Войти
 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название IUPAC 6-амино-5- (гидроксиметил) -1H-пиримидин-2-он | |
| Идентификаторы | |
| Номер CAS | |
| 3D-модель (JSmol ) | |
| ChEBI | |
| ChemSpider | |
| PubChem CID | |
| UNII | |
| CompTox Dashboard (EPA ) | |
InChI
| |
УЛЫБКИ
| |
| Свойства | |
| Химическая формула | C5H7N3O2 |
| Молярная масса | 141,13 г / моль |
| За исключением случаев, когда ot По ее словам, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
 N (что такое ?) | |
| Ссылки на ink | |
5-гидроксиметилцитозин (5hmC) представляет собой ДНК пиримидин азотное основание, полученное из цитозина. Это потенциально важно в эпигенетике, потому что гидроксиметильная группа на цитозине может включать и выключать ген. Впервые он был обнаружен в бактериофагах в 1952 году. Однако в 2009 году он был обнаружен в большом количестве в мозге человека и мыши, а также в эмбриональные стволовые клетки. У млекопитающих он может вырабатываться окислением 5-метилцитозина, реакцией, опосредованной ферментами ТЕТ. Его молекулярная формула: C 5H7N3O2.
Кажется, что каждая клетка млекопитающего содержит 5-гидроксиметилцитозин, но его уровни значительно варьируются в зависимости от типа клетки. Самые высокие уровни обнаружены в нейрональных клетках центральной нервной системы. Количество гидроксиметилцитозина увеличивается с возрастом, как показано на примере мыши гиппокамп и мозжечок.
Точная функция этого азотного основания до сих пор полностью не выяснена, но это возможно. считал, что он может регулировать экспрессию гена или вызывать деметилирование ДНК. Эта гипотеза подтверждается тем фактом, что искусственная ДНК, содержащая 5-гидроксиметилцитозины (5hmC), может быть преобразована в немодифицированные цитозины после введения в клетки млекопитающих. Более того, 5hmC высоко обогащен примордиальными зародышевыми клетками, где он, по-видимому, играет роль в глобальном деметилировании ДНК. Кроме того, в ДНК эмбриональных стволовых клеток был обнаружен 5-формилцитозин, продукт окисления 5-гидроксиметилцитозина и возможное промежуточное соединение пути окислительного деметилирования, хотя в тканях мыши не удалось обнаружить значительных количеств этих предполагаемых промежуточных продуктов деметилирования. 5-гидроксиметилцитозин может быть особенно важен для центральной нервной системы, поскольку он обнаружен там в очень высоких количествах. Было обнаружено, что снижение уровня 5-гидроксиметилцитозина связано с нарушением самообновления эмбриональных стволовых клеток. 5-гидроксиметилцитозин также связан с лабильными, нестабильными нуклеосомами, которые часто перемещаются во время дифференцировки клеток.
Накопление 5-гидроксиметилцитозина (5hmC) в постмитотических нейронах связано с «функциональной деметилирование », которое способствует транскрипции и экспрессии гена. Термин «деметилирование » в применении к нейронам обычно относится к замене 5-метилцитозина (5mC) на цитозин в ДНК которые могут происходить в результате серии реакций с участием фермента TET, а также ферментов пути эксцизионной репарации оснований ДНК (см. Эпигенетика в обучении и памяти ). «Деметилирование» 5mC в ДНК чаще всего приводит к усилению экспрессии генов с нейрональной активностью. «Функциональное деметилирование» относится к замене 5mC на 5hmC, обычно одностадийной реакции, опосредованной TET, которая также способствует экспрессии генов, эффект, аналогичный эффекту «деметилирования».
Фаги, вероятно, эволюционировали, чтобы использовать 5hmC, чтобы избежать распознавания большинством рестрикционных ферментов у бактерий. Фаг Т4 использует 5hmC исключительно во время репликации, добавляя гликозилирование к гидроксильной группе, чтобы еще больше усложнить фрагмент. Некоторые бактерии, в свою очередь, развили рестрикционные ферменты, специфичные для сайтов, содержащих 5hmC. Одним из ярких примеров является PvuRts1I, первоначально идентифицированный в 1994 году.
5hmC в T4 продуцируется геномным белком 42, дезоксицитидилат-5-гидроксиметилтрансферазой (P08773 ; EC 2.1.2.8 ). Реакции гликозилирования известны как EC 2.4.1.26, EC 2.4.1.27 и EC 2.4.1.28.
5-гидроксиметилцитозин был Наблюдал Скирмантас Криаучионис, сотрудник лаборатории Хайнца, который искал уровни 5-метилцитозина в двух разных типах нейронов. Вместо этого он обнаружил значительное количество неизвестного вещества и после проведения нескольких тестов идентифицировал его как 5-гидроксиметилцитозин.
Лаборатория Л. Аравинда использовала биоинформатические инструменты, чтобы предсказать, что ферменты семейства Tet, вероятно, будут окисляют 5-метилцитозин до 5-гидроксиметилцитозина. Это было продемонстрировано in vitro и на живых клетках человека и мыши учеными, работающими в лабораториях Анджаны Рао и Дэвида Р. Лю.
5-гидроксиметилцитозин первоначально наблюдался у млекопитающих в 1972 г. Р. Юрой, но эта первоначальная находка сомнительна. Юра обнаружил, что 5-hmC присутствует в чрезвычайно высоких концентрациях в мозгу и печени крыс, полностью вытесняя 5-метилцитозин. Это противоречит всем исследованиям состава ДНК млекопитающих, проведенным до и после, включая статьи Хайнца и Рао, и другая группа не смогла воспроизвести результат Юры.
С открытием 5-гидроксиметилцитозина были высказаны некоторые опасения относительно Исследования метилирования ДНК с использованием техники бисульфитного секвенирования. В экспериментах по конверсии бисульфита было показано, что 5-гидроксиметилцитозин ведет себя как его предшественник, 5-метилцитозин. Следовательно, данные бисульфитного секвенирования, возможно, потребуется пересмотреть, чтобы проверить, является ли обнаруженное модифицированное основание 5-метилцитозином или 5-гидроксиметилцитозином. В 2012 году лаборатория Чуан Хе открыла метод решения проблемы обнаружения 5-гидроксиметилцитозина как 5-метилцитозина в обычных экспериментах по конверсии бисульфита с использованием окислительных свойств ферментов семейства Tet.
В июне 2020 года Oxford Nanopore добавила модель обнаружения гидроксиметилцитозина в свой исследовательский базовый модуль rerio, позволяющий повторно вызывать старые данные об уровне сигнала из любых прогонов нанопор R9 + для определения 5hmC.
