OGG1精氨酸甲基化参与DNA损伤机制的研究
发布时间：2021-11-19 21:31
DNA中蕴藏着生物体的遗传信息。DNA复制的高度忠实性,保证了生物遗传的稳定性。但是,生物体中细胞的DNA每时每刻都遭受着损伤。活性氧（ROS）由于具有较高氧化性,可导致氧化应激,引起DNA损伤。由于鸟嘌呤（G）具有较低的氧化还原电势,DNA分子的主要氧化产物是8-氧-鸟嘌呤（8-oxo G）。8-oxo G是DNA氧化损伤的生物标志物,具有高致突变性,在DNA复制时产生G:C-T:A颠换突变。为了保证遗传信息的高度稳定性,细胞在进化中形成一系列的修复机制。在哺乳动物中,这种单碱基损伤主要通过8-羟基鸟嘌呤DNA糖苷酶1（OGG1）介导的碱基切除修复（BER）通路清除。BER是维持DNA稳定的重要修复方式,同时负责修复细胞核和线粒体的DNA损伤。近年来,越来越多的研究显示大多数参与DNA损伤修复的蛋白质受到翻译后修饰（PTM）调控。其中,精氨酸甲基化能够调节多种BER蛋白的DNA修复。本研究中,我们首次发现并报道了OGG1的精氨酸甲基化修饰方式。精氨酸甲基转移酶PRMT1能够在体内、体外催化OGG1精氨酸发生甲基化。酶活实验表明,甲基化抑制OGG1的内切酶活性。在细胞中,常规培养下的细...
【文章来源】：南京师范大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
由G形成8-oxo-G的两种方式和8-oxo-G的碱基配对特性[9]
第1章综述21.2碱基切除修复系统（BER）1.2.1BER维持基因组稳定性为了维持基因组的稳定性，需要DNA修复系统的元件以时间和空间协调的方式起作用以修复DNA损伤[10]。碱基切除修复（BER）是从细菌到人类的高度保守的途径，它负责修复绝大多数内源性DNA损伤，包括烷基化，氧化，脱氨基和去嘌呤以及单链断裂（SSB）[11]。在哺乳动物中，8-oxo-G由BER通路清除。BER的第一步是通过DNA糖基化酶寻找DNA中的损伤。在人类中，有11种酶，其中4种用于去除错配的尿嘧啶和胸腺嘧啶，六种用于修复氧化损伤，一种用于去除烷基化碱基[12]。产生的无碱基位点被脱嘌呤/脱嘧啶内切核酸酶（APE1）识别，该酶切割无碱基位点，使糖附着在切口的5"侧。所得的3"羟基是修复聚合酶DNA聚合酶β（Polβ）的底物，该酶也具有裂解酶活性，可除去附着在5"磷酸上的糖。通过APE1的磷酸二酯酶活性除去糖，并通过多核苷酸激酶（PNK）除去磷酸基团[13]。随后，由Polβ替换缺失的核苷酸，由连接酶3密封缺口。此过程称为短补丁BER（SP-BER）。在某些情况下可以重定向到更长的补丁过程，这通常是因为无法有效地从切口的5"端去除糖。在这种情况下，可以接管许多不同的聚合酶，包括复制性聚合酶或Polλ。含损伤的链被FEN1置换并去除，连接酶1密封长补丁BER（LP-BER）的缺口[14]。BER过程以及主要参与的蛋白如图2所示。图2BER的两种方式：SP-BER和LP-BER。参与BER过程的主要蛋白[15]。
第1章综述4就编码了424个氨基酸的蛋白，称作β-hOGG1，分子量为47kD，其中不包含核定位信号。现认为α-hOGG1主要存在细胞核参与核中DNA的8-oxoG修复，而β-hOGG1主要定位于线粒体，参与线粒体中的氧化损伤修复[22]。图3显示了hOGG1初级转录本的剪接变体及α-、β-hOGG1两种亚型。图3hOGG1初级转录本的剪接变体及α-、β-hOGG1两种亚型[23]。OGG1基因存在于多种物种中，包括细菌，古细菌和真核生物等。hOGG1属于管家基因，可以被检测到存在于所有组织器官中，广泛存在于免疫组织，神经系统，内脏器官，肌肉系统，分泌系统和生殖系统等。hOGG1位于人类染色体3p25-26区域，该区域经常在癌症中丢失，尤其是在大多数肺癌和肾癌患者中，该区域的标记性基因易失去杂合性[24,25]。除了与癌症紧密关联[25]，hOGG1也在其它疾病中发挥作用。例如，hOGG1在Ⅱ型糖尿病患者中表达增加[26,27]。高脂饮食处理后，OGG1-/-小鼠的肥胖和肝脂肪变性发生率增加，血浆胰岛素水平升高、葡萄糖耐量受损等。因而OGG1基因缺失可增加肥胖和代谢紊乱的易感性。1.3.2OGG1的功能OGG1是一种DNA修复酶，主要具有DNA糖基化酶活性和脱嘌呤/脱嘧啶（Apurinic/Apyrimidinic，AP）裂解酶活性两种活性。N-糖基化酶活性能从双链DNA上去除受损嘌呤碱基产生脱嘌呤（AP）位点，而AP裂解酶活性则能从AP位点的3’处进行切割产生一个5’磷酸和一个3’磷酸-α,β-不饱和醛。此外，OGG1还能切割其它异常碱基对，比如与胞嘧啶配对的7,8-二羟基-8-氧代鸟嘌呤，与胞嘧啶配对的8-羟基腺嘌呤等。当机体受到氧化应激，产生DNA氧化损伤，就会启动BER。OGG1就会特异性识别并切除8-oxodG进行修复[28]。OGG1参与
本文编号：3505906
【文章来源】：南京师范大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
由G形成8-oxo-G的两种方式和8-oxo-G的碱基配对特性[9]
第1章综述21.2碱基切除修复系统（BER）1.2.1BER维持基因组稳定性为了维持基因组的稳定性，需要DNA修复系统的元件以时间和空间协调的方式起作用以修复DNA损伤[10]。碱基切除修复（BER）是从细菌到人类的高度保守的途径，它负责修复绝大多数内源性DNA损伤，包括烷基化，氧化，脱氨基和去嘌呤以及单链断裂（SSB）[11]。在哺乳动物中，8-oxo-G由BER通路清除。BER的第一步是通过DNA糖基化酶寻找DNA中的损伤。在人类中，有11种酶，其中4种用于去除错配的尿嘧啶和胸腺嘧啶，六种用于修复氧化损伤，一种用于去除烷基化碱基[12]。产生的无碱基位点被脱嘌呤/脱嘧啶内切核酸酶（APE1）识别，该酶切割无碱基位点，使糖附着在切口的5"侧。所得的3"羟基是修复聚合酶DNA聚合酶β（Polβ）的底物，该酶也具有裂解酶活性，可除去附着在5"磷酸上的糖。通过APE1的磷酸二酯酶活性除去糖，并通过多核苷酸激酶（PNK）除去磷酸基团[13]。随后，由Polβ替换缺失的核苷酸，由连接酶3密封缺口。此过程称为短补丁BER（SP-BER）。在某些情况下可以重定向到更长的补丁过程，这通常是因为无法有效地从切口的5"端去除糖。在这种情况下，可以接管许多不同的聚合酶，包括复制性聚合酶或Polλ。含损伤的链被FEN1置换并去除，连接酶1密封长补丁BER（LP-BER）的缺口[14]。BER过程以及主要参与的蛋白如图2所示。图2BER的两种方式：SP-BER和LP-BER。参与BER过程的主要蛋白[15]。
第1章综述4就编码了424个氨基酸的蛋白，称作β-hOGG1，分子量为47kD，其中不包含核定位信号。现认为α-hOGG1主要存在细胞核参与核中DNA的8-oxoG修复，而β-hOGG1主要定位于线粒体，参与线粒体中的氧化损伤修复[22]。图3显示了hOGG1初级转录本的剪接变体及α-、β-hOGG1两种亚型。图3hOGG1初级转录本的剪接变体及α-、β-hOGG1两种亚型[23]。OGG1基因存在于多种物种中，包括细菌，古细菌和真核生物等。hOGG1属于管家基因，可以被检测到存在于所有组织器官中，广泛存在于免疫组织，神经系统，内脏器官，肌肉系统，分泌系统和生殖系统等。hOGG1位于人类染色体3p25-26区域，该区域经常在癌症中丢失，尤其是在大多数肺癌和肾癌患者中，该区域的标记性基因易失去杂合性[24,25]。除了与癌症紧密关联[25]，hOGG1也在其它疾病中发挥作用。例如，hOGG1在Ⅱ型糖尿病患者中表达增加[26,27]。高脂饮食处理后，OGG1-/-小鼠的肥胖和肝脂肪变性发生率增加，血浆胰岛素水平升高、葡萄糖耐量受损等。因而OGG1基因缺失可增加肥胖和代谢紊乱的易感性。1.3.2OGG1的功能OGG1是一种DNA修复酶，主要具有DNA糖基化酶活性和脱嘌呤/脱嘧啶（Apurinic/Apyrimidinic，AP）裂解酶活性两种活性。N-糖基化酶活性能从双链DNA上去除受损嘌呤碱基产生脱嘌呤（AP）位点，而AP裂解酶活性则能从AP位点的3’处进行切割产生一个5’磷酸和一个3’磷酸-α,β-不饱和醛。此外，OGG1还能切割其它异常碱基对，比如与胞嘧啶配对的7,8-二羟基-8-氧代鸟嘌呤，与胞嘧啶配对的8-羟基腺嘌呤等。当机体受到氧化应激，产生DNA氧化损伤，就会启动BER。OGG1就会特异性识别并切除8-oxodG进行修复[28]。OGG1参与
本文编号：3505906
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