ヒト細胞の損傷DNAからの5'末端デオキシリボースリン酸残基の酵素放出

APエンドヌクレアーゼによって以前に切開されたDNA虐待部位からの5'末端デオキシリボースリン酸残基の放出を触媒または促進する活性は、いくつかのヒト細胞株および子牛胸腺の可溶性抽出物で同定されています。このようなアプリニック/アピリミジン系部位からの塩基性糖リン酸残基の切除は、ギャップ充填と結紮により修復する前に義務的であると予想されます。最も効率的な切除機能は、大腸菌に見られるタンパク質に類似したDNAデオキシリボリンジエステラーゼによるものです。ヒト酵素は部分的に精製され、検出可能なエキソヌクレアーゼ活性から解放されています。このDNAデオキシリボホスホジエステラーゼは、約47 kDaの見かけの分子量を持つ加水分解酵素を必要とし、細胞核に位置しています。比較すると、主要な核5 '---- 3'エキソヌクレアーゼ、DNase IVは、遊離糖リン酸塩として5'末端デオキシリボース残基の放出を触媒することはできませんが、小さなオリゴヌクレオチドの一部として遅い速度でそれらを解放できます。ポリアミンおよび塩基性タンパク質によって促進されたベータ除去により、DNAからの5'末端デオキシリボースリン酸の非酵素除去は、酵素加水分解と比較して非常に遅い放出メカニズムです。DNAデオキシリボリンジエステラーゼは、哺乳類細胞のアプリニック/アピリミディン部位でのDNA修復中にAPエンドヌクレアーゼとDNAポリメラーゼの間の中間段階で作用すると結論付けていますが、デオキシリブースリン酸残基の切除のためにいくつかの代替ルートも存在します。

Activities that catalyze or promote the release of 5'-terminal deoxyribose phosphate residues from DNA abasic sites previously incised by an AP endonuclease have been identified in soluble extracts of several human cell lines and calf thymus. Such excision of base-free sugar phosphate residues from apurinic/apyrimidinic sites is expected to be obligatory prior to repair by gap filling and ligation. The most efficient excision function is due to a DNA deoxyribophosphodiesterase similar to the protein found in Escherichia coli. The human enzyme has been partially purified and freed from detectable exonuclease activity. This DNA deoxyribophosphodiesterase is a Mg(2+)-requiring hydrolytic enzyme with an apparent molecular mass of approximately 47 kDa and is located in the cell nucleus. By comparison, the major nuclear 5'----3' exonuclease, DNase IV, is unable to catalyze the release of 5'-terminal deoxyribose phosphate residues as free sugar phosphates but can liberate them at a slow rate as part of small oligonucleotides. Nonenzymatic removal of 5'-terminal deoxyribose phosphate from DNA by beta-elimination promoted by polyamines and basic proteins is a very slow mechanism of release compared to enzymatic hydrolysis. We conclude that a DNA deoxyribophosphodiesterase acts at an intermediate stage between an AP endonuclease and a DNA polymerase during DNA repair at apurinic/apyrimidinc sites in mammalian cells, but several alternative routes also exist for the excision of deoxyribose phosphate residues.