АлкБ

AlkB (Алкилирование B) представляет собой белок , обнаруженный в E. coli , индуцируемый во время адаптивного ответа и участвующий в прямом устранении повреждений, вызванных алкилированием . ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} AlkB специфически устраняет повреждение алкилирования одноцепочечной (SS) ДНК, вызванное _{S N 2.} химическими агентами типа ^{[ 3 ]} Он эффективно удаляет метильные группы из 1-метиладенинов, 3-метилцитозинов в ДНК СС. ^{[ 1 ]}^{[ 4 ]} AlkB представляет собой альфа-кетоглутарат-зависимую гидроксилазу , суперсемейство негемовых железосодержащих белков. Он окислительно деметилирует субстрат ДНК. ^{[ 1 ]}^{[ 4 ]} Деметилирование AlkB сопровождается выделением CO ₂ , сукцината и формальдегида. ^{[ 4 ]}

Человеческие гомологи

Существует девять человеческих гомологов AlkB. ^{[ 1 ]} Они есть:

Гомолог Alkb 1, диоксигеназа гистона h2a , ALKBH2 , ALKBH3 , ALKBH4 , гомолог 5 AlkB, РНК-деметилаза , ALKBH6 , ALKBH7 , ALKBH8 , FTO

ABH3, как и AlkB E. coli, специфичен для ДНК и РНК SS. ^{[ 1 ]} тогда как ABH2 обладает более высоким сродством к повреждениям двухцепочечной ДНК. ^{[ 5 ]}

ALKBH8 имеет мотив узнавания РНК, метилтрансферазный домен и AlkB-подобный домен. Домен метилтрансферазы генерирует колебательный нуклеозид 5-метоксикарбонилметилуридин (mcm5U) из своего предшественника 5-карбоксиметилуридина (cm5U). AlkB-подобный домен генерирует ( S )-5-метоксикарбонилгидроксиметилуридин (mchm5U) в Gly-тРНК-UCC. ^{[ 6 ]}^{[ 7 ]}

FTO , которая связана с ожирением у людей, является первой идентифицированной РНК- деметилазой . Он деметилирует N ⁶-метиладенозин в мРНК . ^{[ 8 ]}

Существует также еще один совершенно другой белок, называемый AlkB или алкангидроксилаза. Это каталитическая субъединица негемового дижелезного белка, катализирующая гидроксилирование алканов в аэробных бактериях, которые способны использовать алканы в качестве источника углерода.

Гомолог вируса

Домены AlkB присутствуют в белках, связанных с репликацией вирусов растительных РНК-вирусов семейств Closteroviridae , Alphaflexiviridae , Betaflexiviridae и Secoviridae . ^{[ 9 ]} Potyviridae — крупнейшее семейство растительных РНК-вирусов; ^{[ 10 ]} среди них домен AlkB встроен в протеазы P1 вируса эндивной некротической мозаики (ENMV) рода Potyvirus , вируса французской эндивной некротической мозаики (FENMV) Potyvirus и вируса ежевики Y (BlVY) Brambyvirus . ^{[ 11 ]}^{[ 12 ]}

Функции

С тех пор было показано, что AlkB имеет постоянно расширяющийся спектр субстратов с момента его первоначального открытия Седжвиком, Линдалем, Зеебергом и Фалнесом. Он не только устраняет повреждение алкилирования положительно заряженных 1-метиладенинов и 3-метилцитозинов, но также и нейтральных оснований 1-метилгуанина и 3-метилтимина. ^{[ 13 ]} AlkB был показан как первый пример фермента репарации ДНК, преобразующего один тип повреждения ДНК, блокирующего репликацию ДНК, в другой тип повреждения, который ДНК-полимераза может легко преодолевать. Это наблюдалось при циклическом повреждении этаноаденином (не путать с этиноаденином... см. ниже), который при гидроксилировании AlkB образует N ⁶-ацетальдегидное повреждение, образующее «адениновую» поверхность с водородными связями. ^{[ 14 ]} В отличие от предыдущих типов повреждений алкилирования, устраняемых AlkB посредством механизма гидроксилирования, было показано, что AlkB эпоксидирует двойную связь этиноаденина, который гидролизуется до диола и в конечном итоге высвобождается в виде диальдегидглиоксаля, восстанавливая тем самым неповрежденный аденин в ДНК. ^{[ 15 ]}

Экспериментальные результаты показывают, что домены AlkB вирусов растений обладают РНК-деметилазной активностью in vitro . ^{[ 16 ]} Гомологи AlkB из растений играют провирусную роль и могут участвовать в противовирусном иммунитете растений, регулируя уровни N. ⁶-метиладенозин (м ⁶А) распространенный тип модификации РНК. ^{[ 11 ]}^{[ 17 ]}^{[ 18 ]}

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Эррол К.Фридберг, Грэм ок. Уокер, Вольфрам Сиде, Ричард Д. Вуд , Роджер А. Шульц, Том Элленбергер, Репарация ДНК и мутагенез , 2-е издание, ASM press, ISBN 1-55581-319-4
^ Ю, Бомина; Хант, Джон Ф. (25 августа 2009 г.). «Энзимологические и структурные исследования механизма беспорядочного распознавания субстратов ферментом окислительной репарации ДНК AlkB» . Труды Национальной академии наук США . 106 (34): 14315–14320. Бибкод : 2009PNAS..10614315Y . дои : 10.1073/pnas.0812938106 . ПМК 2725012 . ПМИД 19706517 .
^ Дингли; и др. (2000). «Дефектный процессинг метилированной одноцепочечной ДНК мутантами alkB E. coli» . Генс Дев . 14 (16): 2097–2105. дои : 10.1101/гад.16.14.2097 . ПМК 316854 . ПМИД 10950872 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Тревик; и др. (2002). «Окислительное деметилирование E. coli alkB напрямую устраняет повреждение оснований ДНК». Природа . 419 (6903): 174–178. дои : 10.1038/nature00908 . ПМИД 12226667 . S2CID 4324333 .
^ Жанетт Рингволл; и др. (2006). «Мыши с дефицитом репарации обнаруживают mABH2 в качестве первичной окислительной деметилазы для восстановления повреждений 1meA и 3meC в ДНК» . Журнал ЭМБО . 25 (10): 2189–2198. дои : 10.1038/sj.emboj.7601109 . ПМЦ 1462979 . ПМИД 16642038 .
^ Фу, Ю; Дай, Кью; Чжан, В; Рен, Дж; Пан, Т; Он, C (15 ноября 2010 г.). «Домен AlkB ABH8 млекопитающих катализирует гидроксилирование 5-метоксикарбонилметилуридина в положении колебания тРНК» . Angewandte Chemie International Edition на английском языке . 49 (47): 8885–8. дои : 10.1002/anie.201001242 . ПМЦ 3134247 . ПМИД 20583019 .
^ ван ден Борн, Эрвин; Вогбё, Катрин Б.; Сонге-Мёллер, Лене; Лейне, Вибеке; Лиен, Гуро Ф.; Лещинская, Гражина; Малкевич, Анджей; Крокан, Ханс Э.; Кирпекар, финн; Клюнгланд, Арне; Фальнес, Пол О. (1 февраля 2011 г.). «ALKBH8-опосредованное образование новой диастереомерной пары колебательных нуклеозидов в тРНК млекопитающих» . Природные коммуникации . 2 : 172. Бибкод : 2011NatCo...2..172V . дои : 10.1038/ncomms1173 . hdl : 10852/74450 . ПМИД 21285950 .
^ Цзя, Гуйфан, Е; Чжао, Цин; Ян, Инь; Линдал, Томас; Ян, Юнь-Гуй; «N6-Метиладенозин в ядерной РНК является основным субстратом FTO , связанного с ожирением » 7 (12): 885–887. : 10.1038 /nchembio.687 . PMC 3218240. doi PMID 22002720 .
^ Братли, Марит С.; Драблёс, Финн (3 января 2005 г.). «Биоинформатическое картирование доменов гомологии AlkB в вирусах» . БМК Геномика . 6 (1): 1. дои : 10.1186/1471-2164-6-1 . ISSN 1471-2164 . ПМК 544882 . ПМИД 15627404 .
^ Пасин, Фабио; Дарос, Хосе-Антонио; Цанетакис, Иоаннис Э. (01 июля 2022 г.). «Расширение протеома в эволюционной радиации Potyviridae» . Обзоры микробиологии FEMS . 46 (4): fuac011. дои : 10.1093/femsre/fuac011 . ISSN 1574-6976 . ПМЦ 9249622 . ПМИД 35195244 .
^ Jump up to: ^а ^б Юэ, Цзяньин; Вэй, Яо; Сунь, Чжэньци; Чен, Яхан; Вэй, Сюэфэн; Ван, Хайцзюань; Пасин, Фабио; Чжао, Минмин (октябрь 2022 г.). «Гомологи деметилазы РНК AlkB и N6-метиладенозин участвуют в потивирусной инфекции» . Молекулярная патология растений . 23 (10): 1555–1564. дои : 10.1111/mpp.13239 . ISSN 1364-3703 . ПМЦ 9452765 . ПМИД 35700092 .
^ Сусаймуту, Джеймс; Цанетакис, Иоаннис Э.; Гергерих, Роуз К.; Мартин, Роберт Р. (февраль 2008 г.). «Представитель нового рода Potyviridae заражает Rubus» . Вирусные исследования . 131 (2): 145–151. doi : 10.1016/j.virusres.2007.09.001 . ПМИД 17933412 .
^ Делани; и др. (2004). «Мутагенез, генотоксичность и репарация 1-метиладенина, 3-алкилцитозинов, 1-метилгуанина и 3-метилтимина в alkB Escherichia coli» . ПНАС . 101 (39): 14051–14056. Бибкод : 2004PNAS..10114051D . дои : 10.1073/pnas.0403489101 . ПМЦ 521119 . ПМИД 15381779 .
^ Фрик; и др. (2007). «Облегчение 1,N ⁶Генотоксичность -этаноаденина, вызываемая белком адаптивного ответа AlkB Escherichia coli . PNAS . 104 (3): 755–760. Bibcode : 2007PNAS..104..755F . doi : 10.1073/pnas.0607377104 . PMC 1783386 . ПМИД 17213319 .
^ Делани; и др. (2005). «AlkB устраняет повреждения этено-ДНК, вызванные окислением липидов in vitro и in vivo». Нат. Структура. Мол. Биол . 12 (10): 855–860. дои : 10.1038/nsmb996 . ПМИД 16200073 . S2CID 23235920 .
^ ван ден Борн, Эрвин; Омельченко Марина Владимировна; Беккелунд, Андерс; Лейне, Вибеке; Кунин Евгений Владимирович; Доля, Валериан В.; Фальнес, Пол О (октябрь 2008 г.). «Вирусные белки AlkB восстанавливают повреждения РНК путем окислительного деметилирования» . Исследования нуклеиновых кислот . 36 (17): 5451–5461. дои : 10.1093/нар/gkn519 . ISSN 1362-4962 . ПМЦ 2553587 . ПМИД 18718927 .
^ Мартинес-Перес, Мирейя; Апарисио, Фредерик; Лопес-Греса, Мария Пилар; Беллес, Хосе Мария; Санчес-Наварро, Хесус А.; Паллас, Висенте (3 октября 2017 г.). «Активность деметилазы m6A арабидопсиса модулирует вирусную инфекцию растительного вируса и содержание m6A в его геномных РНК» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 114 (40): 10755–10760. Бибкод : 2017PNAS..11410755M . дои : 10.1073/pnas.1703139114 . ISSN 1091-6490 . ПМК 5635872 . ПМИД 28923956 .
^ Мартинес-Перес, Мирейя; Гомес-Мена, Консепсьон; Альварадо-Марчена, Луис; НАДИ, Эр-Рияд; Миколь, Хосе Луис; ПАЛЛАС, Висенте; Апарисио, Фредерик (2021). «Деметилаза РНК m6A ALKBH9B играет решающую роль в сосудистом движении вируса мозаики люцерны у Arabidopsis» . Границы микробиологии . 12 : 745576. doi : 10.3389/fmicb.2021.745576 . ISSN 1664-302X . ПМК 8521051 . ПМИД 34671333 .

Внешние ссылки

AlkB + белок, + E + coli в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)

[Friedberg-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Эррол К.Фридберг, Грэм ок. Уокер, Вольфрам Сиде, Ричард Д. Вуд , Роджер А. Шульц, Том Элленбергер, Репарация ДНК и мутагенез , 2-е издание, ASM press, ISBN 1-55581-319-4

[Yu-2] Ю, Бомина; Хант, Джон Ф. (25 августа 2009 г.). «Энзимологические и структурные исследования механизма беспорядочного распознавания субстратов ферментом окислительной репарации ДНК AlkB» . Труды Национальной академии наук США . 106 (34): 14315–14320. Бибкод : 2009PNAS..10614315Y . дои : 10.1073/pnas.0812938106 . ПМК 2725012 . ПМИД 19706517 .

[3] Дингли; и др. (2000). «Дефектный процессинг метилированной одноцепочечной ДНК мутантами alkB E. coli» . Генс Дев . 14 (16): 2097–2105. дои : 10.1101/гад.16.14.2097 . ПМК 316854 . ПМИД 10950872 .

[Trewick-4] Jump up to: ^а ^б ^с Тревик; и др. (2002). «Окислительное деметилирование E. coli alkB напрямую устраняет повреждение оснований ДНК». Природа . 419 (6903): 174–178. дои : 10.1038/nature00908 . ПМИД 12226667 . S2CID 4324333 .

[5] Жанетт Рингволл; и др. (2006). «Мыши с дефицитом репарации обнаруживают mABH2 в качестве первичной окислительной деметилазы для восстановления повреждений 1meA и 3meC в ДНК» . Журнал ЭМБО . 25 (10): 2189–2198. дои : 10.1038/sj.emboj.7601109 . ПМЦ 1462979 . ПМИД 16642038 .

[6] Фу, Ю; Дай, Кью; Чжан, В; Рен, Дж; Пан, Т; Он, C (15 ноября 2010 г.). «Домен AlkB ABH8 млекопитающих катализирует гидроксилирование 5-метоксикарбонилметилуридина в положении колебания тРНК» . Angewandte Chemie International Edition на английском языке . 49 (47): 8885–8. дои : 10.1002/anie.201001242 . ПМЦ 3134247 . ПМИД 20583019 .

[7] ван ден Борн, Эрвин; Вогбё, Катрин Б.; Сонге-Мёллер, Лене; Лейне, Вибеке; Лиен, Гуро Ф.; Лещинская, Гражина; Малкевич, Анджей; Крокан, Ханс Э.; Кирпекар, финн; Клюнгланд, Арне; Фальнес, Пол О. (1 февраля 2011 г.). «ALKBH8-опосредованное образование новой диастереомерной пары колебательных нуклеозидов в тРНК млекопитающих» . Природные коммуникации . 2 : 172. Бибкод : 2011NatCo...2..172V . дои : 10.1038/ncomms1173 . hdl : 10852/74450 . ПМИД 21285950 .

[8] Цзя, Гуйфан, Е; Чжао, Цин; Ян, Инь; Линдал, Томас; Ян, Юнь-Гуй; «N6-Метиладенозин в ядерной РНК является основным субстратом FTO , связанного с ожирением » 7 (12): 885–887. : 10.1038 /nchembio.687 . PMC 3218240. doi PMID 22002720 .

[9] Братли, Марит С.; Драблёс, Финн (3 января 2005 г.). «Биоинформатическое картирование доменов гомологии AlkB в вирусах» . БМК Геномика . 6 (1): 1. дои : 10.1186/1471-2164-6-1 . ISSN 1471-2164 . ПМК 544882 . ПМИД 15627404 .

[10] Пасин, Фабио; Дарос, Хосе-Антонио; Цанетакис, Иоаннис Э. (01 июля 2022 г.). «Расширение протеома в эволюционной радиации Potyviridae» . Обзоры микробиологии FEMS . 46 (4): fuac011. дои : 10.1093/femsre/fuac011 . ISSN 1574-6976 . ПМЦ 9249622 . ПМИД 35195244 .

[:0-11] Jump up to: ^а ^б Юэ, Цзяньин; Вэй, Яо; Сунь, Чжэньци; Чен, Яхан; Вэй, Сюэфэн; Ван, Хайцзюань; Пасин, Фабио; Чжао, Минмин (октябрь 2022 г.). «Гомологи деметилазы РНК AlkB и N6-метиладенозин участвуют в потивирусной инфекции» . Молекулярная патология растений . 23 (10): 1555–1564. дои : 10.1111/mpp.13239 . ISSN 1364-3703 . ПМЦ 9452765 . ПМИД 35700092 .

[12] Сусаймуту, Джеймс; Цанетакис, Иоаннис Э.; Гергерих, Роуз К.; Мартин, Роберт Р. (февраль 2008 г.). «Представитель нового рода Potyviridae заражает Rubus» . Вирусные исследования . 131 (2): 145–151. doi : 10.1016/j.virusres.2007.09.001 . ПМИД 17933412 .

[13] Делани; и др. (2004). «Мутагенез, генотоксичность и репарация 1-метиладенина, 3-алкилцитозинов, 1-метилгуанина и 3-метилтимина в alkB Escherichia coli» . ПНАС . 101 (39): 14051–14056. Бибкод : 2004PNAS..10114051D . дои : 10.1073/pnas.0403489101 . ПМЦ 521119 . ПМИД 15381779 .

[14] Фрик; и др. (2007). «Облегчение 1,N ⁶Генотоксичность -этаноаденина, вызываемая белком адаптивного ответа AlkB Escherichia coli . PNAS . 104 (3): 755–760. Bibcode : 2007PNAS..104..755F . doi : 10.1073/pnas.0607377104 . PMC 1783386 . ПМИД 17213319 .

[15] Делани; и др. (2005). «AlkB устраняет повреждения этено-ДНК, вызванные окислением липидов in vitro и in vivo». Нат. Структура. Мол. Биол . 12 (10): 855–860. дои : 10.1038/nsmb996 . ПМИД 16200073 . S2CID 23235920 .

[16] ван ден Борн, Эрвин; Омельченко Марина Владимировна; Беккелунд, Андерс; Лейне, Вибеке; Кунин Евгений Владимирович; Доля, Валериан В.; Фальнес, Пол О (октябрь 2008 г.). «Вирусные белки AlkB восстанавливают повреждения РНК путем окислительного деметилирования» . Исследования нуклеиновых кислот . 36 (17): 5451–5461. дои : 10.1093/нар/gkn519 . ISSN 1362-4962 . ПМЦ 2553587 . ПМИД 18718927 .

[17] Мартинес-Перес, Мирейя; Апарисио, Фредерик; Лопес-Греса, Мария Пилар; Беллес, Хосе Мария; Санчес-Наварро, Хесус А.; Паллас, Висенте (3 октября 2017 г.). «Активность деметилазы m6A арабидопсиса модулирует вирусную инфекцию растительного вируса и содержание m6A в его геномных РНК» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 114 (40): 10755–10760. Бибкод : 2017PNAS..11410755M . дои : 10.1073/pnas.1703139114 . ISSN 1091-6490 . ПМК 5635872 . ПМИД 28923956 .

[18] Мартинес-Перес, Мирейя; Гомес-Мена, Консепсьон; Альварадо-Марчена, Луис; НАДИ, Эр-Рияд; Миколь, Хосе Луис; ПАЛЛАС, Висенте; Апарисио, Фредерик (2021). «Деметилаза РНК m6A ALKBH9B играет решающую роль в сосудистом движении вируса мозаики люцерны у Arabidopsis» . Границы микробиологии . 12 : 745576. doi : 10.3389/fmicb.2021.745576 . ISSN 1664-302X . ПМК 8521051 . ПМИД 34671333 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

v т и Оксидоредуктазы : диоксигеназы , включая стероидные гидроксилазы ( EC 1.14)
1.14.11: 2-oxoglutarate	Prolyl hydroxylase HIF prolyl-hydroxylase EGLN1 EGLN2 EGLN3 P4HTM Lysyl hydroxylase AlkB ALKBH1 FTO
1.14.13: NADH or NADPH	Flavin-containing monooxygenase FMO1 FMO2 FMO3 FMO4 FMO5 Nitric oxide synthase NOS1 NOS2 NOS3 Cholesterol 7 alpha-hydroxylase Methane monooxygenase 3A4 14α-demethylase 24-hydroxycholesterol 7α-hydroxylase
1.14.14: reduced flavin or flavoprotein	19A1 2D6 2E1
1.14.15: reduced iron–sulfur protein	11B1 11B2 11A1
1.14.16: reduced pteridine (BH4 dependent)	Phenylalanine hydroxylase Tyrosine hydroxylase Tryptophan hydroxylase
1.14.17: reduced ascorbate	Dopamine beta-hydroxylase
1.14.18-19: other	Tyrosinase Stearoyl-CoA desaturase-1
1.14.99 - miscellaneous	Cyclooxygenase Heme oxygenase (HMOX1) Squalene monooxygenase 17A1 21A2 Ecdysone 20-monooxygenase Deoxyhypusine monooxygenase

v т и Ферменты
Activity	Active site Binding site Catalytic triad Oxyanion hole Enzyme promiscuity Diffusion-limited enzyme Cofactor Enzyme catalysis
Regulation	Allosteric regulation Cooperativity Enzyme inhibitor Enzyme activator
Classification	EC number Enzyme superfamily Enzyme family List of enzymes
Kinetics	Enzyme kinetics Eadie–Hofstee diagram Hanes–Woolf plot Lineweaver–Burk plot Michaelis–Menten kinetics
Types	EC1 Oxidoreductases (list) EC2 Transferases (list) EC3 Hydrolases (list) EC4 Lyases (list) EC5 Isomerases (list) EC6 Ligases (list) EC7 Translocases (list)