脱アミノ化とは分子からアミノ基を除去することです。[1]この反応を触媒する酵素はデアミナーゼと呼ばれます。
人体では、脱アミノ化は主に肝臓で起こりますが、腎臓でも起こります。タンパク質を過剰に摂取すると、脱アミノ化を利用してアミノ酸を分解しエネルギーを得ます。アミノ酸からアミノ基が除去され、アンモニアに変換されます。アミノ酸の残りの部分は主に炭素と水素で構成されており、エネルギーを得るためにリサイクルまたは酸化されます。アンモニアは人体にとって有毒であり、肝臓で行われる尿素回路において、酵素が二酸化炭素分子を加えて尿素または尿酸に変換します（これは脱アミノ化プロセスとはみなされません）。尿素と尿酸は安全に血液中に拡散し、尿として排泄されます。
DNAの脱アミノ化反応
シトシン
自発的脱アミノ化は、シトシンをウラシルに加水分解し、その過程でアンモニアを放出する反応です。これは、シトシンを脱アミノ化する一方で5-メチルシトシンを脱アミノ化しない亜硫酸水素塩を用いることでin vitroで起こり得ます。この特性により、研究者はメチル化DNAの配列を決定し、メチル化されていないシトシン（ウラシルとして表示）とメチル化されていないシトシン（変化していない）を区別することが可能になりました。
DNAでは、この自発的な脱アミノ化は、ウラシル DNA グリコシラーゼによってウラシル（シトシン脱アミノ化の産物であり、 DNA の一部ではない）が除去されることによって修正され、脱塩基（AP）部位が生成されます。結果として生じた脱塩基部位は、DNA 内のホスホジエステル結合を切断する酵素（AP エンドヌクレアーゼ）によって認識され、別のシトシンに置き換えることで、結果として生じた損傷を修復できます。 DNA ポリメラーゼは、ニックトランスレーション、5'→3' エキソヌクレアーゼ活性による末端除去反応、続いてポリメラーゼ活性によるフィルイン反応によってこの置換を実行します。次に、 DNA リガーゼがホスホジエステル結合を形成して、結果として生じたニックの入った二重鎖産物を密閉し、新しい正しいシトシンが含まれました（塩基除去修復）。
5-メチルシトシン
5-メチルシトシンの自発的な脱アミノ化は、チミンとアンモニアを生成します。これは最も一般的な一塩基変異です。DNAにおいて、この反応は複製フォークを通過する前に検出されれば、チミン-DNAグリコシラーゼという酵素によって修復されます。この酵素は、G/Tミスマッチのチミン塩基を除去します。その結果、脱塩基部位が形成されますが、これはウラシル-DNAグリコシラーゼと同様に、APエンドヌクレアーゼとポリメラーゼによって修復されます。[2]
シトシンの脱アミノ化はCからTへの変異を増加させる
シトシンメチル化の既知の結果として、脱アミノ化プロセスによるC-Tトランジション変異の増加が挙げられます。シトシンの脱アミノ化はゲノムの多くの調節機能を変化させる可能性があり、以前はサイレンシングされていた転移因子（TE）がCPG部位の喪失により転写活性を帯びる場合があります。[3] TEは、最終的にC-Tトランジション変異に影響を与える宿主転写因子と適合するDNAを余分に提供することで、エンハンサー生成メカニズムを加速させると考えられています。[3]
グアニン
グアニンの脱アミノ化によりキサンチンが形成される。しかし、キサンチンは依然としてシトシンと対を形成する。[4] [5]
アデニン
アデニンの脱アミノ化によりヒポキサンチンが形成される。ヒポキサンチンは、アデニンのイミン互変異性体と同様に、チミンではなくシトシンと選択的に塩基対を形成する。その結果、複製後遷移変異が生じ、元のAT塩基対がGC塩基対に変化する。
この機能を果たす追加のタンパク質
- アポベック1
- APOBEC3A-H、APOBEC3G - HIVに影響を与える
- 活性化誘導シチジンデアミナーゼ（AICDA）
- シチジンデアミナーゼ（CDA）
- dCMPデアミナーゼ（DCTD）
- AMPデアミナーゼ（AMPD1）
- tRNAに作用するアデノシンデアミナーゼ（ADAT）
- dsRNAに作用するアデノシンデアミナーゼ（ADAR）
- 二本鎖RNA特異的編集酵素1（ADARB1）
- モノヌクレオチドに作用するアデノシンデアミナーゼ（ADA）
- グアニンデアミナーゼ（GDA）
参照
参考文献
- ^ スミス、マイケル・B.、マーチ、ジェリー（2013年）、上級有機化学：反応、メカニズム、構造（第7版）、ニューヨーク：ワイリー・インターサイエンス、p.1547
- ^ Gallinari, P. (1996). 「ヒトG/Tミスマッチ特異的チミン-DNAグリコシラーゼのクローニングと発現」. Journal of Biological Chemistry . 271 (22): 12767–74 . doi : 10.1074/jbc.271.22.12767 . PMID 8662714.
- ^ ab Zhou, Wanding; Liang, Gangning; Molloy, Peter L.; Jones, Peter A. (2020年8月11日). 「DNAメチル化は転移因子駆動型ゲノム拡張を可能にする」. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 117 (32): 19359– 19366. Bibcode :2020PNAS..11719359Z. doi : 10.1073/pnas.1921719117 . ISSN 1091-6490. PMC 7431005. PMID 32719115 .
- ^ Tyagi, R. (2009). 遺伝学と進化を理解する：ディスカバリー出版社.
- ^ Herriott, RM (1966). 突然変異誘発. Cancer Research, 26(9 Part 1)
