Oxoguanin glykosyláza - Oxoguanine glycosylase - Wikipedia

OGG1
Protein OGG1 PDB 1ebm.png
Dostupné struktury
PDBHledání ortologu: PDBe RCSB
Identifikátory
AliasyOGG1, HMMH, HMUTM, OGH1, 8-oxoguanin DNA glykosyláza
Externí IDOMIM: 601982 MGI: 1097693 HomoloGene: 1909 Genové karty: OGG1
Umístění genu (člověk)
Chromozom 3 (lidský)
Chr.Chromozom 3 (lidský)[1]
Chromozom 3 (lidský)
Genomic location for OGG1
Genomic location for OGG1
Kapela3p25.3Start9,749,944 bp[1]
Konec9,788,219 bp[1]
Exprese RNA vzor
PBB GE OGG1 205301 s at fs.png

PBB GE OGG1 205760 s at fs.png
Další údaje o referenčních výrazech
Ortology
DruhČlověkMyš
Entrez

4968

18294

Ensembl

ENSG00000114026

ENSMUSG00000030271

UniProt

O15527

O08760

RefSeq (mRNA)

NM_010957

RefSeq (protein)

NP_035087

Místo (UCSC)Chr 3: 9,75 - 9,79 MbChr 6: 113,33 - 113,34 Mb
PubMed Vyhledávání[3][4]
Wikidata
Zobrazit / upravit člověkaZobrazit / upravit myš
8-oxoguanin DNA glykosyláza, N-terminální doména
PDB 2noh EBI.jpg
struktura katalyticky neaktivní q315a lidské 8-oxoguanin glykosylázy v komplexu s 8-oxoguaninem dna
Identifikátory
SymbolOGG_N
PfamPF07934
Pfam klanCL0407
InterProIPR012904
SCOP21ebm / Rozsah / SUPFAM

8-oxoguanin glykosyláza také známý jako OGG1 je DNA glykosyláza enzym, který je u lidí kódován OGG1 gen. Je zapojen do oprava základní excize. Nachází se v bakteriální, archaeal a eukaryotický druh.

Funkce

OGG1 je primární enzym odpovědný za excizi 8-oxoguanin (8-oxoG), vedlejší produkt mutagenní báze, ke kterému dochází v důsledku expozice reaktivní formy kyslíku (ROS). OGG1 je bifunkční glykosyláza, protože je schopna štěpit glykosidickou vazbu mutagenní léze a způsobit zlom řetězce v páteři DNA. Alternativní sestřih C-koncové oblasti tohoto genu klasifikuje sestřihové varianty do dvou hlavních skupin, typu 1 a typu 2, v závislosti na posledním exonu sekvence. Alternativní varianty sestřihu typu 1 končí exonem 7 a typ 2 končí exonem 8. Jedna sada sestřižených forem je označena 1a, lb, 2a až 2e.[5] Všechny varianty mají společnou N-koncovou oblast. Bylo popsáno mnoho alternativních sestřihových variant pro tento gen, ale pro každou variantu nebyla stanovena povaha celé délky. U eukaryot obsahuje N-konec tohoto genu mitochondriální cílový signál, nezbytný pro mitochondriální lokalizaci.[6] OGG1-1a však také má na svém C-terminálním konci signál o jaderné poloze, který potlačuje mitochondriální cílení a způsobuje lokalizaci OGG1-1a do jádra.[5] Hlavní formou OGG1, která se lokalizuje do mitochondrií, je OGG1-2a.[5] A konzervovaný N-terminál doména přispívá zbytky k 8-oxoguaninu vazba kapsa. Tato doména je uspořádána do jedné kopie souboru TBP -jako složit.[7]

Navzdory předpokládané důležitosti tohoto enzymu byly generovány myši bez Ogg1 a bylo zjištěno, že mají normální životnost,[8] a Ogg1 knockout myši mají vyšší pravděpodobnost vzniku rakoviny, zatímco narušení genu Mth1 současně potlačuje vývoj rakoviny plic u Ogg1 - / - myší.[9] Ukázalo se, že myši postrádající Ogg1 jsou náchylné ke zvýšení tělesné hmotnosti a obezitě, stejně jako k inzulínové rezistenci vyvolané stravou s vysokým obsahem tuku.[10] Existuje diskuse o tom, zda delece Ogg1 ve skutečnosti vede ke zvýšeným hladinám 8-oxo-dG: analýza HPLC-EC navrhuje až 6krát vyšší hladiny 8-oxo-dG v jaderné DNA a 20krát vyšší v mitochondriální DNA zatímco stanovení Fapy-glykosylázy nenaznačuje žádnou změnu.[Citace je zapotřebí ]

OGG1 nedostatek a zvýšil 8-oxo-dG u myší

Kolonický epitel od myši, která nepodstoupila tumorigenezi tlustého střeva (A), a myši, která podstoupila tumorigenezi tlustého střeva (B). Buněčná jádra jsou obarvena tmavě modře hematoxylinem (pro nukleovou kyselinu) a imunoznačená hnědá pro 8-oxo-dG. Hladina 8-oxo-dG byla odstupňována v jádrech kryptických buněk tlustého střeva na stupnici 0-4. Myši nepodléhající tumorigenezi kryptovaly 8-oxo-dG na úrovních 0 až 2 (panel A ukazuje hladinu 1), zatímco myši postupující do nádorů tlustého střeva měly 8-oxo-dG v kryptách tlustého střeva na úrovních 3 až 4 (panel B ukazuje úroveň 4) Tumorigeneze byla indukována přidáním deoxycholátu k myší stravě, aby se dosáhlo hladiny deoxycholátu v myší tlustém střevě podobné hladině v tlustém střevě lidí na stravě s vysokým obsahem tuku.[11] Snímky byly pořízeny z původních mikrofotografií.

Myši bez funkčnosti OGG1 Gen má asi 5krát vyšší hladinu 8-oxo-dG v játrech ve srovnání s myší divokého typu OGG1.[9] Myši vadné OGG1 mají také zvýšené riziko rakoviny.[9] Kunisada a kol.[12] ozářené myši bez funkce OGG1 gen (myši OGG1 knock-out) a myši divokého typu třikrát týdně po dobu čtyřiceti týdnů s UVB světlem v relativně nízké dávce (nestačí k tomu, aby způsobily zarudnutí kůže). Oba typy myší měly vysokou hladinu 8-oxo-dG ve svých epidermálních buňkách tři hodiny po ozáření. Avšak o 24 hodin později chyběla většina 8-oxo-dG v epidermálních buňkách myší divokého typu, ale 8-oxo-dG zůstal zvýšený v epidermálních buňkách OGG1 knock-out myši. Ozářené knock-out myši OGG1 měly více než dvojnásobnou hladinu kožních nádorů ve srovnání s ozářenými myšmi divokého typu a míra malignity v nádorech byla vyšší u myší s knock-outem OGG1 (73%) než u divokých myší. myši typu (50%).

Jak přezkoumali Valavanidis et al.,[13] zvýšené hladiny 8-oxo-dG v tkáni mohou sloužit jako biomarker oxidačního stresu. Rovněž poznamenali, že během karcinogeneze se často vyskytují zvýšené hladiny 8-oxo-dG.

Na obrázku zobrazujícím příklady myšího epitelu tlustého střeva bylo zjištěno, že epitel tlustého střeva u myši na normální stravě má ​​nízkou hladinu 8-oxo-dG ve svých kryptách tlustého střeva (panel A). Myš však pravděpodobně prochází tumorigenezí tlustého střeva (kvůli deoxycholát přidal do své stravy[11]) bylo zjištěno, že má vysokou hladinu 8-oxo-dG v epitelu tlustého střeva (panel B). Deoxycholát zvyšuje intracelulární produkci reaktivního kyslíku, což vede ke zvýšenému oxidačnímu stresu,[14]>[15] a to může vést k tumorigenezi a karcinogenezi.

Epigenetická kontrola

Ve studii rakoviny prsu byla úroveň methylace OGG1 Bylo zjištěno, že promotor antikoreluje s úrovní exprese OGG1 messenger RNA.[16] To znamená, že hypermethylace byla spojena s nízkou expresí OGG1 a hypomethylace korelovala s nadměrnou expresí OGG1. Tím pádem, OGG1 výraz je pod epigenetický řízení. Rakoviny prsu s úrovní methylace OGG1 promotor, které byly více než dvě standardní odchylky buď nad nebo pod normální hodnotou, byly spojeny se sníženým přežitím pacientů.[16]

U rakoviny

OGG1 je primární enzym odpovědný za excizi 8-oxo-2'-deoxyguanosin (8-oxo-dG). I když je exprese OGG1 normální, přítomnost 8-oxo-dG je mutagenní, protože OGG1 není 100% efektivní. Yasui a kol.[17] zkoumal osud 8-oxo-dG, když tento oxidovaný derivát deoxyguanosin byl vložen do specifického genu v 800 buňkách v kultuře. Po replikaci buněk byl 8-oxo-dG obnoven na G v 86% klonů, což pravděpodobně odráží přesný OGG1 oprava základní excize nebo syntéza překladů bez mutace. G: C až T: A transversions došlo v 5,9% klonů, jedna báze vypuštění v 2,1% a G: C až C: G transverze v 1,2%. Společně byly tyto mutace nejčastější, celkem 9,2% ze 14% mutací generovaných v místě inzerce 8-oxo-dG. Mezi dalšími mutacemi v 800 analyzovaných klonech byly také 3 větší delece o velikosti 6, 33 a 135 párů bází. 8-oxo-dG tedy může přímo způsobit mutace, k nimž některé mohou přispívat karcinogeneze.

Li OGG1 exprese je snížena v buňkách, zvýšená mutageneze, a proto zvýšená karcinogeneze by se dalo očekávat. V tabulce níže jsou uvedeny druhy rakoviny se sníženou expresí OGG1.

Stůl 1. OGG1 exprese u sporadických rakovin
RakovinaVýrazForma OGG18-oxo-dGMetoda hodnoceníČj.
Rakovina hlavy a krkuNedostatečný výrazOGG1-2a-messenger RNA[18]
Adenokarcinom žaludeční kardieNedostatečný výrazcytoplazmatickýzvýšilimunohistochemie[19]
AstrocytomNedostatečný výrazcelková buňka OGG1-messenger RNA[20]
Rakovina jícnu48% nedostatečné vyjádřeníjadernýzvýšilimunohistochemie[21]
-40% nedostatečný výrazcytoplazmazvýšilimunohistochemie[21]

Aktivita OGG1 nebo OGG v krvi a rakovina

OGG1 hladiny methylace v krevních buňkách byly měřeny v prospektivní studii 582 amerických veteránů, střední věk 72 let, a sledovány po dobu 13 let. Vysoký OGG1 methylace v konkrétní promotorové oblasti byla spojena se zvýšeným rizikem jakékoli rakoviny a zejména s rizikem rakoviny prostaty.[22]

Enzymatická aktivita excise 8-oxoguanin z DNA (Aktivita OGG) byl snížen v mononukleární buňky periferní krve (PBMC) a ve spárované plicní tkáni od pacientů s nemalobuněčný karcinom plic.[23] Aktivita OGG byla také snížena v PBMC pacientů s spinocelulární karcinom hlavy a krku (HNSCC).[24]

Interakce

Bylo prokázáno, že oxoguanin glykosyláza komunikovat s XRCC1[25] a PKC alfa.[26]

Patologie

  • OGG1 může být spojen s rizikem rakoviny u BRCA1 a BRCA2 mutační nosiče.[27]

Reference

  1. ^ A b C GRCh38: Vydání souboru 89: ENSG00000114026 - Ensembl, Květen 2017
  2. ^ A b C GRCm38: Vydání souboru 89: ENSMUSG00000030271 - Ensembl, Květen 2017
  3. ^ „Human PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
  4. ^ „Myš PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
  5. ^ A b C Nishioka K, Ohtsubo T, Oda H, Fujiwara T, Kang D, Sugimachi K, Nakabeppu Y (květen 1999). „Exprese a diferenciální intracelulární lokalizace dvou hlavních forem lidské 8-oxoguaninové DNA glykosylázy kódovaných alternativně sestřiženými OGG1 mRNA“. Molekulární biologie buňky. 10 (5): 1637–1652. doi:10,1091 / mbc. 10.5.1637. PMC  30487. PMID  10233168.
  6. ^ „Entrez Gene: OGG1 8-oxoguanin DNA glycosylase“.
  7. ^ Bjørås M, Seeberg E, Luna L, Pearl LH, Barrett TE (březen 2002). „Reciproční„ převrácení „je základem rozpoznání substrátu a katalytické aktivace lidskou 8-oxo-guaninovou DNA glykosylázou“. Journal of Molecular Biology. 317 (2): 171–177. doi:10.1006 / jmbi.2002.5400. PMID  11902834.
  8. ^ Klungland A, Rosewell I, Hollenbach S, Larsen E, Daly G, Epe B, Seeberg E, Lindahl T, Barnes DE (listopad 1999). "Akumulace premutagenních lézí DNA u myší vadná při odstraňování poškození oxidační bází". Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 96 (23): 13300–13305. Bibcode:1999PNAS ... 9613300K. doi:10.1073 / pnas.96.23.13300. PMC  23942. PMID  10557315.
  9. ^ A b C Sakumi K, Tominaga Y, Furuichi M, Xu P, Tsuzuki T, Sekiguchi M, Nakabeppu Y (březen 2003). „Ogg1 knockout-spojená plicní tumorigeneze a její potlačení narušením genu Mth1“. Výzkum rakoviny. 63 (5): 902–905. PMID  12615700.
  10. ^ Sampath H, Vartanian V, Rollins MR, Sakumi K, Nakabeppu Y, Lloyd RS (prosinec 2012). „Nedostatek 8-oxoguanin DNA glykosylázy (OGG1) zvyšuje náchylnost k obezitě a metabolické dysfunkci“. PLOS ONE. 7 (12): e51697. Bibcode:2012PLoSO ... 751697S. doi:10.1371 / journal.pone.0051697. PMC  3524114. PMID  23284747.
  11. ^ A b Prasad AR, Prasad S, Nguyen H, Facista A, Lewis C, Zaitlin B, Bernstein H, Bernstein C (červenec 2014). „Nový myší model rakoviny tlustého střeva související se stravou je obdobou lidské rakoviny tlustého střeva“. World Journal of Gastrointestinal Oncology. 6 (7): 225–243. doi:10,4251 / wjgo.v6.i7.225. PMC  4092339. PMID  25024814.
  12. ^ Kunisada M, Sakumi K, Tominaga Y, Budiyanto A, Ueda M, Ichihashi M, Nakabeppu Y, Nishigori C (červenec 2005). „Tvorba 8-oxoguaninu vyvolaná chronickou expozicí UVB činí myši Ogg1 knockout náchylné na karcinogenezi kůže“. Výzkum rakoviny. 65 (14): 6006–6010. doi:10.1158 / 0008-5472.CAN-05-0724. PMID  16024598.
  13. ^ Valavanidis A, Vlachogianni T, Fiotakis K, Loridas S (srpen 2013). „Plicní oxidační stres, zánět a rakovina: dýchatelné částice, vláknité prachy a ozon jako hlavní příčiny karcinogeneze plic prostřednictvím mechanismů reaktivních forem kyslíku“. International Journal of Environmental Research and Public Health. 10 (9): 3886–3907. doi:10,3390 / ijerph10093886. PMC  3799517. PMID  23985773.
  14. ^ Tsuei J, Chau T, Mills D, Wan YJ (listopad 2014). „Dysregulace žlučových kyselin, dysbióza střev a rakovina zažívacího traktu“. Experimentální biologie a medicína. 239 (11): 1489–1504. doi:10.1177/1535370214538743. PMC  4357421. PMID  24951470.
  15. ^ Ajouz H, Mukherji D, Shamseddine A (květen 2014). „Sekundární žlučové kyseliny: nedostatečně uznávaná příčina rakoviny tlustého střeva“. World Journal of Surgical Oncology. 12: 164. doi:10.1186/1477-7819-12-164. PMC  4041630. PMID  24884764.
  16. ^ A b Fleischer T, Edvardsen H, Solvang HK, Daviaud C, Naume B, Børresen-Dale AL, Kristensen VN, Tost J (červen 2014). „Integrovaná analýza profilů methylace DNA s vysokým rozlišením, genové exprese, genotypů zárodečné linie a klinických koncových bodů u pacientů s rakovinou prsu“. International Journal of Cancer. 134 (11): 2615–2625. doi:10.1002 / ijc.28606. PMID  24395279. S2CID  32537522.
  17. ^ Yasui M, Kanemaru Y, Kamoshita N, Suzuki T, Arakawa T, Honma M (březen 2014). „Sledování osudů místně specificky zavedených DNA aduktů v lidském genomu“. Oprava DNA. 15: 11–20. doi:10.1016 / j.dnarep.2014.01.003. PMID  24559511.
  18. ^ Mahjabeen I, Kayani MA (2016). „Ztráta exprese genů potlačujících mitochondriální nádory je spojena s nepříznivými klinickými následky u karcinomu dlaždicových buněk hlavy a krku: data z retrospektivní studie“. PLOS ONE. 11 (1): e0146948. Bibcode:2016PLoSO..1146948M. doi:10.1371 / journal.pone.0146948. PMC  4718451. PMID  26785117.
  19. ^ Kohno Y, Yamamoto H, Hirahashi M, Kumagae Y, Nakamura M, Oki E, Oda Y (červen 2016). "Snížená exprese MUTYH, MTH1 a OGG1 a mutace TP53 v adenokarcinomu difúzního typu žaludeční kardie". Lidská patologie. 52: 145–152. doi:10.1016 / j.humpath.2016.01.006. PMID  26980051.
  20. ^ Jiang Z, Hu J, Li X, Jiang Y, Zhou W, Lu D (prosinec 2006). "Expresní analýzy 27 genů pro opravu DNA v astrocytomu pomocí pole TaqMan s nízkou hustotou". Neurovědy Dopisy. 409 (2): 112–117. doi:10.1016 / j.neulet.2006.09.038. PMID  17034947.
  21. ^ A b Kubo N, Morita M, Nakashima Y, Kitao H, Egashira A, Saeki H, Oki E, Kakeji Y, Oda Y, Maehara Y (duben 2014). „Oxidační poškození DNA u lidské rakoviny jícnu: klinicko-patologická analýza 8-hydroxydeoxyguanosinu a jeho opravného enzymu“. Nemoci jícnu. 27 (3): 285–293. doi:10,1111 / bod 12,107. hdl:2324/1441070. PMID  23902537.
  22. ^ Gao T, Joyce BT, Liu L, Zheng Y, Dai Q, Zhang Z, Zhang W, Shrubsole MJ, Tao MH, Schwartz J, Baccarelli A, Hou L (2016). „Methylace DNA genů pro oxidační stres a riziko rakoviny ve studii normativního stárnutí“. American Journal of Cancer Research. 6 (2): 553–561. PMC  4859680. PMID  27186424.
  23. ^ Paz-Elizur T, Krupsky M, Blumenstein S, Elinger D, Schechtman E, Livneh Z (září 2003). „Oprava DNA pro oxidační poškození a riziko rakoviny plic“. Journal of the National Cancer Institute. 95 (17): 1312–1319. doi:10.1093 / jnci / djg033. PMID  12953085.
  24. ^ Paz-Elizur T, Ben-Yosef R, Elinger D, Vexler A, Krupsky M, Berrebi A, Shani A, Schechtman E, Freedman L, Livneh Z (prosinec 2006). „Snížená oprava oxidačního poškození 8-oxoguaninu DNA a riziko rakoviny hlavy a krku“. Výzkum rakoviny. 66 (24): 11683–11689. doi:10.1158 / 0008-5472.CAN-06-2294. PMID  17178863.
  25. ^ Marsin S, Vidal AE, Sossou M, Ménissier-de Murcia J, Le Page F, Boiteux S, de Murcia G, Radicella JP (listopad 2003). „Role XRCC1 v koordinaci a stimulaci opravy poškození oxidační DNA iniciované DNA glykosylázou hOGG1“. The Journal of Biological Chemistry. 278 (45): 44068–44074. doi:10,1074 / jbc.M306160200. PMID  12933815.
  26. ^ Dantzer F, Luna L, Bjørås M, Seeberg E (červen 2002). „Lidský OGG1 prochází fosforylací serinu a asociuje se s jadernou matricí a mitotickým chromatinem in vivo“. Výzkum nukleových kyselin. 30 (11): 2349–2357. doi:10.1093 / nar / 30.11.2349. PMC  117190. PMID  12034821.
  27. ^ Osorio A, Milne RL, Kuchenbaecker K, Vaclová T, Pita G, Alonso R, et al. (Duben 2014). „DNA glykosylázy zapojené do opravy excize báze mohou být spojeny s rizikem rakoviny u nosičů mutací BRCA1 a BRCA2“. Genetika PLOS. 10 (4): e1004256. doi:10.1371 / journal.pgen.1004256. PMC  3974638. PMID  24698998.

Další čtení

externí odkazy

Tento článek včlení text od public domain Pfam a InterPro: IPR012904