stringtranslate.com

Депуринация

Депуринизация — это химическая реакция пуриновых дезоксирибонуклеозидов , дезоксиаденозина и дезоксигуанозина , и рибонуклеозидов , аденозина или гуанозина , в которой β-N- гликозидная связь гидролитически расщепляется , высвобождая нуклеиновое основание, аденин или гуанин , соответственно. Вторым продуктом депуринизации дезоксирибонуклеозидов и рибонуклеозидов является сахар, 2'- дезоксирибоза и рибоза , соответственно. Более сложные соединения, содержащие остатки нуклеозидов, нуклеотиды и нуклеиновые кислоты , также страдают от депуринизации. Дезоксирибонуклеозиды и их производные значительно более склонны к депуринизации, чем их соответствующие рибонуклеозидные аналоги. Потеря пиримидиновых оснований ( цитозина и тимина ) происходит по аналогичному механизму, но со значительно меньшей скоростью. [1] [2]

Рисунок 1. Химическая структура апуринового сайта, присутствующего во фрагменте одноцепочечной ДНК.

Когда депуринизация происходит с ДНК , это приводит к образованию апуринового сайта и изменению структуры. Исследования показывают, что в типичной человеческой клетке ежедневно теряется до 5000 пуринов. [3] В клетках одной из основных причин депуринизации является наличие эндогенных метаболитов, подвергающихся химическим реакциям. Апуриновые сайты в двухцепочечной ДНК эффективно восстанавливаются частями пути репарации оснований (BER). Депуринированные основания в одноцепочечной ДНК, подвергающейся репликации , могут приводить к мутациям , поскольку при отсутствии информации из комплементарной цепи BER может добавить неправильное основание в апуриновый сайт, что приводит либо к переходной , либо к трансверсионной мутации. [4]

Известно, что депуринизация играет важную роль в возникновении рака. [5]

Гидролитическая депуринизация является одной из основных форм повреждения древней ДНК в ископаемом или субфоссильном материале, поскольку основание остается невосстановленным. Это приводит как к потере информации (последовательности оснований), так и к трудностям в восстановлении и репликации in vitro поврежденной молекулы с помощью полимеразной цепной реакции .

Химия реакции

Депуринизация не является чем-то необычным, поскольку пурин является хорошей уходящей группой через 9N-азот (см. структуру пурина ). Кроме того, аномерный углерод особенно реактивен по отношению к нуклеофильному замещению (эффективно делая связь углерод-кислород короче, прочнее и полярнее, в то время как связь углерод-пурин длиннее и слабее). Это делает связь особенно восприимчивой к гидролизу.

В химическом синтезе олигонуклеотидов депуринизация является одним из основных факторов, ограничивающих длину синтетических олигонуклеотидов. [6]

Ссылки

  1. ^ Бхагаван, Н. В.; Ха, Чунг-Ын (2015-01-01), Бхагаван, Н. В.; Ха, Чунг-Ын (ред.), «Глава 22 — Репликация, восстановление и мутагенез ДНК», Основы медицинской биохимии (второе издание) , Сан-Диего: Academic Press, стр. 401–417, doi : 10.1016/b978-0-12-416687-5.00022-1, ISBN 978-0-12-416687-5, получено 2023-01-10
  2. ^ "Депуринация | Semantic Scholar". www.semanticscholar.org . Получено 10.01.2023 .
  3. ^ Линдаль, Т. (22 апреля 1993 г.). «Нестабильность и распад первичной структуры ДНК». Nature . 362 (6422): 709–715. Bibcode :1993Natur.362..709L. doi :10.1038/362709a0. ISSN  0028-0836. PMID  8469282. S2CID  4283694.
  4. ^ Карр, Стивен М. (2009). «Депуринация приводит к трансверсионным мутациям». www.mun.ca/biology/scarr . Мемориальный университет Ньюфаундленда . Получено 19 августа 2010 г.
  5. ^ Кавальери, Э.; Саид, М.; Захид, М.; Кассада, Д.; Сноу, Д.; Милькович, М.; Роган, Э. (2012). «Механизм депуринизации ДНК канцерогенами в связи с возникновением рака». IUBMB Life . 64 (2): 169–179. doi :10.1002/iub.586. PMC 4418633. PMID 22162200  . 
  6. ^ Le Proust, EM; Peck, BJ; Spirin, K.; McCuen, Heather B.; Moore, B.; Namsaraev, E.; Caruthers, MH (2010). «Синтез высококачественных библиотек длинных (150-мерных) олигонуклеотидов с помощью нового процесса, контролируемого депуринацией». Nucleic Acids Res . 38 (8): 2522–2540. doi :10.1093/nar/gkq163. PMC 2860131. PMID  20308161 .