NEIL1

Gen codificador de proteínas en humanos.

La endonucleasa VIII tipo 1 es una enzima que en humanos está codificada por el gen NEIL1 . ^{[5] [6]}

NEIL1 pertenece a una clase de ADN glicosilasas homólogas a la familia bacteriana Fpg/Nei. Estas glicosilasas inician el primer paso en la reparación por escisión de bases escindiendo bases dañadas por especies reactivas de oxígeno (ROS) e introduciendo una rotura de la cadena de ADN a través de la reacción de liasa asociada. ^[6]

Objetivos

NEIL1 reconoce (objetivos) y elimina ciertas bases dañadas por ROS y luego incide en el sitio abásico mediante eliminación β, δ, dejando extremos fosfato 3 'y 5'. NEIL1 reconoce pirimidinas oxidadas , formamidopirimidinas, residuos de timina oxidados en el grupo metilo y ambos estereoisómeros de timinglicol . ^[7] Los mejores sustratos para NEIL1 humano parecen ser las lesiones de hidantoína , guanidinohidantoína y espiroiminodihidantoína, que son otros productos de oxidación de 8-oxoG . NEIL1 también es capaz de eliminar lesiones del ADN monocatenario, así como de estructuras de ADN bifurcadas y de burbujas. Debido a que la expresión de NEIL1 depende del ciclo celular y a que actúa sobre estructuras bifurcadas de ADN e interactúa con PCNA y FEN-1 , se ha propuesto que NEIL1 funciona en la reparación del ADN asociada a la replicación.

Deficiencia en el cáncer

NEIL1 es uno de los genes de reparación del ADN con mayor frecuencia hipermetilado en el carcinoma de células escamosas de cabeza y cuello (HNSCC). ^[8] Cuando se evaluaron 160 genes de reparación del ADN humano para detectar metilación aberrante en tumores HNSCC, el 62 % de los tumores estaban hipermetilados en la región promotora NEIL1, lo que provocó que el ARN mensajero de NEIL1 y la proteína NEIL1 fueran reprimidos. Cuando se evaluaron 8 genes de reparación del ADN en tumores de cáncer de pulmón de células no pequeñas (CPCNP), ^[9] el 42 % estaban hipermetilados en la región promotora NEIL1. Esta fue la deficiencia de reparación del ADN más frecuente encontrada entre los 8 genes de reparación del ADN analizados. NEIL1 también fue uno de los seis genes de reparación del ADN que se encontraron hipermetilados en sus regiones promotoras en el cáncer colorrectal . ^[10]

Mientras que otros genes de reparación del ADN, como MGMT y MLH1 , a menudo se evalúan para determinar la represión epigenética en muchos tipos de cáncer, ^{[ cita necesaria ]} la deficiencia epigenética de NEIL1 generalmente no se evalúa, pero también podría ser importante en dichos cánceres.

El daño al ADN parece ser la principal causa subyacente del cáncer. ^[11] Si la reparación del ADN es deficiente, el daño del ADN tiende a acumularse. Tal daño excesivo en el ADN puede aumentar los errores mutacionales durante la replicación del ADN debido a la síntesis de translesiones propensa a errores . El exceso de daño en el ADN también puede aumentar las alteraciones epigenéticas debido a errores durante la reparación del ADN. ^{[12] [13]} Tales mutaciones y alteraciones epigenéticas pueden dar lugar a cáncer (ver neoplasias malignas ).

En el cáncer de colon, las mutaciones de la línea germinal en los genes de reparación del ADN causan sólo del 2 al 5% de los casos. ^[14] Sin embargo, la metilación de la región promotora de los genes de reparación del ADN (incluido NEIL1 ^[10] ) se asocia frecuentemente con cánceres de colon y puede ser un factor causal importante para estos cánceres. ^{[ cita necesaria ]}

Retención de memoria

NEIL1 promueve la retención de la memoria espacial a corto plazo . Los ratones que carecen de NEIL1 tienen problemas de retención de memoria en una prueba de laberinto de agua. ^[15]

Prevención de accidentes cerebrovasculares

NEIL1 también protege contra la disfunción cerebral y la muerte inducidas por un accidente cerebrovascular isquémico en ratones. ^[15] La deficiencia de NEIL1 causa daño cerebral y un resultado funcionalmente defectuoso en un modelo de accidente cerebrovascular en ratón.

Ver también

• NEIL2
• NEIL3
• NTHL1
• OGG1

Referencias

1. GRCh38: Ensembl lanzamiento 89: ENSG00000140398 - Ensembl , mayo de 2017
2. GRCm38: Ensembl lanzamiento 89: ENSMUSG00000032298 - Ensembl , mayo de 2017
3. "Referencia humana de PubMed:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
4. "Referencia de PubMed del ratón:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
5. Hazra TK, Izumi T, Boldogh I, Imhoff B, Kow YW, Jaruga P, Dizdaroglu M, Mitra S (marzo de 2002). "Identificación y caracterización de una ADN glicosilasa humana para la reparación de bases modificadas en ADN dañado por oxidación". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 99 (6): 3523–8. doi : 10.1073/pnas.062053799 . PMC 122556 . PMID  11904416. 
6. "Entrez Gene: NEIL1 nei endonucleasa VIII tipo 1 (E. coli)".
7. Nemec AA, Wallace SS, Sweasy JB (octubre de 2010). "Proteínas reparadoras de escisión de bases variantes: contribuyentes a la inestabilidad genómica". Seminarios de Biología del Cáncer . 20 (5): 320–8. doi : 10.1016/j.semcancer.2010.10.010. PMC 3254599 . PMID  20955798. 
8. Chaisaingmongkol J, Popanda O, Warta R, Dyckhoff G, Herpel E, Geiselhart L, Claus R, Lasitschka F, Campos B, Oakes CC, Bermejo JL, Herold-Mende C, Plass C, Schmezer P (diciembre de 2012). "El análisis epigenético de genes de reparación del ADN humano identifica la metilación aberrante del promotor de NEIL1 en el carcinoma de células escamosas de cabeza y cuello". Oncogén . 31 (49): 5108–16. doi : 10.1038/onc.2011.660 . PMID  22286769.
9. Do H, Wong NC, Murone C, John T, Solomon B, Mitchell PL, Dobrovic A (2014). "Una reevaluación crítica de la metilación del promotor del gen de reparación del ADN en el carcinoma de pulmón de células no pequeñas". Informes científicos . 4 : 4186. Código Bib : 2014NatSR...4E4186D. doi : 10.1038/srep04186. PMC 3935198 . PMID  24569633. 
10. Farkas SA, Vymetalkova V, Vodickova L, Vodicka P, Nilsson TK (abril de 2014). "Cambios en la metilación del ADN en genes frecuentemente mutados en el cáncer colorrectal esporádico y en los genes de la vía de señalización de Wnt / β-catenina y de reparación del ADN". Epigenómica . 6 (2): 179–91. doi :10.2217/epi.14.7. PMID  24811787.
11. Kastan MB (2008). "Respuestas al daño del ADN: mecanismos y funciones en las enfermedades humanas: Conferencia del Premio en Memoria de GHA Clowes 2007". Mol. Res. Cáncer . 6 (4): 517–24. doi : 10.1158/1541-7786.MCR-08-0020 . PMID  18403632.
12. O'Hagan HM, Mohammad HP, Baylin SB (2008). "Las roturas de doble cadena pueden iniciar el silenciamiento de genes y el inicio de la metilación del ADN dependiente de SIRT1 en una isla CpG promotora exógena". PLOS Genética . 4 (8): e1000155. doi : 10.1371/journal.pgen.1000155 . PMC 2491723 . PMID  18704159. 
13. Cuozzo C, Porcellini A, Angrisano T, Morano A, Lee B, Di Pardo A, Messina S, Iuliano R, Fusco A, Santillo MR, Muller MT, Chiariotti L, Gottesman ME, Avvedimento EV (julio de 2007). "Daño del ADN, reparación dirigida por homología y metilación del ADN". PLOS Genética . 3 (7): e110. doi : 10.1371/journal.pgen.0030110 . PMC 1913100 . PMID  17616978. 
14. Jasperson KW, Tuohy TM, Neklason DW, Burt RW (junio de 2010). "Cáncer de colon hereditario y familiar". Gastroenterología . 138 (6): 2044–58. doi :10.1053/j.gastro.2010.01.054. PMC 3057468 . PMID  20420945. 
15. Canugovi C, Yoon JS, Feldman NH, Croteau DL, Mattson MP, Bohr VA (septiembre de 2012). "La endonucleasa VIII tipo 1 (NEIL1) promueve la retención de la memoria espacial a corto plazo y protege de la disfunción cerebral inducida por accidente cerebrovascular isquémico y la muerte en ratones". Proc. Nacional. Acad. Ciencia. EE.UU . 109 (37): 14948–53. Código bibliográfico : 2012PNAS..10914948C. doi : 10.1073/pnas.1204156109 . PMC 3443144 . PMID  22927410. 

Lectura adicional

• Takao M, Kanno S, Kobayashi K, Zhang QM, Yonei S, van der Horst GT, Yasui A (noviembre de 2002). "Una glicosilasa de respaldo en ratones knock-out para Nth1 es un homólogo funcional de Nei (endonucleasa VIII)". La Revista de Química Biológica . 277 (44): 42205–13. doi : 10.1074/jbc.M206884200 . PMID  12200441.
• Morland I, Rolseth V, Luna L, Rognes T, Bjørås M, Seeberg E (noviembre de 2002). "ADN glicosilasas humanas de la superfamilia bacteriana Fpg/MutM: una vía alternativa para la reparación de 8-oxoguanina y otros productos de oxidación en el ADN". Investigación de ácidos nucleicos . 30 (22): 4926–36. doi : 10.1093/nar/gkf618. PMC  137166 . PMID  12433996.
• Bandaru V, Sunkara S, Wallace SS, Bond JP (julio de 2002). "Una nueva ADN glicosilasa humana que elimina el daño oxidativo del ADN y es homóloga a la endonucleasa VIII de Escherichia coli". Reparación del ADN . 1 (7): 517–29. doi :10.1016/S1568-7864(02)00036-8. PMID  12509226.
• Dou H, Mitra S, Hazra TK (diciembre de 2003). "Reparación de bases oxidadas en estructuras de burbujas de ADN mediante glicosilasas de ADN humana NEIL1 y NEIL2". La Revista de Química Biológica . 278 (50): 49679–84. doi : 10.1074/jbc.M308658200 . PMID  14522990.
• Katafuchi A, Nakano T, Masaoka A, Terato H, Iwai S, Hanaoka F, Ide H (abril de 2004). "Especificidad diferencial de homólogos de endonucleasa III y VIII humana y de Escherichia coli para lesiones de bases oxidativas". La Revista de Química Biológica . 279 (14): 14464–71. doi : 10.1074/jbc.M400393200 . PMID  14734554.
• Bandaru V, Cooper W, Wallace SS, Doublié S (junio de 2004). "Sobreproducción, cristalización y análisis cristalográfico preliminar de una nueva enzima reparadora del ADN humano que reconoce el daño oxidativo del ADN". Acta Crystallographica Sección D. 60 (parte 6): 1142–4. doi :10.1107/S0907444904007929. PMID  15159582.
• Doublié S, Bandaru V, Bond JP, Wallace SS (julio de 2004). "La estructura cristalina de la endonucleasa humana tipo VIII 1 (NEIL1) revela un motivo de dedo sin zinc necesario para la actividad glicosilasa". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 101 (28): 10284–9. Código Bib : 2004PNAS..10110284D. doi : 10.1073/pnas.0402051101 . PMC  478564 . PMID  15232006.
• Wiederhold L, Leppard JB, Kedar P, Karimi-Busheri F, Rasouli-Nia A, Weinfeld M, Tomkinson AE, Izumi T, Prasad R, Wilson SH, Mitra S, Hazra TK (julio de 2004). "Reparación por escisión de bases de ADN independiente de endonucleasa AP en células humanas". Célula molecular . 15 (2): 209–20. doi : 10.1016/j.molcel.2004.06.003 . PMID  15260972.
• Shinmura K, Tao H, Goto M, Igarashi H, Taniguchi T, Maekawa M, Takezaki T, Sugimura H (diciembre de 2004). "Inactivación de mutaciones del gen de reparación por escisión de bases humanas NEIL1 en el cáncer gástrico". Carcinogénesis . 25 (12): 2311–7. doi : 10.1093/carcin/bgh267 . PMID  15319300.
• Mokkapati SK, Wiederhold L, Hazra TK, Mitra S (septiembre de 2004). "Estimulación de la actividad de la ADN glicosilasa de OGG1 por NEIL1: colaboración funcional entre dos ADN glicosilasas humanas". Bioquímica . 43 (36): 11596–604. doi :10.1021/bi049097i. PMID  15350146.
• Zhang QM, Yonekura S, Takao M, Yasui A, Sugiyama H, Yonei S (enero de 2005). "Las actividades de la ADN glicosilasa para los residuos de timina oxidados en el grupo metilo son funciones de las enzimas hNEIL1 y hNTH1 en las células humanas". Reparación del ADN . 4 (1): 71–9. doi :10.1016/j.dnarep.2004.08.002. PMID  15533839.
• Das A, Hazra TK, Boldogh I, Mitra S, Bhakat KK (octubre de 2005). "Inducción de la ADN glicosilasa NEIL1 específica de base oxidada humana por especies reactivas de oxígeno". La Revista de Química Biológica . 280 (42): 35272–80. doi : 10.1074/jbc.M505526200 . PMID  16118226.
• Rual JF, Venkatesan K, Hao T, Hirozane-Kishikawa T, Dricot A, Li N, Berriz GF, Gibbons FD, Dreze M, Ayivi-Guedehoussou N, Klitgord N, Simon C, Boxem M, Milstein S, Rosenberg J, Goldberg DS, Zhang LV, Wong SL, Franklin G, Li S, Albala JS, Lim J, Fraughton C, Llamosas E, Cevik S, Bex C, Lamesch P, Sikorski RS, Vandenhaute J, Zoghbi HY, Smolyar A, Bosak S, Sequerra R, Doucette-Stamm L, Cusick ME, Hill DE, Roth FP, Vidal M (octubre de 2005). "Hacia un mapa a escala de proteoma de la red de interacción proteína-proteína humana". Naturaleza . 437 (7062): 1173–8. Código Bib : 2005Natur.437.1173R. doi : 10.1038/naturaleza04209. PMID  16189514. S2CID  4427026.
• Ocampo-Hafalla MT, Altamirano A, Basu AK, Chan MK, Ocampo JE, Cummings A, Boorstein RJ, Cunningham RP, Teebor GW (abril de 2006). "La reparación de timina glicol por hNth1 y hNeil1 está modulada por emparejamiento de bases y epimerización cis-trans". Reparación del ADN . 5 (4): 444–54. doi :10.1016/j.dnarep.2005.12.004. PMID  16446124.
• Broderick P, Bagratuni T, Vijayakrishnan J, Lubbe S, Chandler I, Houlston RS (2006). "Evaluación de los genes NTHL1, NEIL1, NEIL2, MPG, TDG, UNG y SMUG1 en la predisposición familiar al cáncer colorrectal". Cáncer BMC . 6 : 243. doi : 10.1186/1471-2407-6-243 . PMC  1624846 . PMID  17029639.
• Katafuchi A, Matsubara M, Terato H, Iwai S, Hanaoka F, Ide H (2007). "Especificidad de daño de las ADN glicosilasas humanas por lesiones de pirimidina oxidativa". Serie de simposios sobre ácidos nucleicos . 48 (1): 175–6. doi : 10.1093/nass/48.1.175 . PMID  17150535.