MPG Метилпурин-ДНК-гликозилаза высших эукариот
Gene: [16p133/MPG] DNA-3-methyladenine glycosidase II; N-methylpurine-DNA glycosylase
MPG ( EC 2.3.4.1 ) представляет собой функциональный аналог принадлежащих к Nth суперсемейству алкилпурин-ДНК-гликозилаз из бактерий и низших эукариот (AlkA, Tag, MpgII, MagIII, Mag1p), однако по своим последовательностям и пространственным структурам эти и любые другие белки, принимающие участие в репарации ДНК, значительно отличаются от MPG. См. mpg ген
3 изоформы MPG различаются лишь коротким участком на N-конце полипептидной цепи, имеют длину 283-298а.к.о. и ММ 30824-32869Да. Сравнение активности выделенного фермента и активности в клеточных экстрактах позволяет оценить содержание MPG на уровне 1000-2000 молекул на клетку [ O'Connor, ea 1993 ]. Фермент MPG катализирует выщепление 3-mAde, 7-mGua и 3-mGua из метилированной ДНК , при этом 3-mAde обладает лучшими субстратными свойствами по сравнению с другими метилированными основаниями [ O'Connor, ea 1993 ]. Важными субстратами для MPG также служат Hyp [ Saparbaev, ea 1994 ] и eAde [ Saparbaev, ea 1995 ]. В литературе также сообщалось об активности фермента по отношению к 8-oxoGua [ Bessho, ea 1993 ], продуктам моноалкилирования Ade и Gua азотистыми ипритами [ Mattes, ea 1996 ], Xan [ Wuenschell, ea 2003 ] и оксанину [ Hitchcock, ea 2004 ]. Так же, как и AlkA, фермент способен с очень небольшой эффективностью удалять из ДНК неповрежденные пуриновые основания и их аналоги [ O'Brien, ea 2004 , Berdal, ea 1998 , O'Brien, ea 2003 ]. Исследование активности в экстрактах клеток mpg- показывает, что MPG выступает как основная ДНК-гликозилаза млекопитающих, участвующая в репарации к 3-mAde, 7-mGua Hyp и eAde, но не участвует в репарации 8- oxoGua [ Engelward, ea 1997 ]. Нуклеотидный контекст до некоторой степени влияет на эффективность действия фермента, который выщепляет eAde в 3-5 раз эффективнее, если он окружен G:C-парами по сравнению с A:T-парами [ Hang, ea 1998 ]. Способность фермента выщеплять широкий спектр как положительно заряженных, так и нейтральных пуриновых оснований не получила объяснения даже после определения его пространственной структуры, поскольку в активном центре не образуется специфических связей с поврежденным основанием (разд. Mpg ). На основании зависимости активности MPG от pH предполагается, что в гликозилазной реакции участвуют как общая кислота, так и общее основание [ O'Brien, ea 2003 ], которые могут стабилизировать оксокарбениевое переходное состояние реакции гидролиза N-гликозидной связи (разд. ДНК-гликозилазы: каталитический механизм ). Изучение субстратных свойств разных нейтральных и заряженных оснований показывает, что общая кислота, по всей вероятности, протонирует нейтральные основания и делает их лучшей уходящей группой. Пиримидиновые основания протонируются гораздо труднее пуриновых [ Shapiro, ea 1972 ] и поэтому не удаляются ферментом. Немодифицированные пуриновые основания в составе гетеродуплексов выщепляются ферментом с эффективностью на 3-5 порядков ниже, чем поврежденные основания [ O'Brien, ea 2004 , O'Brien, ea 2003 ]; также невысока активность фермента в отношении нейтральных модифицированных пуриновых оснований, содержащих экзоциклические аминогруппы в положениях 2 и 6 [ O'Brien, ea 2004 ]. По-видимому, отсутствие этих аминогрупп служит одним из главных критериев эффективного нейтрального субстрата для MPG. Возможно, что, как и в случае AlkA , выщепление положительно заряженных поврежденных оснований проходит в соответствии с пороговой моделью (разд. ДНК-гликозилазы: каталитический механизм ).
Белок-белковые взаимодействия, в которых участвует MPG, обнаруживают большое сходство с набором взаимодействий ДНК-гликозилазы TDG , несмотря на всю несхожесть последовательностей и структур этих ферментов. MPG ингибируется AP-продуктом реакции и стимулируется белками APEX1 [ Xia, ea 2005 ] и XRCC1 [ Campalans, ea 2005 ]. Сообщалось о связывании MPG со многими белками, принадлежащими к семейству ядерных рецепторов (ERa, TRb, PPARg, RXRa) в особенности в присутствии ДНК, содержащей сайты связывания этих факторов транскрипции [ Likhite, ea 2004 ]. Это взаимодействие стимулирует активность MPG, но приводит к репрессии ERa-зависимой транскрипции. MPG ацетилируется гистонацетилазой CBP/p300 , однако последствия этой модификации не изучены [ Likhite, ea 2004 ]. Помимо этого, MPG взаимодействует с метил-CpG-связывающим белком MBD1 и привлекается тем самым к гиперметилированным участкам ДНК [ Watanabe, ea 2003 ]. Возможно, взаимодействие MPG со всеми упомянутыми белками играет роль в репарации участков ДНК, в которых репрессирована активная транскрипция. Как и TDG, MPG стимулируется при связывании с белками RAD23A и RAD23B , также участвующих в эксцизионной репарации нуклеотидов, независимой от транскрипции [ Miao, ea 2000 ].
Созданы линии трансгенных мышей, дефицитных по гену mpg [ Engelward, ea 1997 ]. Клеточные линии, полученные из таких животных, обладают повышенной чувствительностью к моноалкилирующим агентам, но у самих мышей лишь немного повышена частота возникновения спонтанных и индуцированных мутаций, и они не склонны к спонтанному развитию опухолей.
