5-формилцитозин
| |
| Имена | |
|---|---|
| Предпочтительное название ИЮПАК
4-амино-2-оксо-1,2-дигидропиримидин-5-карбальдегид | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
| КЭБ | |
| ХимическийПаук | |
ПабХим CID
|
|
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
| Характеристики | |
| С 5 Н 5 Н 3 О 2 | |
| Молярная масса | 139.11 g/mol |
| Появление | желтое твердое вещество |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
5-Формилцитозин (5fC) представляет собой пиримидиновое азотистое основание , полученное из цитозина . В контексте химии и биологии нуклеиновых кислот он рассматривается как эпигенетический маркер. Обнаружен в 2011 году в эмбриональных стволовых клетках млекопитающих Томаса Карелла . исследовательской группой [ 1 ] Совсем недавно было подтверждено, что модифицированный нуклеозид имеет значение как в качестве промежуточного продукта в пути активного деметилирования, так и в качестве отдельного эпигенетического маркера. [ 2 ] У млекопитающих 5fC образуется в результате окисления 5-гидроксиметилцитозина (5hmC) - реакции, опосредованной ферментами ТЕТ . [ 3 ] Его молекулярная формула C 5 H 5 N 3 O 2. [ 4 ]
Локализация
[ редактировать ]Подобно родственным модификациям цитозина 5-метилцитозину (5mC) и 5hmC, 5fC широко распространен в геноме млекопитающих, хотя встречается гораздо реже. [ 5 ] Конкретные значения концентрации существенно различаются в зависимости от типа клеток. [ 6 ] 5fC может аберрантно экспрессироваться в различных наборах тканей, что может указывать на различные проявления опухолей и рак. [ 7 ]
Функции
[ редактировать ]Точные функции 5fC еще точно не определены, хотя он, вероятно, будет играть ключевую роль как минимум в двух различных системах. Во-первых, 5fC служит промежуточным звеном активного пути деметилирования , процесса, который способствует поддержанию и целостности ДНК путем замены 5mC каноническим цитозином. Центральная дилемма относительно 5fC (и эпигенетики в целом) заключается в том, как белки-считыватели распознают свои субстраты с такой высокой специфичностью на фоне подавляющего большинства. Особый интерес в этом контексте представляет тимин-ДНК-гликозилаза (TDG), белок, который участвует в удалении 5fC из ДНК млекопитающих. [ 8 ] Во-вторых, 5fC может существовать как самостоятельная стабильная модификация, но ее роль в этом контексте пока размыта. [ 2 ]
Влияние 5fC на структуру и гибкость ДНК
[ редактировать ]Понимание влияния 5fC на физические свойства ДНК на сегодняшний день ограничено. Недавние исследования показали противоречивые результаты относительно структурного воздействия 5fC на ДНК. [ 9 ] [ 10 ] С другой стороны, несколько исследователей, работающих независимо, обнаружили, что 5fC заметно увеличивает гибкость ДНК. [ 11 ] [ 12 ] 5fC также снижает стабильность двойной спирали ДНК и увеличивает раскрытие пар оснований. [ 13 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Пфаффендер, Тони; Хакнер, Бенджамин; Трасс, Матиас; Мюнцель, Мартин; Мюллер, Маркус; Даймл, Кристиан А.; Хагемайер, Кристиан; Карелл, Томас (2011). «Открытие 5-формилцитозина в ДНК эмбриональных стволовых клеток». Международное издание «Прикладная химия» . 50 (31): 7008–7012. дои : 10.1002/anie.201103899 . ISSN 1521-3773 . ПМИД 21721093 .
- ^ Jump up to: а б Бахман, Мартин; Урибе-Льюис, Сантьяго; Ян, Сяопин; Берджесс, Хизер Э.; Юрларо, Марио; Рейк, Вольф; Мюррелл, Адель; Баласубраманян, Шанкар (2015). «5-Формилцитозин может быть стабильной модификацией ДНК у млекопитающих» . Химическая биология природы . 11 (8): 555–557. дои : 10.1038/nchembio.1848 . ISSN 1552-4469 . ПМЦ 5486442 . ПМИД 26098680 .
- ^ Ито, Синсуке; Шен, Ли; Дай, Цин; Ву, Сьюзен С.; Коллинз, Леонард Б.; Свенберг, Джеймс А.; Он, Чуан; Чжан, И (2 сентября 2011 г.). «Тет-белки могут превращать 5-метилцитозин в 5-формилцитозин и 5-карбоксилцитозин» . Наука . 333 (6047): 1300–1303. Бибкод : 2011Sci...333.1300I . дои : 10.1126/science.1210597 . ISSN 0036-8075 . ПМЦ 3495246 . ПМИД 21778364 .
- ^ ПабХим. «5-Формилцитозин» . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 26 июля 2020 г.
- ^ Ву, Сяоцзи; Чжан, И (2017). «ТЕТ-опосредованное активное деметилирование ДНК: механизм, функции и не только» . Обзоры природы Генетика . 18 (9): 517–534. дои : 10.1038/nrg.2017.33 . ISSN 1471-0064 . ПМИД 28555658 . S2CID 3393814 .
- ^ Сун, Чун-Сяо; Зулвах, Кейт; Дай, Цин; Фу, Йе; Мао, Ши-Цин; Лин, Ли; Стрит, Крейг; Ли, Юйцзин; Пойдевин, Микаэль; Ву, Хао; Гао, Хуан (2013). «Полногеномное профилирование 5-формилцитозина раскрывает его роль в эпигенетическом прайминге» . Клетка . 153 (3): 678–691. дои : 10.1016/j.cell.2013.04.001 . ПМЦ 3657391 . ПМИД 23602153 .
- ^ Ван, Яфэн; Чжан, Сюн; Цзоу, Гуанжун; Пэн, Шуан; Лю, Чаосин; Чжоу, Сян (22 января 2019 г.). «Обнаружение и применение 5-формилцитозина и 5-формилурацила в ДНК». Отчеты о химических исследованиях . 52 (4): 1016–1024. doi : 10.1021/acs.accounts.8b00543 . ISSN 0001-4842 . PMID 30666870 . S2CID 58623597 .
- ^ Маити, Атану; Михельсон, Анна Жачкина; Армвуд, Черес Дж.; Ли, Джихюн К.; Дрохат, Александр К. (23 октября 2013 г.). «Дивергентные механизмы ферментативного удаления 5-формилцитозина и 5-карбоксилцитозина из ДНК» . Журнал Американского химического общества . 135 (42): 15813–15822. дои : 10.1021/ja406444x . ISSN 0002-7863 . ПМЦ 3930231 . ПМИД 24063363 .
- ^ Райбер, Ын-Анг; Мюрат, Пьер; Чиргадзе Дмитрий Ю.; Беральди, Дарио; Луизи, Бен Ф.; Баласубраманян, Шанкар (2015). «5-Формилцитозин изменяет структуру двойной спирали ДНК» . Структурная и молекулярная биология природы . 22 (1): 44–49. дои : 10.1038/nsmb.2936 . ISSN 1545-9985 . ПМЦ 4287393 . ПМИД 25504322 . S2CID 10288745 .
- ^ Хардвик, Джек С; Пчелкин, Денис; Эль-Сахир, Афаф Х; Слеза, Ян; Синглтон, Дэниел; Филлипс, Саймон Э.В.; Лейн, Эндрю Н; Браун, Том (2017). «5-Формилцитозин не меняет глобальную структуру ДНК» . Структурная и молекулярная биология природы . 24 (6): 544–552. дои : 10.1038/nsmb.3411 . ISSN 1545-9993 . ПМЦ 5747368 . ПМИД 28504696 .
- ^ Нго, Туй ТМ; Йоу, Чеджун; Дай, Цин; Чжан, Цюцен; Он, Чуан; Аксиментьев, Алексей; Ха, Тэкджип (24 февраля 2016 г.). «Влияние модификаций цитозина на гибкость ДНК и механическую стабильность нуклеосом» . Природные коммуникации . 7 (1): 10813. Бибкод : 2016NatCo...710813N . дои : 10.1038/ncomms10813 . ISSN 2041-1723 . ПМК 4770088 . ПМИД 26905257 .
- ^ Санстед, Пол Дж.; Эшвуд, Бреннан; Дай, Цин; Он, Чуан; Токмаков, Андрей (20 февраля 2020 г.). «Окисленные производные 5-метилцитозина изменяют стабильность и динамику дегибридизации дуплексной ДНК» . Журнал физической химии Б. 124 (7): 1160–1174. дои : 10.1021/acs.jpcb.9b11511 . ISSN 1520-6106 . ПМЦ 7136776 . ПМИД 31986043 .
- ^ Дубини, Ромео, Калифорния; Шён, Александр; Мюллер, Маркус; Карелл, Томас; Рово, Петра (2020). «Влияние 5-формилцитозина на кинетику плавления ДНК по данным химического обмена 1H ЯМР» . Исследования нуклеиновых кислот . 48 (15): 8796–8807. дои : 10.1093/nar/gkaa589 . ПМЦ 7470965 . ПМИД 32652019 .