Deaminácia

Deaminácia je reakcia, pri ktorej dochádza k odstráneniu aminoskupiny z molekuly. Enzýmy, ktoré katalyzujú túto reakciu, sa nazývajú deaminázy.

U ľudí prebieha deaminácia hlavne v pečeni, môže však prebiehať i v obličkách. Pri nadbytku príjmu bielkovín sa deaminácia využíva na rozklad aminokyselín pre zisk energie. Aminoskupina sa odstráni z aminokyseliny a premení sa na amónium. Zvyšok aminokyseliny, ktorý sa skladá hlavne z uhlíka a vodíka, sa recykluje alebo oxiduje na zisk energie. Amoniak je pre ľudí toxický a enzýmy ho premieňajú na močovinu alebo kyselinu močovú pridaním molekúl oxidu uhličitého (čo sa nepokladá za deaminačný proces) v močovinovom cykle, ktorý takisto prebieha v pečeni. Močovina a kyselina močová sa potom môžu bezpečne uvoľniť do krvi a odtiaľ sa môže vylúčiť močom.

Deaminačné reakcie v DNA

Existuje niekoľko spôsobov, ktorými môže dôjsť k deaminácii báz v DNA vrátane hydrolýzy za fyziologických podmienok, pôsobením deamináz alebo pôsobením genotoxínov, napríklad oxidu dusnatého.

Cytozín

Deaminácia cytozínu na uracil.

Spontánna deaminácia je hydrolyzačnou reakciou cytozínu, pri ktorej sa mení na uracil, pri čom sa uvoľňuje amoniak. In vitro prebieha táto reakcia v prítomnosti hydrogensiričitanu, ktorý deaminuje cytozín, ale nie 5-metylcytozín. Vďaka tomu bolo možné sekvenovať metylovanú DNA a bolo možné rozlíšiť nemetylovaný cytozín (ktorý sa premenil na uracil) a metylovaný cytozín (ktorý sa nezmenil).

V DNA je spontánna deaminácia opravovaná odstránením uracilu (produktu deaminácie cytozínu; ktorý sa v DNA nevyskytuje) uracil-DNA glykozylázou, čím vzniká miesto bez bázy (AP miesto). Toto miesto je následne rozpoznávané enzýmami (AP endonukleázami), ktoré štiepia fosfodiesterovú väzbu v DNA, čím sa umožní oprava poruchy výmenou za ďalší cytozín. DNA polymeráza môže takisto vykonať túto opravu pomocou tzv. nick translation, teda terminálneho výstrihu vďaka jej 5'⟶3' exonukleázovej aktivity a následnej opravy doplnením vďaka jej polymerázovej aktivite. DNA ligáza následne vytvorí fosfodiesterovú väzbu, čím vznikne produkt so správnou bázou (cytozínom).

5-metylcytozín

Spontánnaou deamináciou 5-metylcytozínu vzniká tymín a amoniak. Toto je najbežnejšia mutácia jediného nukleotidu. Ak sa táto chyba objaví ešte pred príchodom replikačnej vidličky, môže byť opravená enzýmom tymín-DNA glykozylázou, ktorá odstraňuje nesúladiaci tymín v páre G-T. Tým vzniká miesto bez bázy, ktoré následne opravia AP endonukláza a polymeráza, podobne ako u uracil-DNA glykozylázy.

Deaminácia cytozínu zvyšuje počet mutácií z C na T

Známym dôsledkom metylácie cytozínu je zvýšenie počtu tranzičných mutácii z C na T kvôli deaminácii. Deaminácia cytozínu môže zmeniť mnoho regulačných funkcií genómu. Umlčané transpozóny sa môžu stať znovu transkripčne aktívne kvôli strate CPG miest. Transpozóny by mohli byť zodpovedné za zrýchlenie mechanizmu tvorby enhancerov, pretože poskytujú extra DNA, ktorá je kompatibilná s transkripčnými faktormi hostiteľa, ktoré nakoniec majú dopad na mutácie z C na T.

Guanín

Deamináciou guanínu vzniká xantín. Xantín sa však tiež páruje s cytozínom.

Adenín

Deamináciou adenínu vzniká hypoxantín. Hypoxantín sa selektívne páruje s cytozínom namiesto tymínu, analogicky ako imínový tautomér adenínu. Tým vzniká poreplikačná tranzičná mutácia, kde sa A-T pár nahradí za G-C pár.

Pozri aj

• Hofmannova eliminácia

Zdroj

Chemický portál

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Deamination na anglickej Wikipédii.