Дезаминирование – это удаление аминогруппы из молекулы . [1] Ферменты , катализирующие эту реакцию, называются деаминазами .
В организме человека дезаминирование происходит преимущественно в печени ; однако это также может произойти в почках . В ситуациях избыточного потребления белка дезаминирование используется для расщепления аминокислот с целью получения энергии. Аминогруппа удаляется из аминокислоты и превращается в аммиак . Остальная часть аминокислот состоит в основном из углерода и водорода и перерабатывается или окисляется для получения энергии. Аммиак токсичен для организма человека, и ферменты преобразуют его в мочевину или мочевую кислоту путем присоединения молекул углекислого газа (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.
Спонтанное дезаминирование — это реакция гидролиза цитозина до урацила с выделением аммиака . Это может произойти in vitro за счет использования бисульфита , который дезаминирует цитозин, но не 5-метилцитозин . Это свойство позволило исследователям секвенировать метилированную ДНК, чтобы отличить неметилированный цитозин (обнаруженный 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 , образуя абазический (АР) сайт. Полученный абазический сайт затем распознается ферментами ( эндонуклеазами AP ), которые разрывают фосфодиэфирную связь в ДНК, что позволяет восстановить образовавшееся повреждение путем замены другим цитозином. ДНК -полимераза может выполнять эту замену посредством трансляции ника , реакции терминального вырезания за счет ее 5'⟶3'-экзонуклеазной активности, за которой следует реакция заполнения за счет ее полимеразной активности. Затем ДНК-лигаза образует фосфодиэфирную связь, чтобы запечатать полученный разорванный дуплексный продукт, который теперь включает новый, правильный цитозин ( восстановление эксцизионного основания ).
Спонтанное дезаминирование 5-метилцитозина приводит к образованию тимина и аммиака. Это наиболее распространенная однонуклеотидная мутация. В ДНК эта реакция, если она обнаружена до прохождения репликационной вилки, может быть скорректирована с помощью фермента тимин-ДНК-гликозилазы , который удаляет тиминовое основание при несоответствии G/T. В результате остается абазический сайт, который восстанавливается AP-эндонуклеазами и полимеразой, как и в случае с урацил-ДНК-гликозилазой. [2]
Известным результатом метилирования цитозина является увеличение количества мутаций перехода C-to-T в процессе дезаминирования. Дезаминирование цитозина может изменить многие регуляторные функции генома; ранее заглушенные мобильные элементы (TE) могут стать транскрипционно активными из-за потери сайтов CPG. [3] Было предложено ускорить механизм создания энхансеров за счет предоставления дополнительной ДНК, совместимой с факторами транскрипции хозяина, которые в конечном итоге оказывают влияние на мутации C-to-T. [3]
Дезаминирование гуанина приводит к образованию ксантина . Однако ксантин по-прежнему образует пару с цитозином . [4] [5]
Дезаминирование аденина приводит к образованию гипоксантина . Гипоксантин, аналогично иминному таутомеру аденина, избирательно образует пары оснований с цитозином вместо тимина . Это приводит к пострепликативной переходной мутации, при которой исходная пара оснований AT превращается в пару оснований GC.
