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]
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 .
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]