Дезаминирование
Удаление аминогруппы из молекулы

Дезаминирование — это удаление аминогруппы из молекулы . [ 1] Ферменты, катализирующие эту реакцию , называются дезаминазами .

В организме человека дезаминирование происходит в основном в печени ; однако оно может происходить и в почках . В ситуациях избыточного потребления белка дезаминирование используется для расщепления аминокислот для получения энергии. Аминогруппа удаляется из аминокислоты и преобразуется в аммиак . Остальная часть аминокислоты состоит в основном из углерода и водорода и перерабатывается или окисляется для получения энергии. Аммиак токсичен для человеческого организма, и ферменты преобразуют его в мочевину или мочевую кислоту путем добавления молекул диоксида углерода (что не считается процессом дезаминирования) в цикле мочевины , который также происходит в печени. Мочевина и мочевая кислота могут безопасно диффундировать в кровь, а затем выводиться с мочой.

Реакции дезаминирования в ДНК

Цитозин

Дезаминирование цитозина до урацила.
Дезаминирование цитозина в урацил .

Спонтанное дезаминирование — это реакция гидролиза цитозина в урацил , в ходе которой выделяется аммиак . Это может происходить in vitro с использованием бисульфита , который дезаминирует цитозин, но не 5-метилцитозин . Это свойство позволило исследователям секвенировать метилированную ДНК, чтобы отличить неметилированный цитозин (показанный как урацил ) и метилированный цитозин (неизмененный).

В ДНК это спонтанное дезаминирование корректируется путем удаления урацила (продукта дезаминирования цитозина, а не части ДНК) урацил-ДНК-гликозилазой , что приводит к образованию абазического (AP) сайта. Полученный абазический сайт затем распознается ферментами ( AP-эндонуклеазами ), которые разрывают фосфодиэфирную связь в ДНК, позволяя восстановить полученное повреждение путем замены другим цитозином. ДНК-полимераза может выполнить эту замену посредством трансляции ника , реакции терминального вырезания посредством ее 5'⟶3' экзонуклеазной активности, за которой следует реакция заполнения посредством ее полимеразной активности. Затем ДНК-лигаза образует фосфодиэфирную связь, чтобы запечатать полученный продукт дуплекса с разрывом, который теперь включает новый правильный цитозин ( репарация вырезания основания ).

5-метилцитозин

Спонтанное дезаминирование 5-метилцитозина приводит к образованию тимина и аммиака. Это наиболее распространенная мутация одного нуклеотида. В ДНК эта реакция, если она обнаружена до прохождения репликативной вилки, может быть исправлена ​​ферментом тимин-ДНК-гликозилазой , который удаляет основание тимина в несоответствии G/T. Это оставляет абазический сайт, который восстанавливается эндонуклеазами AP и полимеразой, как в случае с урацил-ДНК-гликозилазой. [2]

Дезаминирование цитозина увеличивает мутации C-To-T

Известным результатом метилирования цитозина является увеличение мутаций перехода C-to-T посредством процесса дезаминирования. Дезаминирование цитозина может изменить многие регуляторные функции генома; ранее подавленные транспозонные элементы (TE) могут стать транскрипционно активными из-за потери участков CPG. [3] Было предложено, что TE ускоряют механизм создания энхансеров, предоставляя дополнительную ДНК, совместимую с факторами транскрипции хозяина, которые в конечном итоге оказывают влияние на мутации C-to-T. [3]

гуанин

Дезаминирование гуанина приводит к образованию ксантина . Однако ксантин все еще образует пару с цитозином . [4] [5]

Аденин

Дезаминирование аденина приводит к образованию гипоксантина . Гипоксантин, аналогично иминному таутомеру аденина, селективно образует пары оснований с цитозином вместо тимина . Это приводит к пострепликативной переходной мутации, при которой исходная пара оснований AT трансформируется в пару оснований GC.

Дополнительные белки, выполняющие эту функцию

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Смит, Майкл Б.; Марч, Джерри (2013), Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure (7-е изд.), Нью-Йорк: Wiley-Interscience, стр. 1547
  2. ^ Галлинари, П. (1996). «Клонирование и экспрессия специфической для человеческого G/T несоответствия тимин-ДНК гликозилазы». Журнал биологической химии . 271 (22): 12767– 74. doi : 10.1074/jbc.271.22.12767 . PMID  8662714.
  3. ^ ab Zhou, Wanding; Liang, Gangning; Molloy, Peter L.; Jones, Peter A. (11 августа 2020 г.). «Метилирование ДНК обеспечивает расширение генома, управляемое мобильными элементами». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 117 (32): 19359– 19366. Bibcode : 2020PNAS..11719359Z. doi : 10.1073/pnas.1921719117 . ISSN  1091-6490. PMC 7431005. PMID 32719115  . 
  4. ^ Тьяги, Р. (2009). Понимание генетики и эволюции: Издательский дом Discovery.
  5. ^ Херриотт, Р. М. (1966). Мутагенез. Исследования рака, 26 (9 Часть 1)
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Дезаминирование&oldid=1259749210"