Mavzu: metiltransferazlar reja: Metiltransferazlar

Sutemizuvchilar DNK metiltransferaza

Sutemizuvchilardan DNKning to'rtta faol DNK metiltransferazasi topilgan: DNMT1, DNMT2 (TRDMT1), DNMT3a va DNMT3b [manbai aniqlanmagan 3767 kun]. Shuningdek, DNMT3 oilasiga tuzilishga o'xshash, ammo metiltransferaza faolligini ko'rsatmaydigan - DNMT3L (DNMT3 o'xshash) oqsil topildi.

DNMT1 oilasi

Sichqoncha DNMT1 oilasining DNK metiltransferazasi - molekulyar og'irligi 190 kDa bo'lgan, tarkibida 1620 aminokislota qoldig'i bo'lgan oqsil. Ushbu fermentning asosiy faoliyati CpG semimetillangan joylarni metilatsiyalashdir. DNM metiltransferaza DNMT1 molekulasi polipeptid zanjirining butun uzunligining ² / 3 qismini tashkil etuvchi N-terminal regulyatori borligi sababli prokaryotik fermentdan ancha katta. Aynan mana shu sayt fermentning semimetillangan joylarga nisbatan "afzalligi" uchun, metallashmagan joylarga nisbatan javobgardir. Regulyativ N-terminali Gly-Lys takrorlari yordamida katalitik C-terminali bilan bog'langan. Dnmt1 geni prokaryotik DNK metilaza genini DNK bilan bog'lovchi oqsillarning bir yoki ikkita geni bilan birlashishi natijasida hosil bo'lgan deb ishoniladi.

N-terminal domenida turli xil o'ziga xos ketma-ketliklar mavjud, masalan, yadro lokalizatsiya signali (NLS), sisteinga boy Zn-bog'lash motifi va metilazni DNKning replikatsiya markazlariga (TRF) yo'naltiradigan maxsus ketma-ketlik. Ferment hujayra siklining S-fazasi davomida DNKning replikatsiya qilinadigan joylarida lokalize qilinadi va u tugagandan so'ng u nukleoplazmada tarqaladi. Shuningdek, DNMT1 fermentining N-terminal domeni HRX transkripsiyasi repressoriga homolog ketma-ketlikni o'z ichiga oladi, uning yordamida in vivo jonli ravishda DNK metilaza histon deatsetilaza bilan bog'lana oladi.

Odam fermenti DNMT1 sichqon fermentidan tubdan farq qilmaydi.

DNMT1 fermenti bir nechta izoformga ega: somatik DNMT1, oraliq variant (DNMT1b) va oositga xos izoform (DNMT1o). DNMT1o sintez qilinadi va oositlar sitoplazmasida to'planadi, so'ngra erta embrional rivojlanish jarayonida hujayra yadrosiga etkaziladi (somatik DNMT1 doimiy ravishda yadroda lokalize qilinadi).

Ferment g'ayritabiiy metilatsiya faolligini ko'rsatishi mumkin, xususan allaqachon metillangan CpG joylarini o'z ichiga olgan bir qatorli DNK tsikli mintaqasida CpG juftlarini metilatlash orqali [manbai aniqlanmagan 3767 kun].

Sichqoncha DNMT1 fermentini faolsizlantirish genom metilatsiyasining sezilarli darajada (70% gacha) pasayishiga va rivojlanishning 10-11 kunlarida rivojlanayotgan embrionlarning o'limiga olib keladi. Qolgan 30% darajasi va ildiz hujayralarining retrovirus DNK de novo metilatlash qobiliyati boshqa DNK metiltransferazlari bilan ta'minlanadi.

DNMT2 oilasi (TRDMT1)

DNK metiltransferaza DNMT2 415 aminokislota qoldig'idan iborat va N-terminal tartibga solish sohasini o'z ichiga olmaydi. Sichqoncha ildiz hujayralarida dnmt2 genining faolsizlantirilishi ularning genom metilatsiyasini va de novo metilatsiyasini saqlab qolish qobiliyatiga ta'sir qilmadi. Fermentning aminokislota ketma-ketligi o'simliklar, zamburug'lar va prokariotlarning qisqa DNK metilazalari ketma-ketligiga o'xshaydi. 2006 yilda Goll va boshq. ferment tsitozin-38da in vivo jonli va in vitro tRNAAsp metilatsiyasini hosil qiladi va DNKni metilatlamasligini ko'rsatdi. Nomdagi fermentning funktsiyasini aks ettirish uchun uni TRDMT1 (tRNA aspartik kislota metiltransferaza 1, aspartik kislotani tashiydigan tRNK metiltransferaza) deb o'zgartirishga qaror qilindi.

DNMT3 oilasi

DNK metiltransferazlari DNMT3a va DNMT3b metilat yarim metillangan va metillanmagan CpG joylari bir xil tezlikda. Inson DNMT3a va DNMT3b tarkibida mos ravishda 908 va 859 aminokislota qoldiqlari mavjud; dnmt3b geni muqobil biriktirish tufayli kichikroq polipeptidlarni kodlashi mumkin. Dnmt3a va dnmt3b genlari differentsiyalanmagan embrionning ildiz hujayralarida faol ravishda namoyon bo'ladi, ularning differentsiatsiyalangan hujayralardagi ekspression darajasi juda past. Sichqonlardagi ushbu genlarni faolsizlantirish, o'rtacha to'rt haftagacha odamlarning o'limiga olib keldi.

DNMT3a CpG saytlarini CpA, CpT va CpC ga qaraganda faolroq metillaydi. DNMT3a metilatlar CpG saytlarini DNMT1 ga qaraganda ancha sekin, ammo DNMT3b ga qaraganda tezroq. DNMT3a va DNMT3b fermentlarining funktsiyalari ko'p jihatdan bir-biriga to'g'ri keladigan bo'lsa-da, farqlar ham mavjud. Shunday qilib, DNMT3b sentromer bog'lovchi hududida sun'iy yo'ldosh takrorlanishining metilatsiyasiga javob beradi va odamlarda dnmt3b genining mutatsiyasi ICF sindromiga olib keladi (immunitet tanqisligi senromerik beqarorligi, sentromeralarning immunitet tanqisligi beqarorligi, yuzning anomaliyalari). ICF sindromi - bu immunitet tizimidagi nuqsonlar va yuzning malformatsiyasi bilan ajralib turadigan noyob otozomal retsessiv genetik kasallik. Sindrom sentromerik heteroxromatinning beqarorligi bilan bog'liq. Bunday holda, geteroxromatinning asosiy tarkibiy qismlari, DNK II va DNK III ning sun'iy yo'ldosh mintaqalari etarli darajada metillanmagan.

DNMT3L DNK metiltransferaza motifini o'z ichiga oladi va onaning genomik imprintingi ta'siri uchun zarur bo'lib, katalitik ravishda harakatsiz bo'lib qoladi (kataliz uchun zarur bo'lgan ba'zi bir asosiy joylar yo'qligi sababli). DNMT3L genomik imprinting paydo bo'lganda, gametogenez paytida ifodalanadi. DNMT3L yo'qligi odatda onalik allelini ifodalamaydigan genlarning biallelik ekspressioniga olib keladi. DNMT3L hujayra yadrosidagi DNMT3a va DNMT3b bilan o'zaro ta'sir qiladi. DNMT3L metilatsiyani amalga oshira olmasa ham, oqsil transkripsiyaviy repressiyada ishtirok etishi mumkin (histon deatsetilaza bilan birgalikda).