Войти
| 8-оксогуанин-ДНК-гликозилаза, N-концевой домен | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 структура каталитически неактивной q315a человеческой 8-оксогуанингликозилазы в комплексе с 8-оксогуаниновой ДНК | |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| Условное обозначение | OGG_N | ||||||||
| Pfam | PF07934 | ||||||||
| Клан пфам | CL0407 | ||||||||
| ИнтерПро | IPR012904 | ||||||||
| SCOP2 | 1ebm / SCOPe / SUPFAM | ||||||||
| |||||||||
8-оксогуанин гликозилазный также известный как OGG1 является ДНК - гликозилаза фермента, который, в организме человека, кодируются OGG1 геном. Он участвует в эксцизионной пластике основания. Он находится в бактериальных, архей и эукариот видов.
OGG1 является основным ферментом, ответственным за удаление 8-оксогуанина (8-oxoG), побочного продукта мутагенного основания, который возникает в результате воздействия активных форм кислорода (АФК). OGG1 представляет собой бифункциональную гликозилазу, поскольку она способна как расщеплять гликозидную связь мутагенного поражения, так и вызывать разрыв цепи в основной цепи ДНК. Альтернативный сплайсинг С-концевой области этого гена классифицирует варианты сплайсинга на две основные группы, тип 1 и тип 2, в зависимости от последнего экзона последовательности. Альтернативные варианты сплайсинга типа 1 заканчиваются экзоном 7, а типы 2 заканчиваются экзоном 8. Один набор сплайсированных форм обозначен от 1a, 1b, 2a до 2e. Все варианты имеют общую N-концевую область. Было описано много альтернативных вариантов сплайсинга для этого гена, но полноразмерный характер каждого варианта не определен. У эукариот N-конец этого гена содержит сигнал нацеливания на митохондрии, необходимый для локализации митохондрий. Однако OGG1-1a также имеет сигнал ядерной локализации на своем C-конце, который подавляет нацеливание на митохондрии и заставляет OGG1-1a локализоваться в ядре. Основная форма OGG1, которая локализуется в митохондриях, - это OGG1-2a. Сохраняется N-концевого домена вносит свой вклад остатки в 8-оксогуанин связывающего кармана. Этот домен организован в единую копию TBP- подобной складки.
Несмотря на предполагаемую важность этого фермента, были созданы мыши, лишенные Ogg1, и было обнаружено, что они имеют нормальную продолжительность жизни, а мыши с нокаутом Ogg1 имеют более высокую вероятность развития рака, тогда как нарушение гена Mth1 одновременно подавляет развитие рака легких у мышей Ogg1 - / -. Было показано, что мыши, лишенные Ogg1, склонны к увеличению массы тела и ожирению, а также к инсулинорезистентности, вызванной диетой с высоким содержанием жиров. Существуют некоторые разногласия относительно того, действительно ли делеция Ogg1 приводит к увеличению уровней 8-oxo-dG: анализ HPLC-EC предполагает, что уровни 8-oxo-dG в ядерной ДНК до 6 раз выше, а в митохондриальной ДНК - в 20 раз. тогда как анализ Fapy-гликозилазы показывает отсутствие изменений.
Повышенный оксидантный стресс временно инактивирует OGG1, который задействует факторы транскрипции, такие как NFkB, и тем самым активирует экспрессию воспалительных генов.
Эпителий толстой кишки мыши, не подвергающейся онкогенезу толстой кишки (A), и мыши, подвергающейся онкогенезу толстой кишки (B). Ядра клеток окрашены в темно-синий цвет для гематоксилина (для нуклеиновой кислоты) и иммуноокрашены в коричневый для 8-оксо-dG. Уровень 8-oxo-dG оценивали в ядрах клеток крипт толстой кишки по шкале от 0 до 4. У мышей, не подвергшихся онкогенезу, крипта 8-oxo-dG находилась на уровнях от 0 до 2 (панель A показывает уровень 1), в то время как мыши, прогрессирующие до опухолей толстой кишки, имели 8-oxo-dG в криптах толстой кишки на уровнях 3-4 (панель B показывает уровень 4). Онкогенез был индуцирован добавлением дезоксихолата к рациону мышей для получения уровня дезоксихолата в толстой кишке мышей, аналогичного уровню в толстой кишке людей, соблюдающих диету с высоким содержанием жиров. Изображения были сделаны с оригинальных микрофотографий. У мышей без функционального гена OGG1 уровень 8-oxo-dG в печени примерно в 5 раз выше, чем у мышей с OGG1 дикого типа. Мыши с дефектом OGG1 также имеют повышенный риск рака. Кунисада и др. облучали мышей без функционального гена OGG1 (мыши с нокаутом OGG1) и мышей дикого типа три раза в неделю в течение сорока недель УФ-В светом в относительно низкой дозе (недостаточно, чтобы вызвать покраснение кожи). Оба типа мышей имели высокие уровни 8-оксо-dG в их эпидермальных клетках через три часа после облучения. Однако через 24 часа большая часть 8-оксо-dG отсутствовала в эпидермальных клетках мышей дикого типа, но 8-оксо-dG оставалось повышенным в эпидермальных клетках мышей с нокаутом OGG1. У облученных мышей с нокаутом OGG1 уровень опухолей кожи был более чем в два раза выше, чем у облученных мышей дикого типа, а уровень злокачественных новообразований в опухолях был выше у мышей с нокаутом OGG1 (73%), чем у мышей в дикой природе. тип мыши (50%).
Согласно обзору Valavanidis et al., Повышенные уровни 8-оксо-dG в ткани могут служить биомаркером окислительного стресса. Они также отметили, что повышенные уровни 8-оксо-dG часто обнаруживаются во время канцерогенеза.
На фигуре, показывающей примеры эпителия толстой кишки мышей, было обнаружено, что эпителий толстой кишки мыши, находящейся на нормальной диете, имеет низкий уровень 8-оксо-dG в криптах толстой кишки (панель A). Однако было обнаружено, что у мыши, которая, вероятно, подвергается онкогенезу толстой кишки (из-за добавления в ее рацион дезоксихолата ), высокий уровень 8-оксо-dG в эпителии толстой кишки (панель B). Дезоксихолат увеличивает внутриклеточную продукцию реактивного кислорода, что приводит к усилению окислительного стресса,gt; и это может привести к онкогенезу и канцерогенезу.
В исследовании рака молочной железы было обнаружено, что уровень метилирования промотора OGG1 антикоррелирует с уровнем экспрессии матричной РНК OGG1. Это означает, что гиперметилирование было связано с низкой экспрессией OGG1, а гипометилирование коррелировало со сверхэкспрессией OGG1. Таким образом, экспрессия OGG1 находится под эпигенетическим контролем. Каждый рак груди с уровнями метилирования промотора OGG1 более чем на два стандартных отклонения выше или ниже нормы был связан с уменьшением выживаемости пациентов.
OGG1 является основным ферментом, ответственным за удаление 8-оксо-2'-дезоксигуанозина (8-оксо-dG). Даже когда экспрессия OGG1 нормальная, присутствие 8-oxo-dG является мутагенным, поскольку OGG1 не эффективен на 100%. Ясуи и др. исследовали судьбу 8-оксо-dG, когда это окисленное производное дезоксигуанозина было вставлено в конкретный ген в 800 клетках в культуре. После репликации клеток 8-oxo-dG был восстановлен до G в 86% клонов, что, вероятно, отражает точную эксцизионную репарацию основания OGG1 или синтез трансфузии без мутации. Трансверсии из G: C в T: A произошли в 5,9% клонов, делеции одного основания - в 2,1% и трансверсии из G: C в C: G - в 1,2%. Вместе эти мутации были наиболее распространенными, составляя 9,2% из 14% мутаций, генерируемых в месте вставки 8-oxo-dG. Среди других мутаций в 800 проанализированных клонах также были 3 более крупные делеции размером 6, 33 и 135 пар оснований. Таким образом, 8-oxo-dG может напрямую вызывать мутации, некоторые из которых могут способствовать канцерогенезу.
Если экспрессия OGG1 в клетках снижена, можно ожидать усиление мутагенеза и, следовательно, усиление канцерогенеза. В таблице ниже перечислены виды рака с пониженной экспрессией OGG1.
| Рак | Выражение | Форма OGG1 | 8-оксо-dG | Метод оценки | Ref. |
|---|---|---|---|---|---|
| Рак головы и шеи | Недостаточное выражение | ОГГ1-2а | - | информационная РНК | |
| Аденокарцинома кардии желудка | Недостаточное выражение | цитоплазматический | повысился | иммуногистохимия | |
| Астроцитома | Недостаточное выражение | общая ячейка OGG1 | - | информационная РНК | |
| Рак пищевода | 48% недоэкспрессия | ядерный | повысился | иммуногистохимия | |
| - | 40% недоэкспрессия | цитоплазма | повысился | иммуногистохимия |
Уровни метилирования OGG1 в клетках крови были измерены в проспективном исследовании 582 ветеранов США, средний возраст 72 года, и наблюдались в течение 13 лет. Высокое метилирование OGG1 в определенной области промотора было связано с повышенным риском любого рака и, в частности, с риском рака простаты.
Ферментативная активность по удалению 8-оксогуанина из ДНК ( активность OGG) была снижена в мононуклеарных клетках периферической крови (PBMC) и в парной ткани легкого у пациентов с немелкоклеточным раком легкого. Активность OGG также была снижена в PBMC пациентов с плоскоклеточным раком головы и шеи (HNSCC).
Было показано, что оксогуанингликозилаза взаимодействует с XRCC1 и PKC альфа.
