АлкБ
Белок

AlkB (алкилирование B) — это белок , обнаруженный в E. coli , индуцируемый во время адаптивного ответа и участвующий в прямом устранении повреждения алкилирования . [1] [2] AlkB специфически устраняет повреждение алкилирования одноцепочечной (SS) ДНК , вызванное химическими агентами типа S N 2. [3] Он эффективно удаляет метильные группы из 1-метиладенинов, 3-метилцитозинов в SS ДНК. [1] [4] AlkB — это альфа-кетоглутарат-зависимая гидроксилаза , суперсемейство негемовых железосодержащих белков. Он окислительно деметилирует субстрат ДНК. [1] [4] Деметилирование AlkB сопровождается высвобождением CO 2 , сукцината и формальдегида. [4]

Человеческие гомологи

Существует девять человеческих гомологов AlkB. [1] Это:

ABH3, как и E. coli AlkB, специфичен для SS ДНК и РНК [1], тогда как ABH2 имеет более высокое сродство к повреждениям в двухцепочечной ДНК. [5]

ALKBH8 имеет мотив распознавания РНК, домен метилтрансферазы и домен, подобный AlkB. Домен метилтрансферазы генерирует нуклеозид 5-метоксикарбонилметилуридин (mcm5U) из его предшественника 5-карбоксиметилуридина (cm5U). Домен, подобный AlkB, генерирует ( S )-5-метоксикарбонилгидроксиметилуридин (mchm5U) в Gly-tRNA-UCC. [6] [7]

FTO , который связан с ожирением у людей, является первой идентифицированной РНК- деметилазой . Она деметилирует N 6 -метиладенозин в мРНК . [8]

Существует также другой совершенно другой белок, называемый AlkB или алкангидроксилаза. Это каталитическая субъединица негемового дижелезного белка, катализирующая гидроксилирование алканов в аэробных бактериях, которые способны использовать алканы в качестве источника углерода.

Гомологи вируса

Домены AlkB присутствуют в белках, связанных с репликацией вирусов РНК растений семейств Closteroviridae , Alphaflexiviridae , Betaflexiviridae и Secoviridae . [9] Potyviridae — крупнейшее семейство РНК-вирусов растений; [10] среди них домен AlkB встроен в протеазы P1 вируса некротической мозаики эндивия (ENMV) рода Potyvirus , вируса некротической мозаики французского эндивия (FENMV) рода Potyvirus и вируса ежевики Y (BlVY) рода Brambyvirus . [11] [12]

Функции

С тех пор было показано, что AlkB имеет постоянно расширяющийся спектр субстратов с момента его первоначального открытия Седжвиком, Линдалем, Сибергом и Фалнесом. Он не только удаляет повреждения алкилирования из положительно заряженных 1-метиладенинов и 3-метилцитозинов, но также из нейтральных оснований 1-метилгуанина и 3-метилтимина. [13] AlkB был показан как первый пример фермента репарации ДНК, преобразующего один тип повреждения ДНК, который блокирует репликацию ДНК, в другой тип повреждения, который ДНК-полимераза может легко преодолеть. Это было замечено для циклического повреждения этаноаденина (не путать с этиноаденином... см. ниже), который при гидроксилировании AlkB дает повреждение N 6 -ацетальдегида, таким образом обеспечивая водородную связь «аденин». [14] В отличие от предыдущих типов повреждений алкилирования, устраняемых AlkB посредством механизма гидроксилирования, было показано, что AlkB эпоксидирует двойную связь этеноаденина, который гидролизуется до диола и в конечном итоге высвобождается в виде диальдегида глиоксаля, тем самым восстанавливая неповрежденный аденин в ДНК. [15]

Экспериментальные результаты показывают, что домены AlkB из вирусов растений обладают активностью РНК-деметилазы in vitro . [16] Гомологи AlkB из растений демонстрируют провирусную роль и могут участвовать в противовирусном иммунитете растений, регулируя уровни N 6 -метиладенозина (m 6 A), распространенного типа модификации РНК. [11] [17] [18]

Ссылки

  1. ^ abcde Эррол К. Фридберг, Грэм К. Уокер, Вольфрам Сиде, Ричард Д. Вуд , Роджер А. Шульц, Том Элленбергер, Восстановление ДНК и мутагенез , 2-е издание, ASM press, ISBN  1-55581-319-4
  2. ^ Ю, Бомина; Хант, Джон Ф. (25 августа 2009 г.). «Энзимологические и структурные исследования механизма неразборчивого распознавания субстратов ферментом окислительной репарации ДНК AlkB». Труды Национальной академии наук США . 106 (34): 14315–14320. Bibcode : 2009PNAS..10614315Y. doi : 10.1073/pnas.0812938106 . PMC 2725012. PMID  19706517 . 
  3. ^ Дингли и др. (2000). «Дефектная обработка метилированной одноцепочечной ДНК мутантами E. coli alkB». Genes Dev . 14 (16): 2097–2105. doi :10.1101/gad.14.16.2097. PMC 316854. PMID 10950872  . 
  4. ^ abc Trewick; et al. (2002). «Окислительное деметилирование E. coli alkB напрямую устраняет повреждение основания ДНК». Nature . 419 (6903): 174–178. doi :10.1038/nature00908. PMID  12226667. S2CID  4324333.
  5. ^ Жанетт Рингволл и др. (2006). «Мыши с дефицитом репарации обнаруживают mABH2 как первичную окислительную деметилазу для восстановления повреждений 1meA и 3meC в ДНК». Журнал EMBO . 25 (10): 2189–2198. doi :10.1038/sj.emboj.7601109. PMC 1462979. PMID  16642038 . 
  6. ^ Fu, Y; Dai, Q; Zhang, W; Ren, J; Pan, T; He, C (15 ноября 2010 г.). «Домен AlkB млекопитающего ABH8 катализирует гидроксилирование 5-метоксикарбонилметилуридина в положении колебания тРНК». Angewandte Chemie International Edition на английском языке . 49 (47): 8885–8. doi :10.1002/anie.201001242. PMC 3134247. PMID  20583019 . 
  7. ^ ван ден Борн, Эрвин; Вогбё, Катрин Б.; Сонге-Мёллер, Лене; Лейне, Вибеке; Лиен, Гуро Ф.; Лещинская, Гражина; Малкевич, Анджей; Крокан, Ханс Э.; Кирпекар, финн; Клюнгланд, Арне; Фальнес, Пол О. (1 февраля 2011 г.). «ALKBH8-опосредованное образование новой диастереомерной пары колебательных нуклеозидов в тРНК млекопитающих». Природные коммуникации . 2 : 172. Бибкод : 2011NatCo...2..172В. дои : 10.1038/ncomms1173 . hdl : 10852/74450 . ПМИД  21285950.
  8. ^ Цзя, Гуйфан; Фу, Йе; Чжао, Сюй; Дай, Цин; Чжэн, Гуаньцюнь; Ян, Ин; Йи, Чэнци; Линдаль, Томас; Пан, Дао; Ян, Юн-Гуй; Хэ, Чуан (16 октября 2011 г.). «N6-Метиладенозин в ядерной РНК является основным субстратом FTO, связанного с ожирением». Химическая биология природы . 7 (12): 885–887. дои : 10.1038/nchembio.687. ПМК 3218240 . ПМИД  22002720. 
  9. ^ Братли, Марит С.; Драблос, Финн (2005-01-03). "Биоинформатическое картирование доменов гомологии AlkB в вирусах". BMC Genomics . 6 (1): 1. doi : 10.1186/1471-2164-6-1 . ISSN  1471-2164. PMC 544882 . PMID  15627404. 
  10. ^ Пасин, Фабио; Дарос, Хосе-Антонио; Цанетакис, Иоаннис Э. (2022-07-01). «Расширение протеома в эволюционной радиации Potyviridae». FEMS Microbiology Reviews . 46 (4): fuac011. doi :10.1093/femsre/fuac011. ISSN  1574-6976. PMC 9249622. PMID 35195244  . 
  11. ^ ab Юэ, Цзяньин; Вэй, Яо; Сан, Чжэньци; Чэнь, Яхан; Вэй, Сюэфэн; Ван, Хайцзюань; Пасин, Фабио; Чжао, Минминь (октябрь 2022 г.). «Гомологи РНК-деметилазы AlkB и N6-метиладенозин участвуют в потивирусной инфекции». Molecular Plant Pathology . 23 (10): 1555–1564. doi :10.1111/mpp.13239. ISSN  1364-3703. PMC 9452765 . PMID  35700092. 
  12. ^ Susaimuthu, James; Tzanetakis, Ioannis E.; Gergerich, Rose C.; Martin, Robert R. (февраль 2008 г.). «Представитель нового рода Potyviridae заражает Rubus». Virus Research . 131 (2): 145–151. doi :10.1016/j.virusres.2007.09.001. PMID  17933412.
  13. ^ Делани и др. (2004). «Мутагенез, генотоксичность и восстановление 1-метиладенина, 3-алкилцитозинов, 1-метилгуанина и 3-метилтимина в alkB Escherichia coli». PNAS . 101 (39): 14051–14056. Bibcode :2004PNAS..10114051D. doi : 10.1073/pnas.0403489101 . PMC 521119 . PMID  15381779. 
  14. ^ Фрик и др. (2007). «Уменьшение генотоксичности 1,N6-этаноаденина с помощью адаптивного белка ответа Escherichia coli AlkB». PNAS . 104 (3): 755–760. Bibcode : 2007PNAS..104..755F. doi : 10.1073/pnas.0607377104 . PMC 1783386. PMID  17213319 . 
  15. ^ Делани и др. (2005). «AlkB устраняет повреждения ДНК этено, вызванные окислением липидов in vitro и in vivo». Nat. Struct. Mol. Biol . 12 (10): 855–860. doi :10.1038/nsmb996. PMID  16200073. S2CID  23235920.
  16. ^ ван ден Борн, Эрвин; Омельченко Марина Владимировна; Беккелунд, Андерс; Лейне, Вибеке; Кунин Евгений Владимирович; Доля, Валериан В.; Фальнес, Пол О (октябрь 2008 г.). «Вирусные белки AlkB восстанавливают повреждения РНК путем окислительного деметилирования». Исследования нуклеиновых кислот . 36 (17): 5451–5461. дои : 10.1093/nar/gkn519. ISSN  1362-4962. ПМЦ 2553587 . ПМИД  18718927. 
  17. ^ Мартинес-Перес, Мирейя; Апарисио, Фредерик; Лопес-Греса, Мария Пилар; Беллес, Хосе Мария; Санчес-Наварро, Хесус А.; Паллас, Висенте (3 октября 2017 г.). «Активность деметилазы m6A арабидопсиса модулирует вирусную инфекцию растительного вируса и содержание m6A в его геномных РНК». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 114 (40): 10755–10760. Бибкод : 2017PNAS..11410755M. дои : 10.1073/pnas.1703139114 . ISSN  1091-6490. PMC 5635872. PMID  28923956 . 
  18. ^ Мартинес-Перес, Мирейя; Гомес-Мена, Консепсьон; Альварадо-Марчена, Луис; Нади, Риад; Миколь, Хосе Луис; Паллас, Висенте; Апарисио, Фредерик (2021). «Деметилаза РНК m6A ALKBH9B играет решающую роль в сосудистом движении вируса мозаики люцерны у арабидопсиса». Границы микробиологии . 12 : 745576. doi : 10.3389/fmicb.2021.745576 . ISSN  1664-302X. ПМК 8521051 . ПМИД  34671333. 
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=AlkB&oldid=1193591936"