Тема 4. ДНК метилтрансфераза млекопитающих.

ДНК метилтрансферазы это группа ферментов, которая катализирует перенос метильной группы с кофактора
(лиганда)на опреленный атоме определенного основания ДНК. При этом учитывается, что метилируемое основание
на сайте ДНК с определенной последовательностью.

1.Поиск в Uniprot:

Что бы найти информацию о ДНК метилтрансферазе человека мы вводим в поиск название белка dna methyltransferase (name:"dna methyltransferase") в организме Homo sapiens (Human) [9606] (organism:"Homo sapiens (Human) [9606]") с названием гена dnmt**(gene:dnmt**), исключая слово "trna" в названии белка (NOT name:trna). Объединяя все это вместе получаем окончательный запрос name:"dna methyltransferase" gene:dnmt** NOT name:trna AND organism:"Homo sapiens (Human) [9606]". Таким способом отсеиваются все лишние запросы, которые так же включают белки, которые очень похожи на нужный нам фермент. Поиск выдал 4 результата. В Таблица Uniprot можно узнать подробнее о выданных поиском белках.

2.Поиск в PDB:

Для поиска информации в PDB вводим такой запрос Molecule Name Search for : dna methyltransferase and TAXONOMY is Homo sapiens (human). Поиск выдал 27 результатов.Более подробную информацию можно узнать в Таблице PDB

3.Поиск в PubMed:

Запрос, который мы вводим в строку поиска(dna methyltransferase[Title]) AND human[Title]. Количество запросов: 317. Подробную информацию о статьях можно посмотреть в Таблице Pubmed

Вопросы:

1.Какие азотистые основания метилируют?

ДНК-метилтрансферазы у млекопитающих метилируют азотистое основание в позиции С5 цистеин в составе ДНК, с образованием 5-метилцитозина и S-аденозилгомоцистеина. У других организмов может так же метилироваться основание в позиции N4.

2.Какие кофакторы нужны для активности?

Основным кофакторам ДНК-метилтрансферазы является S-аденозил-L-гомоцистеин ( но возможно что и метилкобаламин, метилметионин). Метилкобаламин в своем составе имеет металл Со.

3.Сколько структур ДНК метилтрансфераз млекопитающих? Каких ДНК метилтрансфераз?

У млекопитающий обнаружено несколько семейств ДНК-метилтрансфераз: DNMT1, DNMT2 (TRDMT1 - метилирует tRNA, так что для нас не представляет интереса), DNMT3a и DNMT3b. По мимо этого, есть белок(DNMT3L (DNMT3-like)), который по своему строению схож с семейством DNMT3, но не может проявлять метилтрансферазной активности.

Семейство DNMT1:

Основная активность заключается в метилировании полуметилированных сайтов CpG. Молекула ДНК-метилтрансферазы DNMT1 значительно больше прокариотического фермента за счёт наличия N-концевого регуляторного участка. Предполагают, что ген dnmt1 образовался путем слияния гена прокариотической ДНК-метилазы с одним или двумя генамы ДНК-связывающих белков.Фермент локализуется в областях репликации ДНК в течение S-фазы клеточного цикла, а после её завершения диффундирует в нуклеоплазму. Кроме того, фермент можеть иметь несколько изоформ:соматический DNMT1, промежуточный вариант (DNMT1b) и изоформа, характерная для ооцитов (DNMT1o).Фермент может проявлять аномальную метилирующую активность, в частности, метилируя CpG-пары в области петли одноцепочечной ДНК, уже содержащей метилированные сайты CpG.

Семейство Семейство DNMT3:

Ферменты DNMT3a и DNMT3b содержат 908 и 859 аминокислотных остатков.DNMT3a активнее метилирует сайты CpG, чем CpA, CpT, и CpC. DNMT3a метилирует сайты CpG намного медленнее, чем DNMT1, но быстрее, чем DNMT3b.

DNMT3L:

DNMT3L содержит DNA-метилтрансферазный мотив и является необходимым для эффекта материнского геномного импринтинга, оставаясь при этом каталитически неактивным (вследствие отсутствия некоторых ключевых участков, необходимых для осуществления катализа). DNMT3L экспрессируется при гаметогенезе, когда и происходит геномный импринтинг.Также, этот белок может принимать участие в репрессии транскриции.
Интересным фактом является то, что все белки семейства DNMT3 могут метилировать как полуметилированные, так и неметилированные основания. В этом заключается их первейшее предназначение.