MutYによるOG:A病変のミスペアの検出は、単一のHis残基と8-オキソグアニンの2-アミノ基に依存しています

Detection of OG:A lesion mispairs by MutY relies on a single His residue and the 2-amino group of 8-oxoguanine.

• Andrea Lee
• Chandrima Majumdar
• Scott D Kathe
• Robert P Van Ostrand
• Holly R Vickery
• April M Averill
• Shane R Nelson
• Amelia H Manlove
• Morgan A McCord
• Sheila S David

抄録

MutYグリコシラーゼは、酸化的に損傷した病変部である8-oxo-7,8-dihydroguanine (OG)の反対側に誤って取り込まれたアデニンを除去し、塩基切除修復を開始し、GからTへのトランスバージョン変異を防ぐ。修復を成功させるためには、非常に豊富で構造的に類似した損傷を受けていないDNA塩基対の中でOG:AのミスペアをMutYが認識することが必要である。ここでは、我々は、一分子蛍光顕微鏡とin vitroおよび細菌の細胞修復アッセイの組み合わせを使用して、C末端ドメインのヒスチジン残基とOG塩基の2-アミノ基の両方がOG:AサイトのMutY検出に不可欠であることを実証する。これらの研究は、MutY病変検出の欠損と不完全な細胞修復とを直接結びつけた最初の研究である。これらの結果は、ヒトMutY（MUTYH）変異体の病変検出の欠陥が、MUTYH関連ポリポーシスとして知られる早期発症大腸癌の予測因子であることを示唆している。さらに、修復のためのこれらの特異的な分子決定因子を明らかにすることで、新たなMUTYH特異的ながん治療法を構想することが可能になると考えられます。

MutY glycosylase excises adenines misincorporated opposite the oxidatively damaged lesion, 8-oxo-7,8-dihydroguanine (OG), to initiate base excision repair and prevent G to T transversion mutations. Successful repair requires MutY recognition of the OG:A mispair amidst highly abundant and structurally similar undamaged DNA base pairs. Herein we use a combination of in vitro and bacterial cell repair assays with single molecule fluorescence microscopy to demonstrate that both a C-terminal domain histidine residue and the 2-amino group of OG base are critical for MutY detection of OG:A sites. These studies are the first to directly link deficiencies in MutY lesion detection with incomplete cellular repair. These results suggest that defects in lesion detection of human MutY (MUTYH) variants may prove predictive of early onset colorectal cancer known an MUTYH-associated polyposis. Furthermore, unveiling these specific molecular determinants for repair makes it possible to envision new MUTYH-specific cancer therapies.