Uracil-DNA glycosylase: Structural, thermodynamic and kinetic aspects of lesion search and

recognition.

Zharkov DO , MechetinG V, Nevinsky GA.

Introducción.

Nucleótidos

Gasto metabólico

Desaminación espontánea

DNA glucosilasa uracil N-glucosilasa

Elimina los uracilos del DNA.

Reparación por escisión (sustituidos por C).

Función durante la replicación.

dUTP intermediario dela síntesis de dTTP.

DNA de nueva síntesis con U (sustituido por T).

DNA fragmentado (fragmentos de Okasaki)

Reparación por escisión de bases

Base dañada

Hidrolisis

Eliminación (endonucleasa).

Reparación (DNA

polimerasa y ligasa)

Los desoxirribonucleótidos Poseen la misma estructura que

los nucleótidos. Una base nitrogenada (un

compuesto cíclico con átomos de nitrógeno)

Un grupo fosfato Una pentosa (monosacárido de

cinco carbonos), en este caso la desoxirribosa.

La diferencia entre un ribonucleótido y un desoxirribonucleótido?

desoxirribosa

ribosa

Susceptible a hidrólisis

DNA glucosilasa uracil N-glucosilasa

Desaminación de citosina e

incorporación de dUTP.

Búsqueda y

reconocimiento de la

UNG.

Como encontrar las

lesiones?

Estructural

Termodinámica

CinéticaHidrólisis de enlace N-glucosídico de desoxiuridina en ADN.

Aspectos estructurales

Cuatro hojas-β entre dos

pares de α-hélice.

Surco con carga positiva.

Unión sustrato del ADN

Bolsillo para la unión del

uracilo.

Cambio conformacional

Después de la escisión de U

Complejo deReconocimiento Temprano No Específico.

(Thd)

Complejo de reconocimiento tardío. Específico

Estudios termodinámicos y cinéticos. Dependencia de la afinidad de

hUNG por ADN simple o doble.

Análisis de aditividad de unión ADN-enzima.

La energía de enlace es aditiva con respecto a la longitud de los oligo-desoxirribonucleótidos (ODN).

hUNG posee solo un sitio de unión especifico para uracilo.

Con

trib

ució

n d

e u

n c

on

tacto

.

Ligando

Misma cantidad de energía de enlace.

pi

Estudios termodinámicos y cinéticos. Análisis de afinidad de la

enzima. 1.46 (C units) 1.65 (T units) 1.82 (G units) 1.92 (A units)

Facto

r d

e a

fin

idad

(f)

pi

Búsqueda y reconocimiento de lesiones. Búsqueda: En la mayoría de

los casos un proceso sin guía de aproximación al blanco.

Unidimensional La enzima no debe disociarse

del ADN después de la escisión de base y hacer muescas en el filamento.

Eventos de asociación-disociación.

Reconocimiento: Identificación positiva y unión a la molécula blanco.

Eversión de bases

Conclusiones. La UNG se une al azar con gran afinidad a cualquier DNA

(interacciones con el esqueleto). Escanea por difusión unidimensional con eversión parcial

de la base. Contactos no específicos con DNA fuera de la base

muestreada mantienen a la enzima en ese lugar pero no impiden la translocación de difusión dirigida a lo largo del DNA.

Después de sondear un corto tramo de DNA se puede disociar.

Si encuentra un Uracilo, lo introduce a la bolsa existe un cambio conformacional para ajustar el complejo enzima-sustrato.

Bibliografía. D.O. Zharkov, et al., Uracil-DNA glycosylase:

Structural, thermodynamic and kinetic aspects of lesion search and recognition, Mutat. Res.: Fundam. Mol. Mech. Mutagen. (2009), doi:10.1016/j.mrfmmm.2009.10.017