Deaminacja - Deamination

Deaminacja to usunięcie grupy aminowej z cząsteczki . Enzymów , które katalizują tę reakcję nazywa deaminazy .

W organizmie człowieka deaminacja zachodzi przede wszystkim w wątrobie , ale może również zachodzić w nerkach . W sytuacjach nadmiernego spożycia białka, deaminacja jest wykorzystywana do rozbicia aminokwasów na energię. Grupa aminowa jest usuwana z aminokwasu i przekształcana w amoniak . Reszta aminokwasów składa się głównie z węgla i wodoru i jest poddawana recyklingowi lub utleniana w celu uzyskania energii. Amoniak jest toksyczny dla organizmu człowieka, a enzymy przekształcają go w mocznik lub kwas moczowy poprzez dodanie cząsteczek dwutlenku węgla (co nie jest uważane za proces deaminacji) w cyklu mocznikowym , który zachodzi również w wątrobie. Mocznik i kwas moczowy mogą bezpiecznie przenikać do krwi, a następnie być wydalane z moczem.

Reakcje deaminacji w DNA

Cytozyna

Deaminacja cytozyny do uracylu.
Deaminacja cytozyny do uracylu .

Spontaniczna deaminacja to reakcja hydrolizy cytozyny do uracylu , w wyniku której uwalniany jest amoniak . Może to nastąpić in vitro poprzez zastosowanie wodorosiarczynu , który deaminuje cytozynę, ale nie 5-metylocytozynę . Ta właściwość pozwoliła naukowcom na sekwencjonowanie metylowanego DNA w celu odróżnienia niemetylowanej cytozyny (przedstawionej jako uracyl ) i metylowanej cytozyny (niezmienionej).

W DNA ta spontaniczna deaminacja jest korygowana przez usunięcie uracylu (produkt deaminacji cytozyny, a nie część DNA) przez glikozylazę uracyl-DNA , tworząc miejsce bezzasadowe (AP). Powstałe miejsce bezzasadowe jest następnie rozpoznawane przez enzymy ( endonukleazy AP ), które rozrywają wiązanie fosfodiestrowe w DNA, umożliwiając naprawę powstałej zmiany przez zastąpienie inną cytozyną. Polimerazy DNA może być przeprowadzona wymiana poprzez translacji nick , terminal wycinania reakcję jego 5'⟶3' aktywności egzonukleazy, a następnie przez zasypowe w reakcji na podstawie jego aktywności polimerazy. Ligaza DNA tworzy następnie wiązanie fosfodiestrowe, aby uszczelnić powstały nacięty produkt dupleksu, który teraz zawiera nową, prawidłową cytozynę ( naprawa przez wycięcie zasady ).

5-metylocytozyna

Spontaniczna deaminacja 5-metylocytozyny prowadzi do tyminy i amoniaku. Jest to najczęstsza mutacja pojedynczego nukleotydu. W DNA reakcja ta, jeśli zostanie wykryta przed pasażem widełek replikacyjnych, może być skorygowana przez enzym glikozylazę tyminowo-DNA , który usuwa zasadę tyminową w przypadku niedopasowania G/T. Pozostawia to miejsce bezzasadowe, które jest naprawiane przez endonukleazy AP i polimerazę, tak jak w przypadku glikozylazy uracyl-DNA.

Deaminacja cytozyny zwiększa mutacje C-To-T

Znanym skutkiem metylacji cytozyny jest wzrost mutacji przejścia C-do-T w procesie deaminacji. Deaminacja cytozyny może zmienić wiele funkcji regulacyjnych genomu; uprzednio wyciszone elementy transpozycyjne (TE) mogą stać się aktywne transkrypcyjnie z powodu utraty miejsc CPG. Zaproponowano, aby TE przyspieszały mechanizm tworzenia wzmacniacza poprzez dostarczanie dodatkowego DNA, które jest kompatybilne z czynnikami transkrypcyjnymi gospodarza, które ostatecznie mają wpływ na mutacje C-do-T.

Guanina

Deaminacja guaniny powoduje powstanie ksantyny . Ksantyna jednak nadal paruje z cytozyną .

Adenina

Deaminacja adeniny powoduje powstanie hipoksantyny . Hipoksantyna, w sposób analogiczny do tautomeru iminowego adeniny, selektywnie tworzy pary zasad z cytozyną zamiast tyminy . Powoduje to mutację przejścia po replikacji, w której oryginalna para zasad AT przekształca się w parę zasad GC.

Dodatkowe białka pełniące tę funkcję

Zobacz też

Bibliografia