O6甲基鸟嘌呤DNA甲基转移酶的研究进展.doc

文档介绍：O6甲基鸟嘌呤DNA甲基转移酶的研究进展
作者:朱凌冬蔡景龙远里

【关键词】 O6甲基鸟嘌呤DNA甲基转移酶 MGMT DNA 修复酶肿瘤
0 引言
O6甲基鸟嘌呤DNA甲基转移酶(O6methylguanineDNA methyltransferase, MGMT)是一种高效的DNA直接修复酶,能修复DNA序列中的6氧甲基鸟嘌呤( O6methylguanine, O6mG)损伤,是人类细胞中迄今发现的唯一一种修复该损伤的甲基转移酶。
1 MGMT概述
基因结构人类MGMT(hMGMT)基因定位于10q26,全长170 kb,含5个外显子,4个内含子。其启动子富含GC序列,缺乏TATA盒和CAAT盒。已确定的顺式作用元件有CpG岛中6个Spl位点、2个糖皮质激素反应元件(GRE)、AP1和AP2元件等。
基因多态性 MGMT有基因多态性现象。Imai等发现在MGMT基因外显子5第160位密码子处GGA→AGA,甘氨酸转换为精氨酸(G160R), 15%的日本人存在这种多态性,高加索和美国人群中均未发现该多态性。Deng等发现一种人类MGMT基因的错义多态性,发生在外显子5第143位密码子,ATC→GTC,异亮氨酸转换为撷氨酸(1 143V)。
蛋白质结构 hMGMT为单肽结构,含207个氨基酸残基,相对分子量为23 000,有13个保守氨基酸。在已知所有的MGMT中,均存在
“Pro144Cys145His146Arg147(PHCR)”的基本结构,形成活力中心的一部分。 Cys145是最关键的氨基酸,它的SH直接参与转甲基作用,与甲基结合后形成S烷基半胱氨酸。His146、Arg147促进Cys145巯基离子的产生,有利于Cys145甲基结合,维持活力中心。 6氧甲基嘌呤DNA甲基转移酶(Adac)的晶体结构已经弄清,但人们对hMGMT的三维结构尚不明了。
生物学功能烷化剂能使DNA分子鸟嘌呤O6位发生烷基化。因为O6mG在复制过程中与T配对,导致DNA中G:C配对转换为A:T配对,并且O6鸟嘌呤加合物可与相对的胞嘧啶残基发生交联而封闭DNA复制,这是导致突变形成肿瘤的重要步骤。MGMT能将O6鸟嘌呤加合物从DNA上移除,可在突变发生以前中和这种损伤作用[1]。MGMT将鸟嘌呤O6的烷基转移到其活性部位的半胱氨酸残基上,形成S烷基半胱氨酸,使DNA恢复原貌。因其活力部位的Cys145与底物上甲基结合后就失去了活力,发生不可逆失活,因此MGMT被称为一种自杀蛋白。hMGMT主要转移O6mG上的甲基,对其他甲基化的碱基如O6乙基嘌呤、O6丁基嘌呤、O4甲基胸腺嘧啶的转移活力及转移效率均较低[2]。
基因的表达与调控 MGMT的表达在正常细胞中和在肿瘤细胞中都有很大差异。MGMT在不同的组织细胞内分布不同,绝大部分存在于胞浆内,DNA损伤后胞核内的含量才会增加[3]。hMGMT在细胞浆内合成,在细胞核发挥作用,hMGMT如何转运到细胞核,以及如何滞留在细胞核内发挥作用,尚不清楚。
有实验证据表明,DNA 损伤是诱导MGMT表达的重要细胞信号。Takahashi等报道,二甲基