AP 사이트

AP site
AP 사이트의 간단한 표시.

생화학 및 분자유전학에서 AP 사이트(apurinic/apyrimidinic 사이트)는 아바시크 사이트라고도 알려져 있지만, 자발적이거나 DNA 손상으로 인해 퓨린이나 피리미딘 염기가 없는 DNA 내 위치이다.생리학적 조건 하에서 세포 [1][2]한 개에서 매일 10,000개의 아퓨린성 부위와 500개의 아피리미딘성 부위가 생성될 수 있는 것으로 추정되고 있다.

AP 부위는 자발적 탈수에 의해 형성될 수 있지만, 기저 절제 [3]수복의 중간체로서도 발생합니다.이 과정에서 DNA 글리코실라아제는 손상된 염기를 인식하고 N-글리코시드 결합을 절단하여 염기를 방출하고 AP 부위를 남긴다.다양한 유형의 손상을 인식하는 다양한 글리코실라아제들이 존재하는데, 여기에는 산화염기 또는 메틸화염기, 또는 DNA의 우라실이 포함된다.AP 부위는 AP 엔도핵산가수분해효소에 의해 분해되어 3' 히드록실기와 5' 디옥시리보오스인산 말미니를 남길 수 있다(DNA 구조 참조).대체적인 방법으로, 2관능성 글리코실라아제 분해효소는 AP 부위를 절단할 수 있으며, 3'α,β-불포화알데히드에 인접한 5' 인산염을 남길 수 있다.두 메커니즘 모두 단일 스트랜드 절단을 형성하고, 이 절단은 숏패치 또는 롱패치 베이스 절개 [4]수리에 의해 수리됩니다.

수리되지 않은 상태로 두면 AP 사이트가 반보수 복제 중에 변이를 일으킬 수 있습니다.레플리케이션의 포크스톨을 일으킬 가능성이 있어 변환 합성에 의해 회피됩니다.대장균에서 아데닌은 "A 규칙"으로 알려진 AP 부위 건너편에 우선적으로 삽입됩니다.다른 뉴클레오티드가 유기체와 실험 [3]조건에 따라 선호도를 나타내며, 고등 진핵생물에서는 상황이 더 복잡하다.

형성

AP 부위는 디옥시리보스가 질소 염기로부터 분리될 때 형성되어 둘 사이의 글리코시드 결합을 파괴합니다.이것은 화학 활동, 방사선 또는 효소 활성의 결과로 자발적으로 발생할 수 있습니다.DNA의 글리코시드 결합은 산 촉매 가수분해를 통해 분해될 수 있다.푸린 염기는 약산성 조건에서 배출될 수 있는 반면, 피리미딘은 분해되기 위해 더 강한 산성을 필요로 합니다.퓨린은 온도가 충분히 상승하면 중성 pH에서도 제거될 수 있다.AP 사이트 형성은 다양한 염기 변형 화학물질에 의해 발생할 수도 있습니다.개별 염기의 알킬화, 탈아미네이션 및 산화는 모두 글리코실 결합의 약화로 이어질 수 있으므로 이러한 변화를 일으키는 약제에 대한 노출은 AP 부위 [2]형성을 촉진할 수 있습니다.

이온화 방사선은 AP 부위의 형성을 초래할 수도 있습니다.조사 환경에는 래디컬이 포함되어 있어 AP 사이트에 다양한 방법으로 공헌할 수 있습니다.히드록실라디칼은 글리코시드 결합을 공격하여 AP 부위를 직접 생성하거나 베이스 또는 디옥시리보스 [2]고리에 결합함으로써 글리코실 결합을 덜 유리하게 만들 수 있다.

효소, 즉 DNA 글리코실라아제 역시 일반적으로 염기 절제 복구 경로의 일부로 AP 부위를 형성한다.포유류의 세포에서는 하루에 5000~10,000개의 근막 부위가 형성되는 것으로 추정됩니다.아피리미딘성 부위는 약 20배 느린 속도로 형성되며 세포당 하루에 약 500개의 형성 이벤트가 있을 것으로 추정됩니다.이렇게 높은 속도에서 세포는 돌연변이를 막기 위해 견고한 복구 장치를 갖추는 것이 중요하다.

특성.

화학적 특성

AP 사이트 반응성

AP 사이트는 매우 반응적입니다.이들은 푸라노스 고리와 개방 사슬 프리 알데히드 및 유리 알코올 형태 사이에서 변동합니다.친핵체에 대한 노출은 β-탈리미네이션 반응을 일으킬 수 있으며, 여기서 3' 포스포에스테르 결합이 파괴되어 단가닥 절단을 일으킨다.이 반응은 AP 분해 [2]효소에 의해 촉매될 수 있습니다.과잉 시약이 존재할 경우 5' 측에서 추가 제거가 발생할 수 있습니다.유리 알데히드는 또한 친핵성, 아민이 함유된 알데히드와 반응할 수 있다.이러한 반응은 포스포에스테르 결합 분열을 더욱 촉진할 수 있다.O-HN기를2 함유하는 알데히드는 알데히드기와 반응함으로써 아바산 부위를 안정시키는 역할을 할 수 있다.이 상호작용은 포스포에스테르 결합을 분해하지 않습니다.

생물학적 활동

살아있는 세포의 AP 부위는 세포 사멸을 포함한 다양한 심각한 결과를 초래할 수 있습니다.β-제거로 인해 발생하는 단가닥 절단은 돌연변이를 피하기 위해 DNA 리가아제에 의한 복구가 필요하다.DNA 중합효소가 염기성 부위와 마주칠 때, 보통 DNA 복제가 차단되며, 이는 그 자체로 DNA [4]나선의 단가닥 또는 이중가닥 절단을 초래할 수 있다.대장균에서는 효소가 아바시스 부위를 우회할 수 있을 때 아데닌이 [2][3]새로운 가닥에 우선적으로 함유된다.DNA 내 AP 부위가 복구되지 않으면 DNA 복제가 정상적으로 진행되지 않고 상당한 돌연변이가 발생할 [4]수 있습니다.만약 돌연변이가 단지 단일 뉴클레오티드 다형성일 경우, 세포는 잠재적으로 영향을 받지 않을 수 있다.그러나 더 심각한 돌연변이가 발생하면 세포 기능이 심각하게 손상되거나 성장과 분열이 손상되거나 세포가 단순히 죽을 수 있다.

수리

주요 기사 : 베이스 절개 보수

AP 부위는 베이스 절제 복구 경로의 중요한 특징입니다.DNA 글리코실라아제들은 먼저 변형된 염기를 인식하고 제거함으로써 기저부위를 형성한다.염기가 손상될 수 있는 여러 가지 방법을 다루기 위해 많은 글리코실라아제 변종이 존재한다.가장 일반적인 상황은 염기성 알킬화, 산화, 그리고 DNA [4]가닥에 우라실의 존재이다.AP 사이트가 성공적으로 생성되면 AP 핵산가수분해효소는 하나의 포스포에스테르 결합의 파괴를 촉매하여 나선의 [4]골격에 흠집을 만듭니다.분해는 효소의 변종에 따라 부위의 3' 또는 5'가 될 수 있다.그런 다음 끝 처리 효소는 DNA [4]중합효소에 의해 수행되는 닉 결찰 부위를 준비합니다.니크에 삽입된 베이스는 반대쪽 스트랜드에 있는 대응하는 베이스에 의해 결정됩니다.그 상처는 DNA 연결효소에 의해 봉합된다.

전두정피질, 소뇌, 뇌간, 중뇌 및 시상하부의 AP 부위 복구에서 AP 엔도핵산가수분해효소의 활성은 ad libitum을 [5]섭취한 쥐에서 나이가 들수록 감소한다.이에 비해 칼로리 제한이 있는 랫드에서 이들 뇌 영역의 AP 핵산가수분해효소 활성은 나이가 [5]들수록 더 높게 유지된다.이러한 연구 결과는 칼로리 제한이 있는 동물에서 AP 부위의 복구가 증가하면 노화 과정을 지연시킬 수 있다는 것을 암시한다.

레퍼런스

  1. ^ Tropp, Burton (2012). Molecular Biology. Sudbury, MA: Jones & Bartlett Learning. p. 455. ISBN 978-1-4496-0091-4.
  2. ^ a b c d e Borlé, Myriam (1987). "Formation, detection, and repair of AP sites". Mutation Research. 181: 45–56. doi:10.1016/0027-5107(87)90286-7.
  3. ^ a b c DNA의 마모 부위: 사카로미세스 세레비시아에 대한 복구 및 생물학적 결과.DNA 복구(Amst).2004년 1월 5일; 3 (1):1 ~ 12.
  4. ^ a b c d e f Lindhal, Tomas (1993). "Instability and decay of the primary structure of DNA". Nature. 362: 709–715.
  5. ^ a b Kisby GE, Kohama SG, Olivas A, Churchwell M, Doerge D, Spangler E, de Cabo R, Ingram DK, Imhof B, Bao G, Kow YW. 노화 뇌에서 열량 제한의 영향.익스퍼 게론톨2010년 3월 45일 (3) : 208-16일 doi : 10.1016/j.exger . 2009 . 12 . 003 .Epub 2009년 12월 11일 PMID 20005284; PMCID: PMC2826610