Il gene APTX codifica per l'apratassina, un membro della superfamiglia delle proteine "histidine triad" (HIT). Il dominio HIT è situato centralmente nella molecola. L'apratassina contiene anche il dominio N-terminale associato "forkhead" (FHA), il quale lega le fosfoproteine, e il dominio C-terminale, che si presume rappresenti il dominio "zinc finger" che lega il DNA. Questa proteina si localizza nel nucleo e nei nucleoli ed è stato dimostrata la sua interazione con numerose proteine coinvolte nella risposta al danno del DNA. Tra queste proteine sono comprese la "x-ray cross-complementing protein 1" (XRCC1), la proteina XRCC4, la proteina "poly (ADP-ribose) polymerase 1" e la proteina p53. E' stato inoltre dimostrato che l'apratassina fa parte di un complesso che interviene nella riparazione delle rotture del DNA a singola elica, che comprende anche XRCC1 e la DNA-ligasi 3. Il dominio N-terminale formato da 20 aminoacidi interagisce con XRCC1 ed è dipendente dalla fosforilazione di XRCC1. Il ruolo dell'apratassina nella risposta cellulare al danno del DNA è ulteriormente avvalorato dall'aumentata sensibilità delle cellule di pazienti affetti da AOA1 ad una varietà di agenti genotossici. Le cellule AOA1 sono ipersensibili agli agenti che causano rotture del DNA a singola elica, inclusi il perossido di idrogeno, il metilmetanosulfonato e la camptotecina. Queste cellule inoltre mostrano livelli più alti di aberrazioni cromosomiche indotte in risposta a questi agenti se confrontate con cellule di 11 controllo. Non è stata dimostrata un'aumentata sensibilità dopo l'esposizione alla mitomicina C o alle radiazioni ionizzanti. Tutte queste osservazioni indicano un ruolo dell'apratassina nella risposta cellulare alle rotture del DNA a singola elica (SSB), specialmente se prodotte dalle specie reattive dell'ossigeno (ROS), suggerendo possibili implicazioni terapeutiche attraverso l'utilizzo di farmaci antiossidanti.Le rotture a singola a elica (SSB) sono le più abbondanti lesioni del DNA prodotte direttamente dai ROS o indirettamente attraverso la via BER ("base exscission repair").Rimane oscuro quale sia il ruolo esatto dell'apratassina nella risposta cellulare al danno del DNA. L'esame dei domini funzionali dell'apratassina indica quale potrebbe essere il suo ruolo. La presenza di un dominio HIT nella regione centrale della molecola suggerisce che essa possieda un' attività di enzima nucleotide-idrolasi. La superfamiglia di proteine che possiedono il dominio HIT è caratterizzata dalla presenza del motivo HIT, HXHXHXX , dove X è un aminoacido idrofobico. Questa superfamiglia è composta da quattro sottogruppi che comprendono la proteina che lega i nucleotidi a triade di istidina (HINT),la proteina a triade di istidina fragile (FHIT), la galattosio-1-fosfato uridiltransferasi e DcpS, una scavenger pirofosfatasi.È stato ipotizzato che il deficit di apratassina comporti la perdita di de-adenilazione del DNA.Si è visto che in assenza di apratassina le reazioni di legame sulle rotture del DNA prodotte dalle specie reattive dell'ossigeno (ROS) portano all'accumulo di intermedi del DNA adenilati. È stato dimostrato che questi intermedi possano anche fungere da substrato per l'apratassina. L'apratassina è in grado di riparare questi punti adenilati privi di basi, laddove l'attività di ligasi della DNA polimerasi β non può. Perciò l'apratassina può essere importante per ricondurre gli intermedi di legame abortivi nei meccanismi codificati di riparazione, durante i quali la DNA polimerasi β promuoverà il riempimento del gap. La via di riparazione sopra descritta è considerata una "short patch repair", in quanto porta ad una riparazione di un singolo nucleotide ed è il meccanismo del BER ("base excission repair"). Alternativamente la riparazione può coinvolgere un meccanismo "long patch repair", nel quale la DNA polimerasi δ o ε succede alla polimerasi β in seguito al riempimento del gap e continua la sintesi di DNA, attraverso la rimozione dell'estremità sulla quale c'è il residuo dRP (residuo deossiribosofosfato al 5'terminale). In questa via è creato un lembo 5' terminale che viene poi conseguentemente rimosso dall'endonucleasi strutturaspecifica FEN1. Questo meccanismo può essere utilizzato per rimuovere qualsiasi residuo 5'adenilato, e può fornire un'alternativa all' azione della apratassina. Comunque si ritiene che la riparazione di tipo "long patch" sia attiva prevalentemente durante la fase S e coinvolga gli antigeni nucleari delle cellule in proliferazione, come le DNA polimerasi δ e ε, la DNA ligasi 1 e FEN1, che svolgono la loro azione durante la replicazione del DNA. Questa alterazione del ciclo cellulare potrebbe risultare significativa nell'ambito dell'AOA1, in quanto la 13 riparazione di tipo "long patch" può non essere disponibile nelle cellule neuronali non proliferanti. La dipendenza dall'apratassina può essere inoltre esasperata dall'alto tasso di ossigeno nel cervello, dato che le specie reattive dell'ossigeno contribuiscono al danno delle basi che può portare alla formazione di punti privi di basi.12In conclusione, l'apratassina può fornire un meccanismo di "correttore di bozze" che è utilizzato da numerose e distinte vie di riparazione del DNA, tra cui la riparazione della rottura a singola elica e la BER.