5-カルボキシルシトシン
5-カルボキシルシトシン
名前
推奨IUPAC名
4-アミノ-2-オキソ-1,2-ジヒドロピリミジン-5-カルボン酸
その他の名前
  • シトシン-5-カルボン酸
  • 5caC
識別子
  • 3650-93-9
3Dモデル（JSmol）
  • インタラクティブ画像
チェビ
  • チェビ:76793
ケムスパイダー
  • 69639
ECHA 情報カード 100.020.810
EC番号
  • 222-890-1
ケッグ
  • C20769
  • 77213
ユニイ
  • 760CU98B9K
  • DTXSID70190003
  • InChI=1S/C5H5N3O3/c6-3-2(4(9)10)1-7-5(11)8-3/h1H,(H,9,10)(H3,6,7,8,11)
    キー: BLQMCTXZEMGOJM-UHFFFAOYSA-N
  • C1=NC(=O)NC(=C1C(=O)O)N
プロパティ
C 5 H 5 N 3 O 3
モル質量 155.113  g·mol −1
危険
労働安全衛生（OHS/OSH）：
主な危険
 刺激物
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）における材料のものです。
化合物

5-カルボキシルシトシン（5caC ）は、シトシンから誘導される修飾核酸塩基であり、活性DNA脱メチル化過程における中間体として重要な役割を果たします。5-メチルシトシン（5mC）から5-ヒドロキシメチルシトシン（5hmC）および5-ホルミルシトシン（5fC）を経て、TETファミリーのジオキシゲナーゼによって酸化されて生成されます。[1] 5caCは、この経路における最終的な酸化状態を表し、その後、末端デオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼ（TdT）またはチミンDNAグリコシラーゼ（TDG）による塩基除去修復によって、塩基が除去され、未修飾のシトシンに置換されます。[2]

発見

5-カルボキシルシトシンは、 5-ホルミルシトシン（5fC）とともに、 5-メチルシトシン（5mC）および5-ヒドロキシメチルシトシン（5hmC）に作用するTET酵素によって生成される酸化生成物として同定されました。2011年頃に発表された研究では、TET酵素が5mCを繰り返し酸化し、最初に5hmC、次に5fC、そして最終的に5caCへと導くことが実証されました。[1] [3]その後、研究者らは、マウス胚性幹細胞および様々なマウス臓器のゲノムDNA中に、非常に低濃度ではあるものの、5fCと5caCの両方が存在することを確認し、これらが内因性DNA修飾であることを確立しました。[4]

構造と特性

5-カルボキシルシトシンは、ピリミジン環のC5位にカルボキシル基（-COOH）が結合していることを除けば、シトシンと構造的に同一である。カルボキシル基は電子吸引性であり、化学的性質（水素結合の弱化）および生物学的認識（塩基対安定性の低下）の点で、シトシン、5mC、および5hmCとは大きく異なる。[5]生理的pHでは、カルボキシル基（ap K a約2.1）は通常イオン化（-COO −）され、N3位のap K aは約4.2である。[5]

意義

5caCの主な意義は、活性DNA脱メチル化における重要な中間体としての役割にあります。TET-TDG-BER経路を介したメチル化マークの除去を促進することで、5caCはDNAメチル化パターンの動的な制御に寄与し、これはエピジェネティック制御に極めて重要です。しかしながら、最近の研究では、5caCが一時停止の増加、バックトラッキング、RNAPIIの忠実度の低下など、独自の機能的意義を有する可能性が示唆されています。[6] [7]

参照

参考文献

  1. ^ ab 伊藤 真介; シェン リー; ダイ チン; ウー スーザン C.; コリンズ レナード B.; スウェンバーグ ジェームズ A.; ヘ チュアン; チャン イー (2011-09-02). 「Tetタンパク質は5-メチルシトシンを5-ホルミルシトシンと5-カルボキシルシトシンに変換できる」. Science . 333 (6047): 1300– 1303. Bibcode :2011Sci...333.1300I. doi :10.1126/science.1210597. ISSN  1095-9203. PMC 3495246.  PMID 21778364  .
  2. ^ 張、梁;ルー・シンギュ。ルー・ジュンヤン。梁、海華。ダイ、清。徐、郭梁。ルオ、チェン。江、華良。彼、チュアン (2012-02-12)。 「チミン DNA グリコシラーゼは 5-カルボキシルシトシン修飾 DNA を特異的に認識します。」自然のケミカルバイオロジー。8 (4): 328–330。土井:10.1038/nchembio.914。ISSN  1552-4469。PMC 3307914。PMID  22327402。 
  3. ^ 彼、ユーフェイ;李斌忠；李、鄭。劉、鵬。王、楊。唐、清宇。丁、建平。ジア、インイン。チェン、チャンチェン。リー、リン。サン、ヤン。李秀雪。ダイ、清。ソン・チュンシャオ。張、康陵 (2011-09-02)。 「哺乳類 DNA における Tet を介した 5-カルボキシルシトシンの形成と TDG によるその切除」。科学。333 (6047): 1303–1307。Bibcode :2011Sci...333.1303H。土井：10.1126/science.1210944。PMC 3462231。PMID  21817016。 
  4. ^ 井上あずさ; シェン・リー; ダイ・チン; ヘ・チュアン; チャン・イー (2011年12月). 「マウス着床前発生における5fCおよび5caCの生成および複製依存的希釈」. Cell Research . 21 (12): 1670–1676 . doi :10.1038/cr.2011.189. ISSN  1748-7838. PMC 3357997. PMID 22124233  . 
  5. ^ ab Dai, Qing; Sanstead, Paul J.; Peng, Chunte Sam; Han, Dali; He, Chuan; Tokmakoff, Andrei (2016-02-19). 「5-フォルミルシトシンと5-カルボキシルシトシンによるN3水素結合の弱化は、それらの塩基対形成安定性を低下させる」ACS Chemical Biology . 11 (2): 470– 477. doi :10.1021/acschembio.5b00762. ISSN  1554-8937. PMC 4782585. PMID 26641274  . 
  6. ^ Kellinger, Matthew W.; Song, Chun-Xiao; Chong, Jenny; Lu, Xing-Yu; He, Chuan; Wang, Dong (2012年8月). 「5-ホルミルシトシンと5-カルボキシルシトシンはRNAポリメラーゼII転写の速度と基質特異性を低下させる」Nature Structural & Molecular Biology 19 ( 8): 831– 833. doi :10.1038/nsmb.2346. ISSN  1545-9985. PMC 3414690. PMID  22820989 . 
  7. ^ "5-カルボキシルシトシン（5caC）". EpiGenie | エピジェネティクス、幹細胞、合成生物学ニュース. 2025年4月24日閲覧。
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