AlkA (3-метиладенин-ДНК-гликозилаза II)
Основания 3-mAde и 7-mGua составляют большую часть продуктов эндогенного и экзогенного алкилирования ДНК . Эти азотистые основания заряжены положительно, и их N-гликозидная связь в физиологических условиях довольно лабильна [ O'Brien, ea 2004 , Osborne, ea 2000 ]. Тем не менее, в клетках всех про- и эукариотических организмов присутствуют ДНК-гликозилазы, способные ускорять процесс ее гидролиза не менее чем на 3 порядка величины. При этом данная ферментативная активность присуща нескольким полипептидам, лишь отдаленно родственным или вовсе не родственным друг другу (разд. MPGII , разд. Tag , разд. Другие ДНК-гликозилазы , разд. MPG ). У E.coli имеются две ДНК-гликозилазы, способные выщеплять алкилированные пуриновые основания : Tag (3-метиладенин-ДНК-гликозилаза I) и AlkA (3-метиладенин-ДНК-гликозилаза II)(alkylation-sensitive A) [ Thomas, ea 1982 ]. alkA ген E.coli был клонирован на основании повышенной чувствительности мутантных штаммов к MMS [ Yamamoto, ea 1978 ]. Белок Eco-AlkA представляет собой полипептид длиной 282а.к.о. с расчетной ММ 31393 Да.
Фермент AlkA обладает достаточно широкой субстратной специфичностью, удаляя из ДНК модифицированные пуриновые основания 3- mAde, 3-mGua, 7-mGua, 7-mAde, Hyp и e-Ade [ Thomas, ea 1982 , Saparbaev, ea 1994 , Saparbaev, ea 1995 , O'Brien, ea 2004 ]. Сообщалось также о выщеплении ферментом алкилированных пиримидиновых оснований O2-метилтимина и O2-метилцитозина [ McCarthy, ea 1984 ]. Более того, фермент способен с небольшой эффективностью выщеплять из ДНК нормальные основания [ O'Brien, ea 2004 , Berdal, ea 1998 ]. Возможные причины такой широкой субстратной специфичности фермента могут быть связаны с узнаванием не специфического набора водородных связей, а электрондефицитной пи-системы поврежденного основания (разд. AlkA ). AlkA способен с некоторой эффективностью выщеплять 3-mAde из одноцепочечной ДНК, что может быть важно для репарации алкилированных оснований в интермедиатах репликации или транскрипции [ Bjelland, ea 1996 ]. По сравнению с ферментом Tag , AlkA более устойчив к температурной инактивации и не ингибируется свободным основанием 3-mAde [ Thomas, ea 1982 ].
Инактивация гена alkA у E.coli приводит к резкому повышению чувствительности к MMS , несмотря на нормальный синтез белка Tag [ Yamamoto, ea 1978 ]. Однако суперэкспрессия tag комплементирует этот фенотип [ Kaasen, ea 1986 ], что указывает на ведущую роль 3-mAde, а не каких-либо других алкилированных оснований в летальном действии MMS. С другой стороны, суперэкспрессия alkA в клетках дикого типа также приводит к повышению чувствительности к алкилирующим агентам [ Kaasen, ea 1986 ], по всей видимости, из-за фрагментации бактериальной хромосомы в ходе некоординированной репарации большого количества поврежденных оснований. Последовательности, гомологичные alkA, встречаются в геномах многих прокариот и архей, а также у ряда низших эукариот и растений [ Denver, ea 2003 ]. Ферментативные свойства ряда их белковых продуктов охарактеризованы и в целом сходны со свойствами Eco-AlkA, но субстратная специфичность может быть более узкой [ Bj?r?s, ea 1995 ]. См. Alka пространственная структура
