Кіріспе

ДНК-ны жөндеуге қатысатын фермент

Апурино/апиримидино (АП) эндонуклеаза – ДНК базалық экзизиялық жөндеу жолына (BER) қатысатын фермент. Оның ДНК-дағы зақымдалған немесе қате жұптасқан нуклеотидтерді жөндеудегі басты рөлі – ДНК гликозилаза зақымдалған базаны алып тастағанда пайда болатын АП учаскесінің фосфодиэстерлік тізбегінде үзіліс жасау. АП эндонуклеазалардың механизмі мен кесу орнына қарай жіктелетін төрт түрі бар. I кластағы АП эндонуклеазалар β-лиаза механизмі арқылы АП учаскесіне қарай 3’ жағынан кесіп, 3’ (4 гидрокси-5 фосфо-2 пентенал) қалдық деп аталатын қанықпаған альдегид және 5’ фосфат қалдырады. II кластағы АП эндонуклеазалар гидролиздік механизм арқылы АП учаскесіне қарай 5’ жағынан ДНК-ны кесіп, 3’ гидроксил және 5’ дезоксирибоза фосфаты қалдықтарын қалдырады. III және IV кластағы АП эндонуклеазалар да негізсіз учаскеге қарай 3’ және 5’ фосфат топтарында ДНК-ны кесіп, бірақ 3’ фосфат және 5’ ОН жасайды. Адамда екі АП эндонуклеазасы бар: APE1 және APE2. APE1 жоғары AP эндонуклеаза белсенділігін көрсетеді, ол жалпы жасушалық белсенділіктің >95% құрайды, сондықтан APE1 адам жасушаларындағы басты AP эндонуклеаза болып саналады. Адамның АП эндонуклеазасы (APE1), көптеген АП эндонуклеазалар сияқты, II класына жатады және базалық экзизия жөндеуіндегі рөлін орындау үшін белсенді орындарында Mg2+ ионы қажет. Бұл ферменттің ашытқыдағы гомологы – APN1. Адамның АП эндонуклеазасы 2 (APE2), көптеген АП эндонуклеазалар сияқты, сондай-ақ II класына жатады. APE2-нің экзонуклеазалық белсенділігі металл иондарына тәуелді. Дегенмен, APE2 магний иондарына қарағанда марганец иондарының қатысуымен 5 есе белсендірек болды. Бұл екі құрылымның да қысқа тізбектерге жалғастырылған сақиналары бар, олар ДНК-дағы негізі жоқ және фосфодиэстерлік байланысы жоқ дезоксирибоза қант сақинасына ұқсас. Сонымен қатар, екеуінде де APE1 белсенді орындарындағы H байланысы донорларымен өзара әрекеттесе алатын көптеген H байланысы қабылдағыштары бар, бұл ингибиторлардың белсенді орында тұруына және ферменттің басқа реакцияларды катализдей алуына кедергі келтіреді.

Химиопрофилактикалық мақсат ретінде APE1

АПЭ1 ДНК базалық экзизиялық жөндеу жолындағы маңызды функцияны атқаратындықтан, зерттеушілердің қатерлі жасушалардың химиотерапиядан кейін тірі қалуына кедерес келтіру құралдарын іздеудегі мақсатына айналды. APE1 ДНК тірекшесіндегі үзілісті жасау үшін ғана қажет емес, сонымен қатар BER жолындағы ферменттерге AP орнын тануға мүмкіндік береді, сондай-ақ ДНК жөндеуге қатысатын басқа ферменттерді белсендіруге көмектесетін редокс функциясына ие. Осылайша, АПЭ1-ді жою ісік жасушаларының сезімталдығын арттыруы мүмкін, нәтижесінде химиотерапиядан кейін қатерлі жасушалардың тірі қалуына жол бермейді.

APE2 ферментінің белсенділігі

APE2-нің АР эндонуклеаза белсенділігі APE1-ге қарағанда әлдеқайда нашар, бірақ оның 3'–5' экзонуклеаза белсенділігі APE1-ге қарағанда күшті, сондай-ақ оның 3' фосфодиэстераза белсенділігі де жеткілікті күшті.