Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Удаление аминогруппы из молекулы
Removal of an amino group from a molecule
Деаминация – это удаление аминогруппы из молекулы. Ферменты, катализирующие эту реакцию, называются деаминазами. В организме человека деаминация происходит преимущественно в печени, однако она также может происходить в почках. При избыточном потреблении белка деаминация используется для расщепления аминокислот с целью получения энергии. Аминогруппа удаляется из аминокислоты и превращается в аммиак. Остальная часть аминокислоты состоит главным образом из углерода и водорода и либо перерабатывается, либо окисляется для получения энергии. Аммиак токсичен для организма, поэтому ферменты преобразуют его в мочевину или мочевую кислоту путем присоединения молекул углекислого газа (что не считается процессом деаминации) в цикле мочевины, который также протекает в печени. Мочевина и мочевая кислота могут безопасно поступать в кровь и затем выводиться с мочой.
Deamination is the removal of an amino group from a molecule. Enzymes that catalyse this reaction are called deaminases. In the human body, deamination takes place primarily in the liver; however, it can also occur in the kidney. In situations of excess protein intake, deamination is used to break down amino acids for energy. The amino group is removed from the amino acid and converted to ammonia. The rest of the amino acid is made up of mostly carbon and hydrogen, and is recycled or oxidized for energy. Ammonia is toxic to the human system, and enzymes convert it to urea or uric acid by addition of carbon dioxide molecules (which is not considered a deamination process) in the urea cycle, which also takes place in the liver. Urea and uric acid can safely diffuse into the blood and then be excreted in urine.
Цитозин
Спонтанная деаминация – это реакция гидролиза цитозина в урацил, в процессе которой высвобождается аммиак. Это может происходить in vitro с использованием бисульфита, который деаминирует цитозин, но не 5-метилцитозин. Это свойство позволило исследователям секвенировать метилированную ДНК для различения неметилированного цитозина (который проявляется как урацил) и метилированного цитозина (который остается неизменным). В ДНК эта спонтанная деаминация корректируется путем удаления урацила (продукта деаминации цитозина, который не является частью ДНК) с помощью урацил-ДНК-гликозилазы, что приводит к образованию абазического (AP) участка. Образовавшийся абазический участок затем распознается ферментами (AP-эндонуклеазами), которые разрывают фосфодиэстерную связь в ДНК, позволяя восстановить повреждение путем замены на другой цитозин. Полимераза ДНК может выполнить эту замену посредством трансляции разреза, терминальной реакции вырезания своей 5'→3'-экзонуклеазной активностью, за которой следует реакция заполнения своей полимеразной активностью. Затем ДНК-лигаза образует фосфодиэстерную связь для запечатывания полученного разрезанного дуплекса, который теперь содержит новый, правильный цитозин (репарация вырезания основания).
Spontaneous deamination is the hydrolysis reaction of cytosine into uracil, releasing ammonia in the process. This can occur in vitro through the use of bisulfite, which deaminates cytosine, but not 5 methylcytosine. This property has allowed researchers to sequence methylated DNA to distinguish non methylated cytosine (shown up as uracil) and methylated cytosine (unaltered). In DNA, this spontaneous deamination is corrected for by the removal of uracil (product of cytosine deamination and not part of DNA) by uracil DNA glycosylase, generating an abasic (AP) site. The resulting abasic site is then recognised by enzymes (AP endonucleases) that break a phosphodiester bond in the DNA, permitting the repair of the resulting lesion by replacement with another cytosine. A DNA polymerase may perform this replacement via nick translation, a terminal excision reaction by its 5'⟶3' exonuclease activity, followed by a fill in reaction by its polymerase activity. DNA ligase then forms a phosphodiester bond to seal the resulting nicked duplex product, which now includes a new, correct cytosine (Base excision repair).
5-метилцитозин
Спонтанная деаминация 5-метилцитозина приводит к образованию тимина и аммиака. Это наиболее распространенная однонуклеотидная мутация. В ДНК эта реакция, если она обнаружена до репликационной вилки, может быть исправлена ферментом тимин-ДНК-гликозилазой, которая удаляет тиминовое основание в случае G/T неспаривания. Это оставляет абазический сайт, который восстанавливается АП-эндонуклеазами и полимеразой, подобно урацил-ДНК-гликозилазе.
Spontaneous deamination of 5 methylcytosine results in thymine and ammonia. This is the most common single nucleotide mutation. In DNA, this reaction, if detected prior to passage of the replication fork, can be corrected by the enzyme thymine DNA glycosylase, which removes the thymine base in a G/T mismatch. This leaves an abasic site that is repaired by AP endonucleases and polymerase, as with uracil DNA glycosylase.
Деаминация цитозина увеличивает мутации C-T-T
Известным результатом метилирования цитозина является увеличение частоты мутаций C-T, возникающих в процессе деаминирования. Деаминирование цитозина способно изменять множество регуляторных функций генома; ранее подавленные транспозоны (ТЭ) могут становиться транскрипционно активными вследствие потери CpG-сайтов. Предполагается, что транспозоны ускоряют процесс формирования энхансеров, предоставляя дополнительную ДНК, совместимую с факторами транскрипции клетки-хозяина, что в конечном итоге влияет на мутации C-T.
A known result of cytosine methylation is the increase of C to T transition mutations through the process of deamination. Cytosine deamination can alter the genome's many regulatory functions; previously silenced transposable elements (TEs) may become transcriptionally active due to the loss of CPG sites. TEs have been proposed to accelerate the mechanism of enhancer creation by providing extra DNA that is compatible with the host transcription factors that eventually have an impact on C to T mutations.
Аденоин
Деаминирование аденина приводит к образованию гипоксантина. Гипоксантин, подобно иминовому таутомеру аденина, избирательно образует пары с цитозином вместо тимина. Это приводит к пост-репликативной транзиции, при которой исходная пара оснований А-Т превращается в пару оснований Г-Ц.
Deamination of adenine results in the formation of hypoxanthine. Hypoxanthine, in a manner analogous to the imine tautomer of adenine, selectively base pairs with cytosine instead of thymine. This results in a post replicative transition mutation, where the original A T base pair transforms into a G C base pair.