Bitte logge Dich ein, um diesen Artikel zu bearbeiten.
Bearbeiten

DNA-Glykosylase

Englisch: DNA glycosylase

1 Definition

DNA-Glykosylasen sind Enzyme, die bei der Basen-Exzisionsreparatur zum Einsatz kommen. Sie erkennen zahlreiche Modifikationen von Nukleinbasen und entfernen die gesamte Base durch hydrolytische Spaltung.

2 Mechanismus

2.1 Genereller Mechanismus

Trotz der strukturellen Vielfalt der identifizierten DNA-Glykosylasen zeigen alle den gleichen Reparaturmechanismus. Nach Bindung an den beschädigten Strang wird die betreffende Base in eine Bindungstasche herausgedreht, die das aktive Zentrum enthält. Die spezifische Struktur dieser Taschen erlaubt auch die Detektion kleiner Basenveränderungen. Eine erfolgreiche Bindung führt zur Spaltung der N-glykosidischen Bindung.[1]

2.2 Monofunktionale und bifunktionale Glykosylasen

DNA-Glykosylasen können monofunktional oder bifunktional sein. Monofunktionale Glykosylasen katalysieren die hydrolytische Spaltung der N-glykosidischen Bindung in einem Schritt. Bifunktionale Glykosylasen bilden ein kovalent gebundenes Zwischenprodukt und führen zusätzlich zum 3’- Einschnitt der DNA.

2.3 Identifikation der Basenmodifikationen

Jede menschliche Zelle wird täglich mit durchschnittlich 10.000 Basenmodifikationen konfrontiert. Die Basen-Exzisionsreparatur kann diese mit hoher Effizienz beseitigen. Die meisten dieser Basen-Derivate sorgen jedoch nicht für eine Strukturveränderung der Doppelhelix. Der Mechanismus, wie Glykosylasen eine einzelne Veränderung identifizieren, ist weitgehend ungeklärt. Einige Studienergebnisse unterstützen jedoch einen scannenden Mechanismus: Glykosylasen sind unspezifisch mit der DNA verbunden und bewegen sich auf ihr entlang, bis sie auf eine veränderte Base treffen.[2]

3 Klassifikation

Glykosylasen gehören zur Enzymklasse der Hydrolasen. Sie spalten die N-glykosydische Bindung zwischen Nukleinbase und Desoxyribose, was zur Bildung einer Apyrimidin/Apurin-Stelle (Englisch "Ap-Site") führt.

3.1 Klassifikation aufgrund struktureller Ähnlichkeiten

DNA-Glykosylasen werden aufgrund ihrer strukturellen Ähnlichkeiten in folgende Superfamilien eingeteilt:

  • UDG (Uracil-DNA-Glykosylasen)
  • AAG (Alkyladenin-DNA-Glykosylasen)
  • MutM/Fpg (Orthologe der bakteriellen 8-Oxoguanin-DNA-Glykosylase)
  • HhH-GPD (Besitz eines Helix-Hairpin-Helix-Motivs, gefolgt von einem Glycin/Prolin-Loop)

3.2 Liste aller DNA-Glykosylasen des Menschen

Genname (Homo sapiens) Abkürzung Synonyme Entrez ID Substrat
Uracil-N-Glycosylase hUNG1 UDG 7374 Uracil in ssDNA und dsDNA
Uracil-N-Glycosylase 2 hUNG2 - 7374 Uracil in ssDNA und dsDNA
Single-strand-selective monofunctional uracil-DNA-Glycosylase 1 hSMUG1 FDG, UNG3, hMUDG 23583 Uracil in ssDNA und dsDNA
Thymin-DNA-Glycosylase hTDG - 6996 Pyrimidin Derivate in Fehlpaarungen
Methyl-CpG binding domain 4, DNA glycosylase hMBD4 MED1 8930 Pyrimidine Derivate in Fehlpaarungen
N-Methylpurin-DNA-Glycosylase hMPG hAAG 4350 Alkylierte Purine
8-Oxoguanin-DNA-Glycosylase hOGG1 HMMH, MUTM, OGH1, HOGG1 4968 Oxidativer Basenschaden durch 8-OxoG
MutY-DNA-Glycosylase hMYH - 4595 Entfernt Adenin aus Fehlpaarungen mit Guanin, Cytosin, 8-OxoG
Nth like DNA glycosylase 1 hNTHL1 FAP3, NTH1, OCTS3, hNTH1 4913 Fragmentierte Purine, oxidierte Pyrimidine
Nei like DNA glycosylase 1 NEIL1 FPG1, NEI1, hFPG1 79661 Oxidierte Pyrimidine
Nei like DNA glycosylase 2 NEIL2 NEH2, NEI2 252969 Oxidierte Pyrimidine
Nei like DNA glycosylase 3 NEIL3 NEI3, ZGRF3, hFPG2; hNEI3 55247 Pyrimidine

4 Quellen

  1. Jacobs, Angelika L., and Primo Schär. DNA Glycosylases: In DNA Repair and beyond. Chromosoma 121.1 (2012): 1–20. PMC. Web. 29 Jan. 2018.
  2. J Christopher Fromme, Anirban Banerjee, Gregory L Verdine: DNA glycosylase recognition and catalysis. Current Opinion in Structural Biology, Volume 14, Issue 1, 2004, Pages 43-49.

Um diesen Artikel zu kommentieren, melde Dich bitte an.

Klicke hier, um einen neuen Artikel im DocCheck Flexikon anzulegen.

Artikel wurde erstellt von:

Letzte Autoren des Artikels:

1 Wertungen (4 ø)

738 Aufrufe

Du hast eine Frage zum Flexikon?
Copyright ©2019 DocCheck Medical Services GmbH | zur mobilen Ansicht wechseln
DocCheck folgen: