以DNA为中间物的相互作用。 FAN1是DNA交联修复途径中的一个关键蛋白，大量的研究表明其在FA通路之外也可以参与到其他的生命活动中，FAN1蛋白的缺失或突变会导致间质性肾炎和遗传性大肠癌的发生，因此，FAN1蛋白或其与DNA复合物结构的解析也为相关药物的设计提供了基础。