Preskočiť na obsah

2,6-Diaminopurín

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
2,6-Diaminopurín
2,6-Diaminopurín
2,6-Diaminopurín
Všeobecné vlastnosti
Sumárny vzorec C5H6N6
Synonymá 2,6-DAP, 2-aminoadenín
Fyzikálne vlastnosti
Molárna hmotnosť 150,145 g/mol
Ďalšie informácie
Číslo CAS 1904-98-9
Pokiaľ je to možné a bežné, používame jednotky sústavy SI.
Ak nie je hore uvedené inak, údaje sú za normálnych podmienok.

2,6-Diaminopurín[1] (občas i 2,6-DAP alebo 2-aminoadenín) je zlúčenina, ktorá sa kedysi používala na liečenie leukémie.[2] Niekedy sa nachádza ako báza v genetickom materiále niektorých bakteriofágov namiesto adenínu (A), kde sa označuje písmenom Z.[3]

V auguste 2011 bola publikovaná správa založená na štúdii NASA ohľadne meteoritov na Zemi, ktorá tvrdí, že 2,6-diaminopurín a príbuzné organické molekuly, ako i komponenty DNA a RNA adenín a guanín, mohli vzniknúť extraterestriálne vo vesmíre.[4][5][6]

Vo vírusoch

[upraviť | upraviť zdroj]
Bližšie informácie v hlavnom článku: Analóg nukleovej kyseliny
DiampurineT DNA base pair

Kyanofág S-2L (Siphoviridae) používa 2,6-diaminopurín namiesto adenínu.[7] Báza 2,6-diaminopurín (Z) tvorí perfektný pár s tymínom (T), keďže je identická adenínu (A), ale má aminoskupinu na pozícii 2, vďaka čomu tvorí tri vodíkové väzby s tymínom. Tým sa zbavuje hlavného rozdielu medzi dvoma typmi párov báz (slabými A-T a silnými C-G). Táto zvýšená stabilita ovplyvňuje interakcie s proteínmi, ktoré závisia na týchto rozdieloch.

Štyri štúdie publikované v apríli 2021 bližšie popisujú použitie a tvorbu Z bázy. Je známe, že:[8]

  • Fág S-2L sa vyhýba zabudovávaniu adenínu do svojho genómu vďaka hydrolýze dATP (enzým DatZ)[9]
  • Báza Z je tvorená dráhou, ktorej sa účastní DUF550 (MazZ) a PurZ v S-2L a Vibrio fágovi PhiVC8[10]
  • PrimPol/AEP DNA polymeráza zodpovedná za zabudovávanie bázy Z sa nachádza v tom istom klastre génov, ako predchádzajúce tri zmienené gény[11]
  • Podľa prítomnosti vyššie uvedeného klastru je báza Z celkom rozšírená v Siphoviridae a Podoviridae[12]

V auguste 2021 bolo preukázané, že DatZ, MazZ a PurZ sú dostatočné na náhradu niektorých prípadov bázy A bázou Z v bakteriálnom genóme E. coli. Expresia tohto systému je pre bunku toxická. Takisto bola určená štruktúra MazZ (subtyp 2) a PurZ, čím sa ukázalo možné spojenie medzi PurZ a archeálnymi verziami PurA.[13]

Biosyntéza

[upraviť | upraviť zdroj]

2-Aminoadenín vzniká v dvoch krokoch. Enzým MazZ (homológ MazG, EC 3.6.1.8) katalyzuje prvý krok:[10]

dGTP + H2O → dGMP + PPi

Enzým PurZ (homológ PurA, EC. 6.3.4.4) potom katalyzuje druhý krok:[10]

(d)ATP + dGMP + L-aspartát → (d)ADP + Pi + 2-aminodeoxyadenylosukcinát (dSMP)

dSMP, ktoré vzniká touto reakciou, sa následne spracováva enzýmami hostiteľa analogicky k adenylosukcinátu, čím vzniká dZTP.

V bunkovom živote

[upraviť | upraviť zdroj]

2,6-DAP sa používal na liečbu leukémie od roku 1951.[14] Je známe, že zastavuje bunkový cyklus myších leukemických buniek.[15] Rakovinové bunky sa stávajú rezistentné na 2,6-DAP, pretože strácajú adenínfosforibozyltransferázovú (APRT) aktivitu,[16] čo platí i pre E. coli.[17]

Deriváty 2,6-DAP sú in vitro antivirotiká užitočné voči vírusu Aujeszkyho chorobe, čo je ekonomicky významné ochorenie hospodárskych zvierat.[18] Táto báza je vo voľnej podobe schopná opraviť nonsens mutácie UGA inhibíciou FTSJ1, pretože zvyšuje šancu, že sa stop kodón vyhodnotí ako kodón pre aminokyselinu.[19]

Bioinžinierstvo

[upraviť | upraviť zdroj]

V bioinžinierstve vykazujú anti-miRNA oligonukleotidy (konkrétne serinolová nukleová kyselina, SNA) so zabudovanou bázou Z namiesto A silnejšiu väzbu na RNA.[20]

2,6-DAP sa používa podobne ako iné annalógy nukleových kyselín na skúmanie štruktúry a mechanizmov enzýmov.[21]

Referencie

[upraviť | upraviť zdroj]
  1. ↑ SZOLCSÁNYI, Peter. Nukleozidy | Chémia heterocyklických zlúčenín [online]. [Cit. 2022-01-27]. Dostupné online. Archivované 2022-01-27 z originálu.
  2. ↑ George H. Hitchings [online]. nobelprize.org. Dostupné online.
  3. ↑ Some viruses thwart bacterial defenses with a unique genetic alphabet [online]. 5 May 2021. Dostupné online.
  4. ↑ Carbonaceous meteorites contain a wide range of extraterrestrial nucleobases. Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), 11 August 2011, s. 13995–13998. DOI: 10.1073/pnas.1106493108. PMID 21836052.
  5. ↑ STEIGERWALD, John. NASA Researchers: DNA Building Blocks Can Be Made in Space [online]. NASA, 8 August 2011, [cit. 2011-08-10]. Dostupné online. Archivované 2015-06-23 z originálu.
  6. ↑ ScienceDaily Staff. DNA Building Blocks Can Be Made in Space, NASA Evidence Suggests [online]. ScienceDaily, 9 August 2011, [cit. 2011-08-09]. Dostupné online.
  7. ↑ Kirnos MD, Khudyakov IY, Alexandrushkina NI, Vanyushin BF. 2-aminoadenine is an adenine substituting for a base in S-2L cyanophage DNA. Nature. 1977 Nov 24;270(5635):369–70.
  8. ↑ Jacinta Bowler: Some Viruses Have a Completely Different Genome to The Rest of Life on Earth
  9. ↑ How cyanophage S-2L rejects adenine and incorporates 2-aminoadenine to saturate hydrogen bonding in its DNA. Nature Communications, 2021-04-23, s. 2420. ISSN 2041-1723. DOI: 10.1038/s41467-021-22626-x. PMID 33893297. (po anglicky)
  10. ↑ a b c A third purine biosynthetic pathway encoded by aminoadenine-based viral DNA genomes. Science, 30 April 2021, s. 516–520. DOI: 10.1126/science.abe6494. PMID 33926955.
  11. ↑ Noncanonical DNA polymerization by aminoadenine-based siphoviruses. Science, 30 April 2021, s. 520–524. DOI: 10.1126/science.abe6542. PMID 33926956.
  12. ↑ A widespread pathway for substitution of adenine by diaminopurine in phage genomes. Science, 30 April 2021, s. 512–516. Dostupné online. DOI: 10.1126/science.abe4882. PMID 33926954.
  13. ↑ Characterization of a triad of genes in cyanophage S-2L sufficient to replace adenine by 2-aminoadenine in bacterial DNA. Nature Communications, 2021-08-05, s. 4710. ISSN 2041-1723. DOI: 10.1038/s41467-021-25064-x. PMID 34354070. (po anglicky)
  14. ↑ The effects of the folic acid antagonists and 2,6-diaminopurine on neoplastic disease, with special reference to acute leukemia.. Cancer, May 1951, s. 549–69. DOI: 10.1002/1097-0142(195105)4:3<549::aid-cncr2820040308>3.0.co;2-j. PMID 14839611.
  15. ↑ Metabolic activation of 2,6-diaminopurine and 2,6-diaminopurine-2'-deoxyriboside to antitumor agents.. Advances in Enzyme Regulation, 1989, s. 125–44. DOI: 10.1016/0065-2571(89)90068-x. PMID 2624171.
  16. ↑ Chromosome instability contributes to loss of heterozygosity in mice lacking p53.. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 20 June 2000, s. 7405–10. DOI: 10.1073/pnas.97.13.7405. PMID 10861008.
  17. ↑ [Mutations of resistance to 2,6-diaminopurine and 6-methylpurine that affect adenine phosphoribosyltransferase in Escherichia coli K-12].. Genetika, 1977, s. 1821–30. PMID 348574.
  18. ↑ Antiviral activities of 2,6-diaminopurine-based acyclic nucleoside phosphonates against herpesviruses: In vitro study results with pseudorabies virus (PrV, SuHV-1).. Veterinary Microbiology, 29 February 2016, s. 84–93. DOI: 10.1016/j.vetmic.2016.01.010. PMID 26854349.
  19. ↑ 2,6-Diaminopurine as a highly potent corrector of UGA nonsense mutations.. Nature Communications, 20 March 2020, s. 1509. DOI: 10.1038/s41467-020-15140-z. PMID 32198346.
  20. ↑ Introduction of 2,6-Diaminopurines into Serinol Nucleic Acid Improves Anti-miRNA Performance.. ChemBioChem, 5 October 2017, s. 1917–1922. DOI: 10.1002/cbic.201700272. PMID 28748559.
  21. ↑ The use of diaminopurine to investigate structural properties of nucleic acids and molecular recognition between ligands and DNA. Nucleic Acids Research, 1 October 1998, s. 4309–4314. DOI: 10.1093/nar/26.19.4309. PMID 9742229.

Zdroj

[upraviť | upraviť zdroj]

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku 2,6-Diaminopurine na anglickej Wikipédii.

Zdroj: „https://sk.wikipedia.org/w/index.php?title=2,6-Diaminopurín&oldid=7685593“