Ada regul - Ada regulon

Em reparação do ADN , a Ada Regulon é um conjunto de genes cuja expressão é essencial para a resposta adaptativa (também conhecido como "Ada resposta", daí o nome), que é accionado em células procarióticas por exposição a doses sub-letais de agentes alquilantes . Isto permite que as células de tolerar os efeitos de tais agentes, que são de outro modo tóxicos e mutagénicos.

A resposta Ada inclui a expressão de quatro genes: ada, alqA, AlkB, e AIDB . O produto de ada do gene, a proteína Ada, é um activador da transcrição de todos os quatro genes. Bases de ADN danificadas por alquilação são removidos por estratégias distintas.

agentes alquilantes

Os agentes de alquilação a partir de um grupo de agentes mutagénicos e carcinogénicos que modificam o ADN por alquilação . Lesões da base de alquilo pode prender a replicação, a transcrição de interrupção, ou sinalizar a activao de checkpoints do ciclo celular ou apoptose . Nos mamíferos, eles poderiam estar envolvidos na carcinogênese , neurodegenerativa doenças e envelhecimento. Os agentes alquilantes podem introduzir grupos metilo ou etilo em todos os átomos de azoto e de oxigénio disponíveis em bases de ADN, proporcionando um número de lesões.

A maior parte da evidência indica que entre a base 11 identificados dois modificação, 3-metiladenina (3meA) e O ⁶ -metilguanina (O ⁶ -meG), são os principais responsáveis para os efeitos biológicos de agentes de alquilação.

Papéis de ada -Regulated Genes

A proteína Ada é composto por dois domínios principais, um domínio C-terminal e um terminal de um N-, ligados por uma região charneira susceptível a clivagem proteolítica. Estes domínios podem funcionar de forma independente. AdaCTD transfere adutos de metilo a partir de O ⁶ -meG e O ⁴ -meG no seu resíduo de Cys-321, ao passo que AdaNTD desmetila metil-fosfotriésteres por transferência de metilo para o seu resíduo Cis-38.

O alqA gene codifica uma glicosilase que repara uma variedade de lesões incluindo O N-7-metilguanina e N-3-Methylpurines e ² pirimidinas -metilo. A proteína Alka remove uma base danificada do esqueleto de açúcar-fosfato por clivar a ligação glicos�ico anexar a base para o açúcar, a produção de um sitio não básico. O processamento adicional do sitio não básico por endonucleases AP, polimerase I, e ligase de seguida, completa a reparação.

AlkB , uma das Escherichia coli proteínas de resposta adaptativa, utiliza um / mecanismo dependente α cetoglutarato de Fe (II) que, por oxidação química, remove uma variedade de lesões de alquilo a partir de ADN, proporcionando assim uma protecção contra o genoma de alquilação.

O AIDB proteína foi suposto para tomar parte na degradação de agentes alquilantes endógenos. Ele mostra alguma homologia com as oxidases de acil-CoA e as que contenham flavinas . Observações recentes sugerem que AIDB pode ligar-se ao ADN de cadeia dupla e participar em sua desalquilação. No entanto, para determinar a função precisa da AIDB mais investigações são necessárias.

Regulação da transcrição

rede Regulatory Ada

A resposta Ada inclui a expressão de quatro genes: ada , alqA , AlkB , e AIDB . O produto da ada do gene, a proteína Ada é um activador de transcrição de todos os quatro genes.

Ada tem dois aceitadores metil activas cisteína resíduos que são necessários para a desmetilação de ADN. Ambos os locais podem tornar-se metilados quando proteína Ada transfere o grupo metilo a partir de lesões de ADN adequadas para si. Esta reacção é irreversível e metilado Ada (me-Ada) pode actuar como um activador transcricional.

A proteína Ada ativa a transcrição do Ada Regulon de duas maneiras diferentes. No caso do ada - AlkB oper, e o AIDB promotor, o domínio N-terminal (AdaNTD) está envolvido na ligação de ADN e interage com a uma unidade de polimerase de ARN, enquanto que e o domínio metilado C-terminal (me-AdaCTD) interage com o σ ₇₀ subunidade da polimerase de ARN. Embora estas interacções são independentes, ambos são necessários para a activação da transcrição.

Para a activação de alqA gene, o AdaNTD interage com ambos, o α e σ subunidades de polimerase de ARN, e activa a transcrição. Em contraste com o ada e AIDB promotores, a forma não metilado da Ada proteína, bem como a forma metilada da AdaNTD, é capaz de activar a transcrição a alqA .

Metilado Ada é capaz de activar a transcrição por σ _S , bem como σ ₇₀ , tanto o ada e AIDB promotores. Em contraste, não só me-Ada não conseguem estimular alqA transcrição por σ _S , mas afeta negativamente σ _S transcrição dependente.

As concentrações intracelulares de σ _S aumento quando as células atingem a fase estacionária ; Isto por sua vez resulta em uma diminuição mediada me-ada na expressão de Alka . Por conseguinte, um aumento da expressão dos genes de resposta adaptativa, em paralelo com a expressão de genes que produzem alquiladores endógenos durante a fase estacionária, evita danos de alquilação de DNA e a mutagénese .

Homólogos do Ada Regulon em humanos

Em células humanas, a actividade alquiltransferase é o produto da MGMT gene. A 21,7 kDa MGMT proteína é construído de sequências de aminoácidos muito semelhantes às de E. coli alkyltransferases, como Ada . Em contraste com as enzimas bacterianas que principalmente reparações ó ⁶ meg, ao passo que a remoção do produto de adição de alquilo a partir de O ⁴ Met é muito mais lento e significativamente menos eficaz. A reparação preferencial de O ⁶ meg é rentável para células eucarióticas, uma vez em animais experimentais tratados com agentes cancerígenos alquilantes esta lesão é envolvidos na estimulação do tumor.

Ao contrário do Ada e os humanos MGMT metiltransferases, AlkB e seus homogos humanos hABH2 e hABH3 não só reverter dano base alquilação directamente, mas fazem-cataliticamente e com uma especificidade de substrato que visa a interface de emparelhamento de bases de G: C e A: pares de bases T. As estruturas cristalinas de AlkB e seu homólogo humano hABH3 demonstraram dobras globais semelhantes, destacando domínios funcionais conservados.

Referências