У меня есть
У меня есть | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
![]() | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Идентификаторы | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Псевдонимы | DUT , дУТФаза, дезоксиуридинтрифосфатаза | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Внешние идентификаторы | Опустить : 601266 ; МГИ : 1346051 ; Гомологен : 31475 ; GeneCards : DUT ; ОМА : DUT – ортологи | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Викиданные | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
DUTP-пирофосфатаза , также известная как DUT , представляет собой фермент , который у человека кодируется DUT геном на хромосоме 15. [ 5 ]
Этот ген кодирует важный фермент нуклеотидов метаболизма . Кодируемый белок образует вездесущий гомотримерный фермент, который гидролизует dUTP до dUMP и пирофосфата. Эта реакция служит двум клеточным целям: предоставление предшественника (dUMP) для синтеза тиминовых нуклеотидов, необходимых для репликации ДНК , и ограничение внутриклеточных пулов dUTP. Повышенные уровни dUTP приводят к увеличению включения урацила в ДНК, что вызывает обширную эксцизионную репарацию опосредованную урацилгликозилазой , . Этот процесс восстановления, приводящий к удалению и повторному включению dUTP, является саморазрушительным и приводит к фрагментации ДНК и гибели клеток . Альтернативный сплайсинг этого гена приводит к образованию различных изоформ , которые локализуются либо в митохондриях , либо в ядре . Родственный псевдоген расположен на хромосоме 19. [ 5 ]
Структура
[ редактировать ]У человека этот ген кодирует гомотримерный фермент с двумя изоформами, характеризующимися различной субклеточной локализацией : ядерной изоформой (DUT-N) и митохондриальной изоформой (DUT-M). [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]
Ген
[ редактировать ]Нозерн-блот- анализ выявляет различные транскрипты мРНК для DUT-N (1,1 т.п.н.) и DUT-M (1,4 т.п.н.). [ 7 ] Изоформы образуются в результате альтернативного сплайсинга различных 5'- экзонов , причем первый экзон DUT-N находится на 767 пар оснований ниже первого экзона DUT-M. [ 7 ] [ 8 ] Было предложено, чтобы регуляция различных промоторов объясняла дифференциальную экспрессию этих изоформ. [ 7 ]
Белок
[ редактировать ]Зрелые формы DUT-N (22 кДа) и DUT-M (23 кДа) практически идентичны, за исключением короткой N-концевой области, присутствующей в DUT-M. Предшественник DUT-M (31 кДа) содержит богатую аргинином из 69 остатков митохондриальную последовательность , которая подвергается посттрансляционному расщеплению для осуществления импорта в митохондрии. [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] Между тем, моночастная последовательность NLS имеет решающее значение для функции и ядерной локализации DUT-N, который в противном случае накапливался бы в цитоплазме . [ 6 ] [ 8 ] Хотя обе изоформы содержат NLS, последовательность в DUT-M изолирована от родственных кариоферинов . [ 6 ] Изоэлектрические точки DUT-N (6,0) и DUT-M (8,1) соответствуют pH соответствующих субклеточных компартментов. [ 7 ]
DUT представляет собой гомотример с тремя активными центрами, образованными каждой из трех его субъединиц. [ 8 ] Обычно каждая субъединица образует восьмицепочечный ствол, который меняет местами С-концевые β-цепи с другими субъединицами для сборки в структуру тримера. Помимо замены β-цепи, эти субъединицы взаимодействуют через расширенные бимолекулярные интерфейсы и тройной центральный канал. [ 9 ] Будучи членом семейства dUTPase , DUT требует присутствия иона двухвалентного металла, такого как Mg2+, для своей ферментативной функции. [ 10 ] DUT-N также содержит консенсусный сайт фосфорилирования циклин-зависимой киназы , который фосфорилируется по серину как часть регуляции клеточного цикла. [ 7 ]
Функция
[ редактировать ]DUT является членом семейства dUTPase, которое известно тем, что катализирует с образованием пирофосфорализ dUTP dUMP и неорганического пирофосфата . Эта функция способствует ДНК репликации и восстановлению посредством тимидилата биосинтеза de novo , поскольку продукт dUMP метилируется тимидилатсинтазой ( TS) с образованием dTMP, который затем фосфорилируется до dTTP . [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 11 ] DUT также имеет решающее значение для поддержания целостности генома за счет снижения клеточных уровней dUTP, тем самым предотвращая повторяющиеся циклы неправильного включения урацила в ДНК и разрывы цепей, опосредованные репарацией ДНК , которые могут привести к гибели клеток . [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 10 ] [ 11 ]
В дополнение к разной локализации две изоформы DUT демонстрируют разные паттерны экспрессии: в то время как DUT-M экспрессируется конститутивно, DUT-N находится под контролем клеточного цикла и заметно активируется во время S-фазы . [ 6 ] [ 7 ] Эти паттерны экспрессии соответствуют их роли в цикле репликации ДНК соответствующих геномов и, таким образом, указывают на различные регуляторные механизмы, влияющие на каждую изоформу. [ 7 ]
Механизм
[ редактировать ]Цикл гидролиза dUTP можно представить в виде следующих четырех ферментативных стадий: (i) быстрое связывание субстрата, (ii) изомеризация комплекса фермент- субстрат в каталитически компетентную конформацию, (iii) гидролиз субстрата и (iv) быстрый , неупорядоченный выпуск продукции. [ 12 ]
Клиническое значение
[ редактировать ]Поскольку многие химиотерапевтические агенты, такие как 5-фторурацил, лечат неопластические заболевания , включая рак головы и шеи , рак молочной железы и рак желудочно-кишечного тракта , воздействуя на TS в метаболизме тимидилата, DUT может защищать от цитотоксических побочных эффектов, противодействуя накоплению dUTP. [ 7 ] [ 8 ] [ 11 ] [ 13 ] [ 14 ] В то же время высокие уровни DUT-N связаны с химиорезистентностью и более быстрым прогрессированием опухоли и, таким образом, могут также служить прогностическим маркером общей выживаемости и ответа на химиотерапию. [ 7 ] [ 8 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] Аналогичным образом, DUT значительно сверхэкспрессируется при гепатоцеллюлярной карциноме и может служить прогностическим маркером рака. [ 15 ] Примечательно, что экспрессия DUT регулируется геном-супрессором опухоли p53 , чтобы способствовать апоптозу опухолевых клеток. <pmid19015155/> Предполагается, что аномальная экспрессия и локализация DUT способствуют раковой трансформации. [ 8 ]
Взаимодействия
[ редактировать ]DUT взаимодействует с dUTP, катализируя его гидролиз до dUMP и пирофосфата. [ 5 ] E2F и Sp1 усиливают экспрессию DUT, связывая его промотор, тогда как p53 ингибирует транскрипцию DUT, связывая его промотор. Предполагаемый сайт связывания NF-κB также был идентифицирован в промоторе DUT. [ 14 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000128951 – Ensembl , май 2017 г.
- ^ Jump up to: а б с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000027203 – Ensembl , май 2017 г.
- ^ «Ссылка на Human PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
- ^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
- ^ Jump up to: а б с «Ген Энтрез: пирофосфатаза DUT dUTP» .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Рона Г, Марфори М, Борсос М, Шеер И, Такач Е, Тот Дж, Бабош Ф, Мадьяр А, Эрдей А, Бозоки З, Будай Л, Кобе Б, Вертесси БГ (декабрь 2013 г.). «Фосфорилирование, прилегающее к сигналу ядерной локализации человеческой дУТФазы, устраняет ядерный импорт: структурные и механистические идеи» (PDF) . Acta Crystallographica Раздел D. 69 (Часть 12): 2495–505. дои : 10.1107/S0907444913023354 . ПМИД 24311590 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м Ладнер Р.Д., Карадонна С.Дж. (июль 1997 г.). «Ген dUTPase человека кодирует как ядерные, так и митохондриальные изоформы. Дифференциальная экспрессия изоформ и характеристика кДНК, кодирующей виды митохондрий» . Журнал биологической химии . 272 (30): 19072–80. дои : 10.1074/jbc.272.30.19072 . ПМИД 9228092 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж Тинкеленберг Б.А., Фаззоне В., Линч Ф.Дж., Ладнер Р.Д. (июль 2003 г.). «Идентификация последовательностей, определяющих локализацию изоформ ядерной дУТФазы человека». Экспериментальные исследования клеток . 287 (1): 39–46. дои : 10.1016/s0014-4827(03)00048-x . ПМИД 12799180 .
- ^ Такач Э, Барабас О, Петухов М.В., Свергун Д.И., Вертесси Б.Г. (март 2009 г.). «Молекулярная форма и важная роль замены бета-цепи в организации олигомеров дУТФазы» . Письма ФЭБС . 583 (5): 865–71. дои : 10.1016/j.febslet.2009.02.011 . ПМИД 19302784 .
- ^ Jump up to: а б Перссон Р., Седергрен-Цеппезауэр Э.С., Уилсон К.С. (декабрь 2001 г.). «Гомотримерные дУТФазы; структурные решения для специфического распознавания и гидролиза дУТФ». Современная наука о белках и пептидах . 2 (4): 287–300. дои : 10.2174/1389203013381035 . ПМИД 12369926 .
- ^ Jump up to: а б с д Ладнер Р.Д. (декабрь 2001 г.). «Роль дУТФазы и восстановления урацил-ДНК в химиотерапии рака». Современная наука о белках и пептидах . 2 (4): 361–70. дои : 10.2174/1389203013380991 . ПМИД 12374095 .
- ^ Jump up to: а б Тот Дж., Варга Б., Ковач М., Малнаси-Чизмадиа А., Вертесси Б.Г. (ноябрь 2007 г.). «Кинетический механизм человеческой дУТФазы, незаменимого фермента нуклеотидной пирофосфатазы» . Журнал биологической химии . 282 (46): 33572–82. дои : 10.1074/jbc.M706230200 . ПМИД 17848562 .
- ^ Jump up to: а б Ладнер Р.Д., Линч Ф.Дж., Грошен С., Сюн Ю.П., Шеррод А., Карадонна С.Дж., Стелмахер Дж., Ленц Х.Дж. (июль 2000 г.). «Экспрессия изоформы нуклеотидогидролазы dUTP в нормальных и неопластических тканях: связь с выживаемостью и реакцией на 5-фторурацил при колоректальном раке». Исследования рака . 60 (13): 3493–503. ПМИД 10910061 .
- ^ Jump up to: а б Уилсон П.М., Фаззоне В., Лабонте М.Дж., Ленц Х.Дж., Ладнер Р.Д. (январь 2009 г.). «Регуляция экспрессии гена dUTPase человека и p53-опосредованная репрессия транскрипции в ответ на повреждение ДНК, индуцированное оксалиплатином» . Исследования нуклеиновых кислот . 37 (1): 78–95. дои : 10.1093/нар/gkn910 . ПМК 2615606 . ПМИД 19015155 .
- ^ Такатори Х., Ямасита Т., Хонда М., Нишино Р., Арай К., Ямасита Т., Такамура Х., Охта Т., Дзен Ю., Канеко С. (март 2010 г.). «Экспрессия dUTP-пирофосфатазы коррелирует с плохим прогнозом при гепатоцеллюлярной карциноме». Печень Интернешнл 30 (3): 438–46. дои : 10.1111/j.1478–3231.2009.02177.x . ПМИД 19968781 . S2CID 26272889 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Перссон Р., Седергрен-Цеппезауэр Э.С., Уилсон К.С. (декабрь 2001 г.). «Гомотримерные дУТФазы; структурные решения для специфического распознавания и гидролиза дУТФ». Современная наука о белках и пептидах . 2 (4): 287–300. дои : 10.2174/1389203013381035 . ПМИД 12369926 .
- Ладнер Р.Д. (декабрь 2001 г.). «Роль дУТФазы и восстановления урацил-ДНК в химиотерапии рака». Современная наука о белках и пептидах . 2 (4): 361–70. дои : 10.2174/1389203013380991 . ПМИД 12374095 .
- Макинтош Э.М., Агер Д.Д., Гадсден М.Х., Хейнс Р.Х. (сентябрь 1992 г.). «Человеческая dUTP-пирофосфатаза: последовательность кДНК и потенциальное биологическое значение фермента» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 89 (17): 8020–4. Бибкод : 1992PNAS...89.8020M . дои : 10.1073/pnas.89.17.8020 . ПМК 49847 . ПМИД 1325640 .
- Стралер-младший, Чжу XX, Хора Н., Ван Ю.К., Эндрюс ПК, Роузман Н.А., Нил Дж.В., Турка Л., Ханаш С.М. (июнь 1993 г.). «Стадия созревания и зависимая от пролиферации экспрессия дУТФазы в Т-клетках человека» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 90 (11): 4991–5. Бибкод : 1993PNAS...90.4991S . дои : 10.1073/pnas.90.11.4991 . ПМК 46639 . ПМИД 8389461 .
- Ладнер Р.Д., МакНалти Д.Э., Карр С.А., Робертс Г.Д., Карадонна С.Дж. (март 1996 г.). «Характеристика различных ядерных и митохондриальных форм дезоксиуридинтрифосфатнуклеотидогидролазы человека» . Журнал биологической химии . 271 (13): 7745–51. дои : 10.1074/jbc.271.13.7745 . ПМИД 8631816 .
- Ладнер Р.Д., Карр С.А., Хаддлстон М.Дж., МакНалти Д.Э., Карадонна С.Дж. (март 1996 г.). «Идентификация консенсусного сайта фосфорилирования циклин-зависимой киназы, уникального для ядерной формы дезоксиуридинтрифосфатнуклеотидогидролазы человека» . Журнал биологической химии . 271 (13): 7752–7. дои : 10.1074/jbc.271.13.7752 . ПМИД 8631817 .
- Мол С.Д., Харрис Дж.М., Макинтош Э.М., Тайнер Дж.А. (сентябрь 1996 г.). «Человеческая dUTP-пирофосфатаза: распознавание урацила с помощью бета-шпильки и активных центров, образованных тремя отдельными субъединицами» . Структура . 4 (9): 1077–92. дои : 10.1016/S0969-2126(96)00114-1 . ПМИД 8805593 .
- Чу Р., Лин Ю, Рао М.С., Редди Дж.К. (ноябрь 1996 г.). «Клонирование и идентификация крысиной дезоксиуридинтрифосфатазы как ингибитора альфа-рецептора, активируемого пролифератором пероксисом» . Журнал биологической химии . 271 (44): 27670–6. дои : 10.1074/jbc.271.44.27670 . ПМИД 8910358 .
- Коэн Д., Хенг Х.Х., Ши К.М., Макинтош Э.М., Цуй Л.К., Перлман Р.Э. (февраль 1997 г.). «Присвоение гена человеческой dUTPase (DUT) хромосоме 15q15-q21.1 методом флуоресцентной гибридизации in situ». Геномика . 40 (1): 213–5. дои : 10.1006/geno.1996.4540 . ПМИД 9070952 .
- Ладнер Р.Д., Карадонна С.Дж. (июль 1997 г.). «Ген dUTPase человека кодирует как ядерные, так и митохондриальные изоформы. Дифференциальная экспрессия изоформ и характеристика кДНК, кодирующей виды митохондрий» . Журнал биологической химии . 272 (30): 19072–80. дои : 10.1074/jbc.272.30.19072 . ПМИД 9228092 .
- Ладнер Р.Д., Линч Ф.Дж., Грошен С., Сюн Ю.П., Шеррод А., Карадонна С.Дж., Стелмахер Дж., Ленц Х.Дж. (июль 2000 г.). «Экспрессия изоформы нуклеотидогидролазы dUTP в нормальных и неопластических тканях: связь с выживаемостью и реакцией на 5-фторурацил при колоректальном раке». Исследования рака . 60 (13): 3493–503. ПМИД 10910061 .
- Физер А., Вертесси Б.Г. (декабрь 2000 г.). «Измененная связь субъединиц в подсемействах тримерных дУТФаз». Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 279 (2): 534–42. дои : 10.1006/bbrc.2000.3994 . ПМИД 11118321 .
- Пугачева Е.Н., Иванов А.В., Кравченко Ю.Е., Копнин Б.П., Левин А.Ю., Чумаков П.М. (июль 2002 г.). «Новое усиление функциональной активности мутантов р53: активация экспрессии гена dUTPase, приводящая к устойчивости к 5-фторурацилу» . Онкоген . 21 (30): 4595–6 дои : 10.1038/sj.onc.1205704 . ПМИД 12096336 .
- Тинкеленберг Б.А., Фаззоне В., Линч Ф.Дж., Ладнер Р.Д. (июль 2003 г.). «Идентификация последовательностей, определяющих локализацию изоформ ядерной дУТФазы человека». Экспериментальные исследования клеток . 287 (1): 39–46. дои : 10.1016/S0014-4827(03)00048-X . ПМИД 12799180 .
- Студебекер А.В., Лафузе В.П., Клозель Р., Уильямс М.В. (февраль 2005 г.). «Модуляция человеческой дУТФазы с использованием малой интерферирующей РНК». Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 327 (1): 306–10. дои : 10.1016/j.bbrc.2004.12.021 . ПМИД 15629463 .
Эта статья включает текст из Национальной медицинской библиотеки США , который находится в свободном доступе .