Депуринация — это химическая реакция пуриновых дезоксирибонуклеозидов , дезоксиаденозина и дезоксигуанозина и рибонуклеозидов , аденозина или гуанозина , при которой β-N- гликозидная связь гидролитически расщепляется с высвобождением нуклеинового основания, аденина или гуанина соответственно. Вторым продуктом депуринации дезоксирибонуклеозидов и рибонуклеозидов являются сахара, 2'- дезоксирибоза и рибоза соответственно. Более сложные соединения, содержащие нуклеозидные остатки, нуклеотиды и нуклеиновые кислоты , также страдают от депуринизации. Дезоксирибонуклеозиды и их производные существенно более склонны к депуринизации, чем их соответствующие рибонуклеозидные аналоги. Потеря пиримидиновых оснований ( цитозина и тимина ) происходит по аналогичному механизму, но с существенно меньшей скоростью. [1] [2]
Когда происходит депуринизация ДНК , это приводит к образованию апуринового сайта и изменению структуры. По оценкам исследований, каждый день в типичной человеческой клетке таким образом теряется до 5000 пуринов. [3] В клетках одной из основных причин депуринации является наличие эндогенных метаболитов, вступающих в химические реакции. Апуриновые сайты в двухцепочечной ДНК эффективно восстанавливаются с помощью частей пути эксцизионной репарации оснований (BER). Депуринированные основания в одноцепочечной ДНК, подвергающейся репликации, могут привести к мутациям , поскольку при отсутствии информации от комплементарной цепи BER может добавить неправильное основание в апуриновом сайте, что приведет либо к мутации перехода , либо к трансверсии . [4]
Известно, что депуринация играет важную роль в возникновении рака. [5]
Гидролитическая депуринация является одной из основных форм повреждения древней ДНК в ископаемом или субископаемом материале, поскольку основание остается невосстановленным. Это приводит как к потере информации (последовательности оснований), так и к трудностям восстановления и репликации поврежденной молекулы in vitro с помощью полимеразной цепной реакции .
Депуринизация не является чем-то необычным, поскольку пурин является хорошей уходящей группой через 9N-азот (см. Структуру пурина ) . Кроме того, аномерный углерод особенно активен в отношении нуклеофильного замещения (эффективно делая связь углерод-кислород короче, сильнее и более полярной, а связь углерод-пурин делает длиннее и слабее). Это делает связь особенно восприимчивой к гидролизу.
В химическом синтезе олигонуклеотидов депуринация является одним из основных факторов , ограничивающих длину синтетических олигонуклеотидов. [6]