APOBEC3B-proteiinin sytosiinideaminaatio -ominaisuuksista

 Apobec3 proteiineista löytyy myös opetusvideo   hakusana "Apobec3, Cancer"

https://www.youtube.com/watch?v=PgTxhUKqwmc

A3B

Havaintoja APOBEC3B:n pituudesta ja sijainnista riippuvasta deaminaatioaktiviteetista

REFERENCE   1  (residues 1 to 357)
  AUTHORS   Wan L, Nagata T, Morishita R, Takaori-Kondo A and Katahira M.
  TITLE     Observation by Real-Time NMR and Interpretation of Length- and
            Location-Dependent Deamination Activity of APOBEC3B
  JOURNAL   ACS Chem. Biol. 12 (11), 2704-2708 (2017)
   PUBMED   28952713
  REMARK    GeneRIF: This study found that A3B C-terminal domain shows higher
            activity toward its target sequence in short ssDNA and efficiently
            deaminates a target seq

LÄHDE: 
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28952713/

ACS Chem Biol. 2017 Nov 17;12(11):2704-2708. doi: 10.1021/acschembio.7b00662. Epub 2017 Oct 3. Observation by Real-Time NMR and Interpretation of Length- and Location-Dependent Deamination Activity of APOBEC3B. Wan L¹, Nagata T¹, Morishita R², Takaori-Kondo A³, Katahira M¹ Abstract

(SUOMENNOSTA) Ihmisen A3B ( Abobec3B) poistaa sytosiinista aminoryhmän eli deaminoi sytosiinin urasiiliksi ja tämä reaktio tapahtuu ihmisen syöpien yksinkertaisissa DNA-säikeissä (ssDNA). A3B-proteiinin aminoryhmää poistava aktiivisuus johtuu sen karboksyylipäädyssä (C-terminaalissa) sijaitsevasta domeenista (CTD). Kuitenkin on vain vähän tietoa siitä, miten se etsii DNA-säikeessä olevan kohdejakson ja deaminoi sen. Tämän artikkelin tutkimus selvittelee näitä deaminaatio-ominaisuuksia.

Tutkijat havaitsivat, että Apobec3B -C-terminaalidomeeni näytti olevan aktiivisuudeltaan hanakampi kohdesekvensin deaminoija lyhyessä yksittäisessä DNA-säikeessä ja tehokkaampi deaminoija niissä kohdesekvensseissä, jotka sijaitsivat lähellä ssDNA:n keskusta. Nämä ominaisuudet olivat aika paljon erilaisempia kuin Apobec3G:n runsaista tutkimuksista saadut havainnot olivat osoittaneet, nimittäin A3G osoitti enemmän aktiivisuutta pitkää yksittäistä DNA-säiettä ja 5´-päädyn lähellä sijaitsevaa sekvenssiä kohtaan. A3B CTD -päätydomeenin ainutlaatuiset ominaisuudet voidaan loogisesti tulkita niinkin, että sitouduttuaan epäspesifisesti yksittäiseen DNA-säikeeseen, A3B liukuu vain suhteellisen lyhyen matkan ja sillä on taipumus dissosioitua (irrota) yksittäisestä DNAsäikeestä jo ennen kuin se on tavoittanut kohdesekvenssin. 

Kuva yksinkertaistaa asian:
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acschembio.7b00662

 

• Human APOBEC3B (A3B) deaminates a cytosine into a uracil in single-stranded (ss) DNA, resulting in human cancers. A3B's deamination activity is conferred by its C-terminal domain (CTD). However, little is known about the mechanism by which target sequences are searched and deaminated. Here, we applied a real-time NMR method to elucidate the deamination properties.
• We found that A3B CTD shows higher activity toward its target sequence in short ssDNA and efficiently deaminates a target sequence located near the center of ssDNA. These properties are quite different from those of well-studied APOBEC3G, which shows higher activity toward its target sequence in long ssDNA and one located close to the 5'-end. The unique properties of the A3B CTD can be rationally interpreted by considering that after nonspecific binding to ssDNA, A3B slides only for a relatively short distance and tends to dissociate from the ssDNA before reaching the target sequence.
  
  
  

  VERTAILUA eri Apobec3 proteiinien keske

  LÄHDE:
  

  1. Enzyme cycling contributes to efficient induction of genome mutagenesis by the cytidine deaminase APOBEC3B. Adolph MB, et al. Nucleic Acids Res, 2017 Nov 16. PMID 28981865, Free PMC Article
      

  Yksittäisen DNA-säikeen sytidiinideaminaasi ( kuten ABOBEC3B, ABOBEC3H haplotyyppi 1 ja APOBEC3A) voi osaltaan vaikuttaa syöpää de-aminoimalla sytosiinia, koska siitä saattaa tulla promutageenistä urasiilia genomisen DNA:n puoellla. ( Huom: U ei ole normaalin DNA:n molekyyli ja sen takia kehossa on monta DNA:n sellaista korjausjärjestelmää, joka korjaa U:n pois tavalla tai toisella).

  Mainittujen deaminaasientsyymien pitää saada pääsy yksittäiselle DNA-säiikeelle DNA-replikaation tai transkription dynaamisen prosessin aikana. Mutta ei tunneta sitä entsymaattista mekanismia, joka tekee tämän aktiviteetin mahdolliseksi.

  Tässä tutkimuksessa kehitettiin metodi, jolla saatiin kokopitkää A3B- proteiinia ja se luonnehdittiin vertaamalla A3A ja A3H- proteiineihin substraateissa, jotka olivat relevantteja syöpämutageneesin kannalta.

  Tutkijat huomasivat että Apobec3 pystyi kiertelemään syklisesti DNA-substraattien välillä ja tämä kyky määräytyi siitä, pystyikö se deaminoimaan tehokkaasti replikaatiosta tuottunutta ssDNA:ta ja replikaatioproteiiniin (RPA) sitoutunutta ssDNA:ta.

  
  

  Apobec3-deaminaasiaktiivisuudella transkription aikana on entsyymikoon kannalta rajoituksensa, mikä asettaa estettä A3B- tetrameereille, mutta ei A3A-monomeereille eikä A3H-dimeereille. Saadut tiedot yhteenvetona tukevat sellaista mallia, missä ssDNA:lle pääsy on välttämättömyys , mutta tämä ei yksinään ole riittävä selitys Apobec3:n aiheuttamalle mutageenisyydelle soluissa, sillä kullekin entsyymille tyypillisistä biokemiallisista ominaisuuksista on myös omat riippuvuutensa. Tässä tutkimuksessa tunnistettuja biokemiallisia ominaisuuksia voidaan käyttää mitattaessa muiden Apobec-entsyymien genomissa ilmenevää mutageenista potentiaalia. 

  
  

  • The single-stranded DNA cytidine deaminases APOBEC3B, APOBEC3H haplotype I, and APOBEC3A can contribute to cancer through deamination of cytosine to form promutagenic uracil in genomic DNA. The enzymes must access single-stranded DNA during the dynamic processes of DNA replication or transcription, but the enzymatic mechanisms enabling this activity are not known. To study this, we developed a method to purify full length APOBEC3B and characterized it in comparison to APOBEC3A and APOBEC3H on substrates relevant to cancer mutagenesis. We found that the ability of an APOBEC3 to cycle between DNA substrates determined whether it was able to efficiently deaminate single-stranded DNA produced by replication and single-stranded DNA bound by replication protein A (RPA). APOBEC3 deaminase activity during transcription had a size limitation that inhibited APOBEC3B tetramers, but not APOBEC3A monomers or APOBEC3H dimers. Altogether, the data support a model in which the availability of single-stranded DNA is necessary, but alone not sufficient for APOBEC3-induced mutagenesis in cells because there is also a dependence on the inherent biochemical properties of the enzymes. The biochemical properties identified in this study can be used to measure the mutagenic potential of other APOBEC enzymes in the genome.

  
  Muistiin  26.5. 2018