Смерть без тимина
Гибель без тимина — это явление, при котором бактерии, дрожжи и клетки млекопитающих подвергаются клеточной гибели , когда им не хватает тимидинтрифосфата (dTTP), важного предшественника репликации ДНК . [ 1 ] Это явление лежит в основе механизма действия ряда антибактериальных , противомалярийных и противораковых средств, таких как триметоприм , сульфаметоксазол , метотрексат и фторурацил . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]
История
[ редактировать ]Впервые об этом явлении сообщили в 1954 году Хейзел Д. Барнер и Сеймур С. Коэн на Escherichia coli , когда мутанты, нуждающиеся в тимине, теряли жизнеспособность при выращивании в среде, не содержащей тимин , но содержащей другие необходимые питательные вещества. [ 4 ] [ 5 ] Впоследствии это открытие привело к развитию теорий, объясняющих механизм действия нескольких аналогов пиримидина , воздействующих на метаболизм тимина в бактериях и опухолевых клетках. [ 5 ] [ 6 ] Это явление обычно объясняли «несбалансированным ростом», при котором клетки продолжали фундаментальные процессы транскрипции РНК , синтеза белка и метаболизма в отсутствие репликации ДНК. [ 7 ] Однако питательное голодание обычно не убивает клетки в такой степени, как это наблюдается в клетках, в которых отсутствует тимин. Молекулярный механизм смерти без тимина остается неизвестным; [ 1 ] Во время смерти без тимина наблюдались разрывы ДНК, что могло объяснить убийство. [ 8 ] [ 9 ] Возможные пути, связанные с механизмом уничтожения, включают: инициацию репликации, [ 8 ] [ 10 ] поломка текущих вилок репликации, [ 11 ] бесполезная репарация ДНК, [ 9 ] разрушение начала репликации, [ 12 ] и модуль зависимости. [ 13 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с Ахмад, С.И.; Кирк, Ш.; Эйзенстарк, А. (октябрь 1998 г.). «Метаболизм тимина и смерть без тимина у прокариот и эукариот». Ежегодный обзор микробиологии . 52 : 591–625. дои : 10.1146/аннурев.микро.52.1.591 . ПМИД 9891809 .
- ^ Лонгли, Д.Б.; Харкин, ДП; Джонстон, П.Г. (2003). «5-Фторурацил: механизмы действия и клинические стратегии». Обзоры природы Рак . 3 (5): 330–338. дои : 10.1038/nrc1074 . ПМИД 12724731 . S2CID 4357553 .
- ^ Фридман, Массачусетс; Сади, В. (1978). «Фторпиримидины: биохимические механизмы и дизайн клинических испытаний». Химиотерапия и фармакология рака . 1 (2): 77–82. дои : 10.1007/bf00254040 . ПМИД 373913 . S2CID 10958670 .
- ^ Барнер, HD; Коэн, СС (1954). «Индукция синтеза тимина путем Т2-инфекции мутанта Escherichia Coli, нуждающегося в тимине» . Журнал бактериологии . 68 (1): 80–88. дои : 10.1128/JB.68.1.80-88.1954 . ПМЦ 357338 . ПМИД 13183905 .
- ^ Перейти обратно: а б 50 лет назад в клеточной биологии - Вирусолог вспоминает свою работу по торможению роста клеток
- ^ Коэн, СС; Флакс, Дж. Г.; Барнер, HD; Леб, MR; Лихтенштейн, Дж. (1958). «Способ действия 5-фторурацила и его производных» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 44 (10): 1004–1012. Бибкод : 1958PNAS...44.1004C . дои : 10.1073/pnas.44.10.1004 . ПМК 528686 . ПМИД 16590300 .
- ^ Коэн, СС; Барнер, HD (1954). «Исследования несбалансированного роста кишечной палочки» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 40 (10): 885–893. Бибкод : 1954PNAS...40..885C . дои : 10.1073/pnas.40.10.885 . ПМК 534191 . ПМИД 16589586 .
- ^ Перейти обратно: а б Мартин, CM; Гусман, ЕС (2011). «Инициация репликации ДНК как ключевой элемент смерти без тимина». Восстановление ДНК . 10 (1): 94–101. дои : 10.1016/j.dnarep.2010.10.005 . ПМИД 21074501 .
- ^ Перейти обратно: а б Накаяма, К.; Кусано, К.; Ирино, Н.; Накаяма, Х. (1994). «Структурные изменения в ДНК Escherichia coli, вызванные тиминовым голоданием. Обнаружение с помощью импульсного гель-электрофореза и доказательства участия гомологичной рекомбинации». Журнал молекулярной биологии . 243 (4): 611–620. дои : 10.1016/0022-2836(94)90036-1 . ПМИД 7966286 .
- ^ Сангурдекар, ДП; Хаманн, БЛ; Смирнов Д.; Шриенц, Ф.; Ханавальт, ПК; Ходурский, А.Б. (2010). «Безтиминовая смерть связана с потерей важной генетической информации из источника репликации» . Молекулярная микробиология . 75 (6): 1455–1467. дои : 10.1111/j.1365-2958.2010.07072.x . ПМИД 20132444 .
- ^ Куонг, К.Дж.; Кузьминов, А. (2010). «Остановка восстановления и неправильное восстановление репликационной вилки во время гибели без тимина у Escherichia coli» . Гены в клетки . 15 (6): 619–634. дои : 10.1111/j.1365-2443.2010.01405.x . ПМЦ 3965187 . ПМИД 20465561 .
- ^ Куонг, К.Дж.; Кузьминов, А (2012). «Распад зарождающихся репликационных пузырей во время тиминового голодания запускает RecA- и RecBCD-зависимое разрушение начала репликации» . Журнал биологической химии . 287 (28): 23958–70. дои : 10.1074/jbc.M112.359687 . ПМК 3390671 . ПМИД 22621921 .
- ^ Сб, Б.; Речес, М.; Энгельберг-Кулька, Х. (2003). «Модуль самоубийства Escherichia coli mazEF опосредует смерть без тимина» . Журнал бактериологии . 185 (6): 1803–1807. дои : 10.1128/jb.185.6.1803-1807.2003 . ПМК 150121 . ПМИД 12618443 .
