NEIL1 - NEIL1
Эндонуклеазы VIII-1 , как это фермент , который у человека кодируется NEIL1 геном .
NEIL1 принадлежит к классу ДНК-гликозилаз, гомологичных бактериальному семейству Fpg / Nei. Эти гликозилазы инициируют первую стадию эксцизионной репарации оснований, расщепляя основания, поврежденные активными формами кислорода (АФК), и вводя разрыв цепи ДНК посредством связанной лиазной реакции.
Цели
NEIL1 распознает (мишени) и удаляет определенные основания, поврежденные ROS, а затем рассекает базисный сайт посредством β, δ элиминации, оставляя 3 'и 5' фосфатные концы. NEIL1 распознает окисленные пиримидины , формамидопиримидины, остатки тимина, окисленные по метильной группе, и оба стереоизомера тимингликоля . Лучшими субстратами для человеческого NEIL1, по-видимому, являются поражения гидантоином , гуанидиногидантоин и спироиминодигидантоин, которые являются продуктами дальнейшего окисления 8-oxoG . NEIL1 также способен удалять повреждения из одноцепочечной ДНК, а также из пузырьковых и разветвленных структур ДНК. Поскольку экспрессия NEIL1 зависит от клеточного цикла и поскольку он действует на разветвленные структуры ДНК и взаимодействует с PCNA и FEN-1 , было высказано предположение, что NEIL1 функционирует в процессе репликации, связанной с репарацией ДНК.
Дефицит при раке
NEIL1 является одним из генов репарации ДНК, наиболее часто гиперметилированных при плоскоклеточном раке головы и шеи (HNSCC). Когда 160 генов репарации ДНК человека были оценены на предмет аберрантного метилирования в опухолях HNSCC, 62% опухолей были гиперметилированы в промоторной области NEIL1, что привело к репрессии матричной РНК NEIL1 и белка NEIL1. Когда 8 генов репарации ДНК оценивали в опухолях немелкоклеточного рака легкого (NSCLC), 42% были гиперметилированы в промоторной области NEIL1. Это был наиболее частый дефицит репарации ДНК среди 8 протестированных генов репарации ДНК. NEIL1 также был одним из шести генов репарации ДНК, которые, как было обнаружено, гиперметилированы в их промоторных областях при колоректальном раке .
В то время как другие гены репарации ДНК, такие как MGMT и MLH1 , часто оцениваются на предмет эпигенетической репрессии при многих типах рака, эпигенетический дефицит NEIL1 обычно не оценивается, но может иметь значение и при таких видах рака.
Повреждение ДНК, по-видимому, является основной причиной рака. Если репарация ДНК недостаточна, повреждения ДНК имеют тенденцию к накоплению. Такое избыточное повреждение ДНК может увеличить количество ошибок мутаций во время репликации ДНК из-за склонного к ошибкам синтеза трансфузии . Избыточное повреждение ДНК также может увеличивать эпигенетические изменения из-за ошибок во время восстановления ДНК. Такие мутации и эпигенетические изменения могут вызвать рак (см. Злокачественные новообразования ).
При раке толстой кишки мутации зародышевой линии в генах репарации ДНК вызывают только 2–5% случаев. Однако метилирование промоторной области генов репарации ДНК (включая NEIL1) часто связано с раком толстой кишки и может быть важным причинным фактором для этих видов рака.
Сохранение памяти
NEIL1 способствует кратковременному сохранению пространственной памяти . У мышей, лишенных NEIL1, наблюдается нарушение сохранения памяти в тесте в водном лабиринте.
Профилактика инсульта
NEIL1 также защищает от вызванной ишемическим инсультом дисфункции мозга и смерти мышей. Дефицит NEIL1 вызывает повреждение головного мозга и функционально дефектный результат на мышиной модели инсульта.
использованная литература
дальнейшее чтение
- Такао М., Канно С., Кобаяши К., Чжан К. М., Йоней С., ван дер Хорст Г. Т., Ясуи А. (ноябрь 2002 г.). «Резервная гликозилаза у мышей с нокаутом Nth1 является функциональным гомологом Nei (эндонуклеазы VIII)» . Журнал биологической химии . 277 (44): 42205–13. DOI : 10.1074 / jbc.M206884200 . PMID 12200441 .
- Morland I, Rolseth V, Luna L, Rognes T, Bjørås M, Seeberg E (ноябрь 2002 г.). «Человеческие ДНК-гликозилазы бактериального суперсемейства Fpg / MutM: альтернативный путь восстановления 8-оксогуанина и других продуктов окисления в ДНК» . Исследования нуклеиновых кислот . 30 (22): 4926–36. DOI : 10.1093 / NAR / gkf618 . PMC 137166 . PMID 12433996 .
- Bandaru V, Sunkara S, Wallace SS, Bond JP (июль 2002 г.). «Новая человеческая ДНК-гликозилаза, которая устраняет окислительные повреждения ДНК и гомологична эндонуклеазе VIII Escherichia coli». Ремонт ДНК . 1 (7): 517–29. DOI : 10.1016 / S1568-7864 (02) 00036-8 . PMID 12509226 .
- Доу Х., Митра С., Хазра Т.К. (декабрь 2003 г.). «Ремонт окисленных оснований в пузырьковых структурах ДНК человеческими ДНК-гликозилазами NEIL1 и NEIL2» . Журнал биологической химии . 278 (50): 49679–84. DOI : 10.1074 / jbc.M308658200 . PMID 14522990 .
- Катафучи А., Накано Т., Масаока А., Терато Х, Иваи С., Ханаока Ф., Иде Х (апрель 2004 г.). «Дифференциальная специфичность гомологов III и VIII эндонуклеаз человека и Escherichia coli в отношении повреждений окислительных оснований» . Журнал биологической химии . 279 (14): 14464–71. DOI : 10.1074 / jbc.M400393200 . PMID 14734554 .
- Бандару В., Купер В., Уоллес СС, Дубле С. (июнь 2004 г.). «Перепроизводство, кристаллизация и предварительный кристаллографический анализ нового фермента репарации ДНК человека, распознающего окислительное повреждение ДНК» . Acta Crystallographica Раздел D . 60 (Pt 6): 1142–4. DOI : 10.1107 / S0907444904007929 . PMID 15159582 .
- Doublié S, Bandaru V, Bond JP, Wallace SS (июль 2004 г.). «Кристаллическая структура человеческой эндонуклеазы VIII-подобного 1 (NEIL1) выявляет мотив пальца без цинка, необходимый для активности гликозилазы» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 101 (28): 10284–9. Bibcode : 2004PNAS..10110284D . DOI : 10.1073 / pnas.0402051101 . PMC 478564 . PMID 15232006 .
- Видерхольд Л., Леппард Дж. Б., Кедар П., Карими-Бушери Ф, Расули-Ниа А., Вайнфельд М., Томкинсон А. Э., Изуми Т., Прасад Р., Уилсон С.Х., Митра С., Хазра Т.К. (июль 2004 г.). «AP-эндонуклеаза-независимая эксцизионная репарация оснований ДНК в клетках человека» . Молекулярная клетка . 15 (2): 209–20. DOI : 10.1016 / j.molcel.2004.06.003 . PMID 15260972 .
- Синмура К., Тао Х., Гото М., Игараси Х., Танигучи Т., Маэкава М., Такезаки Т., Сугимура Х. (декабрь 2004 г.). «Инактивирующие мутации гена эксцизионной репарации человеческого основания NEIL1 при раке желудка» . Канцерогенез . 25 (12): 2311–7. DOI : 10.1093 / carcin / bgh267 . PMID 15319300 .
- Моккапати С.К., Видерхольд Л., Хазра Т.К., Митра С. (сентябрь 2004 г.). «Стимуляция активности ДНК-гликозилазы OGG1 с помощью NEIL1: функциональное сотрудничество между двумя ДНК-гликозилазами человека». Биохимия . 43 (36): 11596–604. DOI : 10.1021 / bi049097i . PMID 15350146 .
- Чжан К.М., Ёнекура С., Такао М., Ясуи А., Сугияма Х., Ёнэй С. (январь 2005 г.). «Активность ДНК-гликозилазы для остатков тимина, окисленных в метильной группе, является функцией ферментов hNEIL1 и hNTH1 в клетках человека». Ремонт ДНК . 4 (1): 71–9. DOI : 10.1016 / j.dnarep.2004.08.002 . PMID 15533839 .
- Дас А., Хазра Т.К., Болдог И., Митра С., Бхакат К.К. (октябрь 2005 г.). «Индукция человеческой окисленной основно-специфической ДНК-гликозилазы NEIL1 реактивными формами кислорода» . Журнал биологической химии . 280 (42): 35272–80. DOI : 10.1074 / jbc.M505526200 . PMID 16118226 .
- Руал Дж. Ф., Венкатесан К., Хао Т., Хирозане-Кишикава Т., Дрикот А., Ли Н., Беррис Г. Ф., Гиббонс Ф. Д., Дрезе М., Айви-Гедехуссу Н., Клитгорд Н., Саймон К., Боксем М., Мильштейн С., Розенберг Дж., Голдберг DS, Zhang LV, Wong SL, Franklin G, Li S, Albala JS, Lim J, Fraughton C, Llamosas E, Cevik S, Bex C, Lamesch P, Sikorski RS, Vandenhaute J, Zoghbi HY, Smolyar A, Bosak S, Sequerra R, Doucette-Stamm L, Cusick ME, Hill DE, Roth FP, Vidal M (октябрь 2005 г.). «К карте протеомного масштаба сети белок-белкового взаимодействия человека». Природа . 437 (7062): 1173–8. Bibcode : 2005Natur.437.1173R . DOI : 10,1038 / природа04209 . PMID 16189514 . S2CID 4427026 .
- Ocampo-Hafalla MT, Altamirano A, Basu AK, Chan MK, Ocampo JE, Cummings A, Boorstein RJ, Cunningham RP, Teebor GW (апрель 2006 г.). «Ремонт тимингликоля hNth1 и hNeil1 модулируется спариванием оснований и цис-транс-эпимеризацией». Ремонт ДНК . 5 (4): 444–54. DOI : 10.1016 / j.dnarep.2005.12.004 . PMID 16446124 .
- Бродерик П., Багратуни Т., Виджаякришнан Дж., Люббе С., Чандлер И., Хоулстон Р.С. (2006). «Оценка генов NTHL1, NEIL1, NEIL2, MPG, TDG, UNG и SMUG1 при предрасположенности к семейному колоректальному раку» . BMC Рак . 6 : 243. DOI : 10.1186 / 1471-2407-6-243 . PMC 1624846 . PMID 17029639 .
- Катафучи А, Мацубара М, Терато Х, Иваи С., Ханаока Ф, Иде Х (2007). «Специфичность повреждения ДНК-гликозилаз человека для окислительных пиримидиновых повреждений» . Серия симпозиумов по нуклеиновым кислотам . 48 (1): 175–6. DOI : 10.1093 / насса / 48.1.175 . PMID 17150535 .