Ada Regulon - Ada regulon

W naprawie DNA The Ada regulonu to zbiór genów , których ekspresja jest niezbędna do reakcji adaptacyjnego (znany również jako „reakcję Ada”, stąd nazwa), który uruchamia się w komórkach prokariotycznych, przy ekspozycji na subletalnych dawek środków alkilujących . Pozwala to komórki tolerować skutków tych leków, które są w innym przypadku są toksyczne i mutagennych.

Reakcja Ada zawiera ekspresji czterech genów: Ada, alka, alkB i aidB . Produkt z ada genu białka Ada, jest aktywatorem transkrypcji wszystkich czterech genów. Zasady DNA uszkodzone przez alkilowanie usuwane są różne strategie.

środki alkilujące

Środki alkilujące z grupą mutagennych i rakotwórczych modyfikujące DNA przez alkilowanie . Bazowe zmiany alkilowe mogą zatrzymać replikację przerwania transkrypcji i sygnału aktywacji z punktami kontrolnymi cyklu komórkowego i apoptozy . U ssaków, mogą brać udział w powstawaniu raka , neurodegeneracyjnych chorób i starzenia się. Środki alkilujące mogą wprowadzać grupy metylowe lub etylowe na wszystkich dostępnych atomów azotu i tlenu w bazach DNA, zapewniając szereg zmian.

Większość te wskazują, że spośród 11 określonej modyfikacji podstawy dwa, 3-metyloadenina (3meA) io ⁶ -methylguanine (O ⁶ -meG), są głównie odpowiedzialne za działanie biologiczne środki alkilowania.

Role ada -kontrolowane Genes

Białko Ada składa się z dwóch głównych domen, domena C-końcowa i jedną N-końcowych związanych poprzez region zawiasowy podatnej na rozszczepienie proteolityczne. Obszary te mogą działać niezależnie od siebie. AdaCTD przenosi addukty metylowe O ⁶ -meG i O ⁴ -meG na jego reszty Cys-321, podczas gdy AdaNTD demetylacji metylo-fosfotriestry przelewem metylu na jego reszty Cys-38.

Alka koduje glikozylaza że naprawy wiele zmian w tym N-7-metyloguanina i N-3-Methylpurines i O ² pirymidyn metyl. Białko alka usuwa uszkodzone bazę szkieletu cukru fosforanem rozszczepianie glycosylic wiązania łączącego podstawę z cukru wytwarzania pozbawiony zasady strony. Dalsze przetwarzanie pozbawione zasad miejscu przez endonukleazy AP, polimeraza I i ligazy następnie uzupełnia naprawy.

AlkB jeden z Escherichia coli białek odpowiedzi adaptacyjnych stosuje się alfa ketoglutaranu / Fe (II), zależnej od mechanizmu, przez chemiczne utlenianie, usuwa wiele zmian alkilowych z DNA, otrzymując w ten sposób ochronę przeciw genom alkilowania.

AidB Białko ma wziąć udział w degradacji endogennych czynników alkilujących. Wykazuje pewną homologię do acylo-CoA oksydazy i te zawierające flawiny . Ostatnie obserwacje sugerują, że AidB mogą wiązać się z podwójnej nici DNA i uczestniczą w jej dealkilację. Jednakże, w celu określenia dokładnej funkcji AidB dalsze badania są konieczne.

Regulacja transkrypcji

Sieć Regulacji Ada

Reakcja Ada zawiera ekspresji czterech genów: ada , alka , alkB i aidB . Produkt z ada genu The białka Ada jest aktywatorem transkrypcji wszystkich czterech genów.

Ada dwa aktywne akceptora metylowego cysteiny reszty, które są wymagane do demetylacji DNA. Obie strony mogą się metylowaną gdy białko Ada przenosi grupę metylową, z odpowiednimi zmianami DNA do siebie. Reakcja ta jest nieodwracalna i metylowanym Ada (Me-ADA) może działać jako transkrypcyjny aktywator.

Białko Ada aktywuje transkrypcję Ada regulonu na dwa różne sposoby. W przypadku ada - alkB operonu oraz aidB promotora, domenę N-końcową (AdaNTD) bierze udział w wiążącego DNA i współdziała z jednostki polimerazy RNA, podczas i metylowanych C-końcowa domena (Me-AdaCTD) współdziała z σ ₇₀ podjednostki polimerazy RNA. Mimo, że te interakcje są niezależne zarówno są niezbędne do aktywacji transkrypcji.

Do aktywacji alka genu The AdaNTD współpracuje z zarówno z alfa i Ď podjednostki polimerazy RNA i aktywuje transkrypcję. W przeciwieństwie do ada a aidB promotorów do niemetylowanego postaci Ada białka, jak również w postaci metylowanego AdaNTD jest w stanie aktywować transkrypcję w alka .

Zmetylowane Ada stanie aktywować transkrypcję przez σ _S oraz σ ₇₀ zarówno na ada a aidB promotorów. W przeciwieństwie do tego, nie tylko me-Ada nie stymulować Alka transkrypcję przez Ď _S , ale negatywnie wpływa σ _S transkrypcję zależną.

Stężenia wewnątrzkomórkowe Ď _S zwiększa się, gdy komórki osiągnęły fazy stacjonarnej ; To z kolei skutkuje me-Ada pośredniczy zmniejszenie ekspresji Alka . W związku z tym, wzrost ekspresji genów odpowiedzi adaptacyjnych, równolegle do ekspresji endogennych genów wytwarzających alkilujących w fazie stacjonarnej, zapobiega uszkodzeniu alkilowania DNA i mutagenezy .

Homologi Ada regulonie u ludzi

W komórkach ludzkich, aktywność alkyltransferase jest produktem MGMT genu. 21,7 kDa MGMT białko zbudowane jest z aminokwasowej sekwencji bardzo podobnej do tych z E. coli alkyltransferases jak Ady . W przeciwieństwie do enzymu bakteryjnej, głównie naprawy O ⁶ MEG, podczas usuwania adduktu alkilową z O ⁴ Met jest znacznie mniejsza i znacznie mniej skuteczny. Preferencyjne naprawa O ⁶ MEG korzystne dla komórek eukariotycznych, od zwierząt doświadczalnych, poddanych działaniu alkilującym rakotwórczych to uszkodzenie jest zaangażowany w stymulację guza.

W przeciwieństwie do Ada i ludzki MGMT metylotransferaz, AlkB i jego ludzkie homologi hABH2 i hABH3 nie tylko odwrócenie alkilowania uszkodzenia zasady bezpośrednio, ale robią to katalitycznie i specyficznością substratu mającego na złączu baza-sparowania G: C, A: par zasad T. Struktury krystaliczne AlkB i jego ludzki homologu hABH3 wykazały podobne ogólne fałdy, podkreślając konserwowanych domen funkcjonalnych.

Referencje