stringtranslate.com

2,6-Диаминопурин

2,6-диаминопурин ( 2,6-ДАП , также известный как 2-аминоаденин ) — это соединение, которое когда-то использовалось при лечении лейкемии . [1] Как основание Z, оно встречается вместо аденина (A) в генетическом материале некоторых вирусов- бактериофагов . [2]

В августе 2011 года был опубликован отчет, основанный на исследованиях НАСА с метеоритами , найденными на Земле , в котором предполагалось, что 2,6-диаминопурин и родственные органические молекулы , включая компоненты ДНК и РНК аденин и гуанин , могли быть образованы внеземными цивилизациями в открытом космосе . [3] [4] [5]

В вирусах

Пара оснований ДНК ДиампуринТ

В цианофаге S-2L ( Siphoviridae ) вместо аденина ( уклонение от хозяина ) используется диаминопурин. [6] Основание диаминопурина (Z) идеально сочетается с тимином (T), поскольку оно идентично аденину (A), но имеет аминогруппу в положении 2, образуя 3 межмолекулярные водородные связи, устраняя основное различие между двумя типами пар оснований (слабая: AT и сильная: CG). Эта улучшенная стабильность влияет на взаимодействия связывания белков, которые зависят от этих различий.

Четыре статьи, опубликованные в апреле 2021 года, более подробно описывают использование и производство Z-основания. Теперь известно, что: [7]

В августе 2021 года было показано, что DatZ, MazZ и PurZ достаточны для замены некоторых случаев A на Z в бактериальном геноме E. coli ; экспрессия этой системы токсична для клетки. Также определены структуры MazZ (подтип 2) и PurZ, что показывает возможную связь между PurZ и архейными версиями PurA. [12]

Биосинтез

2-аминоаденин производится в два этапа. Фермент MazZ (гомологичный MazG, EC 3.6.1.8 ) сначала выполняет: [12]

дГТФ + Н2О = дГМФ + дифосфат

Фермент PurZ (гомологичный PurA, EC 6.3.4.4 ) затем выполняет: [9]

(d)АТФ + дГМФ + L-аспартат = (d)АДФ + фосфат + 2-аминодезоксиаденилосукцинат (дСМП)

Полученный dSMP обрабатывается ферментами хозяина аналогично аденилосукцинату с образованием dZTP.

В клеточной жизни

2,6-ДАП использовался для лечения лейкемии еще с 1951 года. [13] Известно, что к 1989 году он останавливал прогрессирование клеточного цикла в клетках лейкемии у мышей. [14] Известно, что раковые клетки становятся устойчивыми к ДАП, теряя функцию аденинфосфорибозилтрансферазы (APRT), [15] процесс, общий с E. coli . [16]

Производные DAP являются противовирусными препаратами in vitro , полезными против вируса псевдобешенства , экономически важного заболевания скота. [17] Это основание в свободной форме способно исправлять бессмысленные мутации UGA, стимулируя трансляционное считывание посредством ингибирования FTSJ1 . [18]

Биоинженерия

В биоинженерии анти-миРНК олигонуклеотиды (в частности, сериноловый тип нуклеиновой кислоты [SNA]), включающие основание Z вместо A, демонстрируют улучшенное связывание с РНК. [19]

DAP используется аналогично другим аналогам ядерных кислот при исследовании структур и механизмов ферментов. [20]

Ссылки

  1. ^ "Джордж Х. Хитчингс". nobelprize.org.
  2. ^ «Некоторые вирусы разрушают защиту бактерий с помощью уникального генетического алфавита». 5 мая 2021 г.
  3. ^ Callahan, MP; Smith, KE; Cleaves, HJ; Ruzica, J.; Stern, JC; Glavin, DP; House, CH; Dworkin, JP (11 августа 2011 г.). «Углеродистые метеориты содержат широкий спектр внеземных азотистых оснований». Труды Национальной академии наук . 108 (34). PNAS : 13995–13998. Bibcode : 2011PNAS..10813995C. doi : 10.1073 /pnas.1106493108 . PMC 3161613. PMID  21836052. 
  4. ^ Штайгервальд, Джон (8 августа 2011 г.). «Исследователи НАСА: строительные блоки ДНК можно изготавливать в космосе». НАСА . Получено 10 августа 2011 г.
  5. ^ Сотрудники ScienceDaily (9 августа 2011 г.). «Строительные блоки ДНК могут быть созданы в космосе, свидетельствуют данные НАСА». ScienceDaily . Получено 09.08.2011 .
  6. ^ Кирнос, МД; Худяков, ИЮ; Александрушкина, НИ; Ванюшин, БФ (ноябрь 1977 г.). "2-аминоаденин — это аденин, заменяющий основание в ДНК цианофага S-2L". Nature . 270 (5635): 369–70. Bibcode :1977Natur.270..369K. doi :10.1038/270369a0. PMID  413053.
  7. ^ Боулер, Хасинта (4 мая 2021 г.). «Некоторые вирусы имеют совершенно другой геном, чем остальная жизнь на Земле». ScienceAlert .
  8. ^ Чернецкий, Дариуш; Легран, Пьер; Текпинар, Мустафа; Росарио, Сандрин; Камински, Пьер-Александр; Деларю, Марк (2021-04-23). ​​«Как цианофаг S-2L отвергает аденин и включает 2-аминоаденин для насыщения водородных связей в своей ДНК». Nature Communications . 12 (1): 2420. Bibcode :2021NatCo..12.2420C. doi : 10.1038/s41467-021-22626-x . ISSN  2041-1723. PMC 8065100 . PMID  33893297. 
  9. ^ аб Сулейман, Дона; Гарсия, Пьер Симон; Лагун, Мэрион; Лок, Джером; Хауз, Ахмед; Тайб, Наджва; Ретлисбергер, Паскаль; Грибальдо, Симонетта; Марльер, Филипп; Камински, Пьер Александр (30 апреля 2021 г.). «Третий путь биосинтеза пуринов, кодируемый геномами вирусной ДНК на основе аминоаденина». Наука . 372 (6541): 516–520. Бибкод : 2021Sci...372..516S. doi : 10.1126/science.abe6494. PMID  33926955. S2CID  233448787.
  10. ^ Пезо, Валери; Джазири, Фатен; Бургиньон, Пьер-Ив; Луи, Доминик; Джейкобс-Сера, Дебора; Розенски, Джефф; Почет, Сильви; Хердевейн, Пит; Хэтфулл, Грэм Ф.; Камински, Пьер-Александр; Марльер, Филипп (30 апреля 2021 г.). «Неканоническая полимеризация ДНК сифовирусами на основе аминоаденина». Наука . 372 (6541): 520–524. Бибкод : 2021Sci...372..520P. doi : 10.1126/science.abe6542. PMID  33926956. S2CID  233448788.
  11. ^ Чжоу, Ян; Су, Сюэсия; Вэй, Ифэн; Ченг, Ю; Го, Ю; Худяков Иван; Лю, Фули; Он, Пинг; Сун, Чжанъюэ; Ли, Чжи; Гао, Ян; Анг, И Луи; Чжао, Хуэйминь; Чжан, Ян; Чжао, Сувэнь (30 апреля 2021 г.). «Распространенный путь замены аденина диаминопурином в фаговых геномах». Наука . 372 (6541): 512–516. Бибкод : 2021Sci...372..512Z. дои : 10.1126/science.abe4882. PMID  33926954. S2CID  233448821.
  12. ^ ab Czernecki, Dariusz; Bonhomme, Frédéric; Kaminski, Pierre-Alexandre; Delarue, Marc (2021-08-05). "Характеристика триады генов в цианофаге S-2L, достаточной для замены аденина на 2-аминоаденин в бактериальной ДНК". Nature Communications . 12 (1): 4710. Bibcode :2021NatCo..12.4710C. bioRxiv 10.1101/2021.04.30.442174 . doi : 10.1038/s41467-021-25064-x . ISSN  2041-1723. PMC 8342488 . PMID  34354070.  
  13. ^ Burchenal, JH; Karnofsky, DA; Kingsley-Pillers, EM; Southam, CM; Myers, WP; Escher, GC; Craver, LF; Dargeon, HW; Rhoads, CP (май 1951 г.). «Влияние антагонистов фолиевой кислоты и 2,6-диаминопурина на неопластические заболевания, с особым акцентом на острый лейкоз». Cancer . 4 (3): 549–69. doi : 10.1002/1097-0142(195105)4:3<549::aid-cncr2820040308>3.0.co;2-j . PMID  14839611. S2CID  31262125.
  14. ^ Weckbecker, G; Cory, JG (1989). «Метаболическая активация 2,6-диаминопурина и 2,6-диаминопурин-2'-дезоксирибозида в противоопухолевые агенты». Advances in Enzyme Regulation . 28 : 125–44. doi : 10.1016/0065-2571(89)90068-x. PMID  2624171.
  15. ^ Shao, C; Deng, L; Henegariu, O; Liang, L; Stambrook, PJ; Tischfield, JA (20 июня 2000 г.). «Нестабильность хромосом способствует потере гетерозиготности у мышей, лишенных p53». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 97 (13): 7405–10. Bibcode : 2000PNAS...97.7405S. doi : 10.1073/pnas.97.13.7405 . PMC 16558. PMID  10861008 . 
  16. ^ Кочарян, ШМ; Чуканова, ТИ; Суходолец, ВВ (1977). "[Мутации устойчивости к 2,6-диаминопурину и 6-метилпурину, влияющие на аденинфосфорибозилтрансферазу в Escherichia coli K-12]". Генетика . 13 (10): 1821–30. PMID  348574.
  17. ^ Зухарова, Д; Липенска, Я; Фойтикова, М; Кулич П; Нека, Дж; Слани, М; Коварчик, К; Туранек-Кнотигова, П; Губатка, Ф; Целеховска, Х; Масек, Дж; Куделка, С; Прохазка, Л; Эйер, Л; Плоцкова, Ю; Бартельдиова, Э; Миллер, AD; Рузек, Д; Рашка, М; Джанеба, З; Туранек, Дж. (29 февраля 2016 г.). «Противовирусная активность ациклических нуклеозидфосфонатов на основе 2,6-диаминопурина против герпесвирусов: результаты исследований in vitro с вирусом псевдобешенства (PrV, SuHV-1)». Ветеринарная микробиология . 184 : 84–93. doi : 10.1016/j.vetmic.2016.01.010. PMID  26854349.
  18. ^ Тшаска, С; Аманд, С; Байи, К; Лерой, К; Маршан, В; Дювернуа-Берте, Э; Салиу, Дж. М.; Бенхабилес, Х; Веркмайстер, Э; Чассат, Т; Гильберт, Р; Ханнебик, Д; Мурей, А; Копен, MC; Моро, Пенсильвания; Адриансенс, Э; Кулозик А; Вестхоф, Э; Туласне, Д; Моторин Ю.; Ребуффа, С; Лежен, Ф (20 марта 2020 г.). «2,6-Диаминопурин как мощный корректор нонсенс-мутаций UGA». Природные коммуникации . 11 (1): 1509. Бибкод : 2020NatCo..11.1509T. doi :10.1038/s41467-020-15140-z. PMC 7083880. PMID 32198346  . 
  19. ^ Камия, Ю; Доносита, Ю; Камимото, Х; Мураяма, К; Ариёси, Дж; Асанума, Х. (5 октября 2017 г.). «Введение 2,6-диаминопуринов в нуклеиновую кислоту серинола улучшает эффективность анти-миРНК». ХимБиоХим . 18 (19): 1917–1922. дои : 10.1002/cbic.201700272. PMID  28748559. S2CID  35619213.
  20. ^ Bailly, C (1 октября 1998 г.). «Использование диаминопурина для исследования структурных свойств нуклеиновых кислот и молекулярного распознавания между лигандами и ДНК». Nucleic Acids Research . 26 (19): 4309–4314. doi :10.1093/nar/26.19.4309. PMC 147870. PMID  9742229 .