La uracilo ADN glicosilasa monofuncional selectiva de cadena simple es una enzima que en humanos está codificada por el gen SMUG1 . [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] SMUG1 es una glicosilasa que elimina el uracilo del ADN de cadena simple y doble en la cromatina nuclear, contribuyendo así a la reparación por escisión de bases . [ 6 ]
Función
SMUG1 es una importante glicosilasa de uracilo-ADN que procesa el uracilo en el ADN. La función de SMUG1 es eliminar el U o sus derivados del ADN. SMUG1 es capaz de escindir el uracilo tanto del ADN de cadena simple como del de doble cadena. [ 7 ] Otras glicosilasas de ADN relacionadas con la eliminación de U son UNG , TDG y MBD4 . [ 8 ] La reparación del uracilo-ADN es esencial para proteger contra las mutaciones. La evidencia actual sugiere que UNG y SMUG1 son las principales enzimas responsables de la reparación de los apareamientos erróneos U:G. [ 7 ] [ 9 ] [ 10 ] El uracilo también se introduce en el ADN como parte de la diversificación de genes de anticuerpos y su eliminación es fundamental para dicha diversificación. Se sabe que UNG es el principal actor en la eliminación de uracilo, pero cuando se agota, SMUG1 puede proporcionar un respaldo a UNG en el proceso de diversificación de anticuerpos. [ 11 ] [ 12 ]
Además del uracilo, SMUG1 elimina varios productos de oxidación de pirimidina. [ 13 ] y tiene una función específica para eliminar el producto de oxidación de timina 5-hidroximetil uracilo del ADN. [ 14 ]
Papel en el cáncer
Los bajos niveles de transcripción de SMUG1 pueden afectar la reparación del ADN y, por lo tanto, aumentar la tasa de mutación, potenciar la inestabilidad cromosómica y promover la selección de clones más malignos con comportamiento agresivo. Se ha demostrado que la pérdida de SMUG1 aumenta la predisposición al cáncer en estudios con ratones. [ 15 ] Además, se ha demostrado que los bajos niveles de transcripción de SMUG1 están potencialmente correlacionados con una baja supervivencia y vinculados a un fenotipo agresivo en el cáncer de mama. [ 16 ] La baja expresión de SMUG1 también se asocia con BRCA1, ATM y XRCC1, lo que implica inestabilidad genómica en tumores con bajos niveles de SMUG1. [ 16 ] Un estudio preclínico ha demostrado que la depleción de SMUG1 produce sensibilidad a la quimioterapia con 5-FU. [ 17 ]
Sin embargo, los niveles bajos de SMUG1 en el cáncer gástrico mostraron el resultado opuesto, promoviendo la supervivencia del cáncer y la resistencia a la terapia. Una posible explicación es que en el cáncer gástrico la inflamación es el motor de la carcinogénesis y las bajas concentraciones de SMUG1 pueden ser beneficiosas para reparar el daño oxidativo basal (comúnmente observado en un entorno inflamatorio). Por lo tanto, SMUG1 podría tener funciones complejas en la carcinogénesis y actuar de manera diferente según el tipo de cáncer y sus propiedades. [ 18 ]
Función en la respuesta a los fármacos
El 5-fluorouracilo (5-FU) es un fármaco ampliamente utilizado en el tratamiento de diversos cánceres comunes que causa daño al ADN mediante dos mecanismos. Se cree que el FU mata las células inhibiendo la timidilato sintasa y privando a las células de TTP durante la replicación del ADN, lo que conduce a la introducción de uracilo en el ADN y provoca la fragmentación del ADN recién sintetizado. Además, el 5-FU se incorpora directamente al ADN. Es probable que UNG y SMUG1 aborden la incorporación genómica de uracilo y 5-FU durante la replicación. Investigaciones recientes sugieren que la expresión de SMUG1, pero no la de UNG, se correlaciona con un aumento de la sensibilidad al 5-FU. Se ha sugerido que SMUG1 podría utilizarse como biomarcador predictivo de la respuesta al fármaco y como mecanismo de resistencia adquirida en ciertos tipos de tumores. [ 17 ] [ 19 ]
La glicosilasa SMUG1 es una enzima clave para la reparación de lesiones generadas durante el daño oxidativo de las bases. La investigación de la expresión de SMUG1 en cánceres gástricos mostró que la sobreexpresión de SMUG1 se correlacionaba con una menor supervivencia de los pacientes. En el cáncer gástrico, la inflamación es el motor de la carcinogénesis. Por lo tanto, una posible explicación es que las células cancerosas están bajo un estrés oxidativo considerable en comparación con las células normales, y la desregulación de SMUG1 es esencial para la reparación del daño oxidativo de las bases y la supervivencia de las células cancerosas. [ 18 ] En este caso, la elevación de SMUG1 en lugar de su disminución puede utilizarse potencialmente como un biomarcador de supervivencia.
Interacciones
Se ha demostrado que SMUG1 interactúa con RBPMS [ 20 ] y con DKC1 . [ 21 ]
Mapa interactivo de la ruta
Haz clic en genes, proteínas y metabolitos a continuación para acceder a los artículos correspondientes. [ § 1 ]
- ↑ El mapa interactivo de la ruta metabólica se puede editar en WikiPathways: "FluoropyrimidineActivity_WP1601" .
Véase también
Referencias
- 1 2 3 GRCm38: Versión 89 de Ensembl: ENSMUSG00000036061 – Ensembl , mayo de 2017
- ↑ "Referencia humana de PubMed:" . Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
- ↑ "Referencia de PubMed sobre el ratón:" . Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE . UU .
- ↑ Haushalter KA, Todd Stukenberg MW, Kirschner MW, Verdine GL (febrero de 1999). "Identificación de una nueva familia de uracilo-ADN glicosilasa mediante clonación de expresión utilizando inhibidores sintéticos" . Current Biology . 9 (4): 174– 85. Bibcode : 1999CBio....9..174H . doi : 10.1016/S0960-9822(99)80087-6 . PMID 10074426. S2CID 13930983 .
- ↑ Boorstein RJ, Cummings A, Marenstein DR, Chan MK, Ma Y, Neubert TA, Brown SM, Teebor GW (noviembre de 2001). "Identificación definitiva de la actividad de la N-glicosilasa del ADN 5-hidroximetiluracilo de mamíferos como SMUG1" . The Journal of Biological Chemistry . 276 (45): 41991–7 . doi : 10.1074/jbc.M106953200 . PMID 11526119 .
- 1 2 "Entrez Gene: SMUG1 uracilo-ADN glicosilasa 1 monofuncional selectiva de cadena simple" .
- 1 2 Kavli B, Sundheim O, Akbari M, Otterlei M, Nilsen H, Skorpen F, Aas PA, Hagen L, Krokan HE, Slupphaug G (octubre de 2002). "hUNG2 es la principal enzima de reparación para la eliminación de uracilo de coincidencias U:A, desajustes U:G y U en ADN monocatenario, con hSMUG1 como respaldo de amplia especificidad" . The Journal of Biological Chemistry . 277 (42): 39926–36 . doi : 10.1074/jbc.M207107200 . PMID 12161446 .
- ↑ Krokan HE, Drabløs F, Slupphaug G (diciembre de 2002). "Uracilo en el ADN: ocurrencia, consecuencias y reparación". Oncogene . 21 (58): 8935–48 . doi : 10.1038/sj.onc.1205996 . PMID 12483510 .
- ^ Nilsen H, Rosewell I, Robins P, Skjelbred CF, Andersen S, Slupphaug G, Daly G, Krokan HE, Lindahl T, Barnes DE, Nilsen H, Rosewell I, Robins P, Skjelbred CF, Andersen S, Slupphaug G, Daly G, Krokan HE, Lindahl T, Barnes DE (junio de 2000). "Los ratones con deficiencia de uracilo-ADN glicosilasa (UNG) revelan una función principal de la enzima durante la replicación del ADN" . Célula molecular . 5 (6): 1059– 65. doi : 10.1016/S1097-2765(00)80271-3 . PMID 10912000 .
- ↑ Kavli B, Andersen S, Otterlei M, Liabakk NB, Imai K, Fischer A, Durandy A, Krokan HE, Slupphaug G (junio de 2005). "Las células B de pacientes hiper-IgM portadores de mutaciones UNG carecen de la capacidad de eliminar el uracilo del ADN monocatenario y tienen un uracilo genómico elevado" . The Journal of Experimental Medicine . 201 (12): 2011–21 . doi : 10.1084/jem.20050042 . PMC 2212036. PMID 15967827 .
- ↑ Di Noia J, Neuberger MS (septiembre de 2002). "Alteración de la vía de hipermutación de inmunoglobulinas mediante la inhibición de la uracilo-ADN glicosilasa". Nature . 419 ( 6902): 43– 8. Bibcode : 2002Natur.419...43D . doi : 10.1038/nature00981 . PMID 12214226. S2CID 4390343 .
- ↑ Rada C, Di Noia JM, Neuberger MS, Rada C, Di Noia JM, Neuberger MS (octubre de 2004). "El reconocimiento de desajustes y la escisión de uracilo proporcionan vías complementarias tanto para el cambio de Ig como para la fase centrada en A/T de la mutación somática" . Molecular Cell . 16 (2): 163–71 . doi : 10.1016/j.molcel.2004.10.011 . PMID 15494304 .
- ↑ Masaoka A, Matsubara M, Hasegawa R, Tanaka T, Kurisu S, Terato H, Ohyama Y, Karino N, Matsuda A, Ide H (mayo de 2003). "5-formiluracilo-ADN glicosilasa de mamíferos. 2. Papel de la uracilo-ADN glicosilasa SMUG1 en la reparación de 5-formiluracilo y otras lesiones de bases oxidadas y desaminadas". Biochemistry . 42 (17): 5003–12 . doi : 10.1021/bi0273213 . PMID 12718543 .
- ↑ Boorstein RJ, Cummings A, Marenstein DR, Chan MK, Ma Y, Neubert TA, Brown SM, Teebor GW (noviembre de 2001). "Identificación definitiva de la actividad de la N-glicosilasa del ADN 5-hidroximetiluracilo de mamíferos como SMUG1" . The Journal of Biological Chemistry . 276 (45): 41991–7 . doi : 10.1074/jbc.M106953200 . PMID 11526119 .
- ↑ Kemmerich K, Dingler FA, Rada C, Neuberger MS (julio de 2012). "La ablación de la línea germinal de la ADN glicosilasa SMUG1 causa la pérdida de las actividades de escisión de uracilo de respaldo de 5-hidroximetiluracilo y UNG y aumenta la predisposición al cáncer de ratones Ung-/-Msh2-/-" . Nucleic Acids Research . 40 (13): 6016–25 . doi : 10.1093 / nar/gks259 . PMC 3401444. PMID 22447450 .
- 1 2 Abdel-Fatah TM, Albarakati N, Bowell L, Agarwal D, Moseley P, Hawkes C, Ball G, Chan S, Ellis IO, Madhusudan S (diciembre de 2013). "La deficiencia de la uracilo-ADN glicosilasa monofuncional selectiva de cadena simple (SMUG1) está relacionada con el cáncer de mama agresivo y predice la respuesta a la terapia adyuvante" ( PDF) . Breast Cancer Research and Treatment . 142 (3): 515– 27. doi : 10.1007/s10549-013-2769-6 . PMID 24253812. S2CID 36397609 .
- 1 2 An Q, Robins P, Lindahl T, Barnes DE (febrero de 2007). "El 5-fluorouracilo incorporado al ADN es escindido por la ADN glicosilasa Smug1 para reducir la citotoxicidad del fármaco". Cancer Research . 67 (3): 940– 5. doi : 10.1158/0008-5472.CAN-06-2960 . PMID 17283124 .
- 1 2 Abdel-Fatah T, Arora A, Gorguc I, Abbotts R, Beebeejaun S, Storr S, Mohan V, Hawkes C, Soomro I, Lobo DN, Parsons SL, Madhusudan S (junio de 2013). "¿Son los factores de reparación del ADN biomarcadores prometedores para la terapia personalizada en el cáncer gástrico?" (PDF) . Antioxidants & Redox Signaling . 18 (18): 2392–8 . doi : 10.1089/ars.2012.4873 . PMID 22894650 .
- ↑ Nagaria P, Svilar D, Brown AR, Wang XH, Sobol RW, Wyatt MD (2013-03-01). "SMUG1 pero no la ADN glicosilasa UNG contribuye a la respuesta celular a la recuperación del estrés de replicación inducido por 5-fluorouracilo" . Mutation Research . SI: Reparación del ADN e inestabilidad genética. 743–744 : 26–32 . Bibcode : 2013MRFMM.743...26N . doi : 10.1016/j.mrfmmm.2012.12.001 . PMC 3616158. PMID 23253900 .
- ^ 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. Bibcode : 2005Natur.437.1173R . doi : 10.1038/nature04209 . PMID 16189514 . S2CID 4427026 .
- ↑ Jobert L, Skjeldam HK, Dalhus B, Galashevskaya A, Vågbø CB, Bjørås M, Nilsen H (enero de 2013). "La enzima humana de reparación por escisión de bases SMUG1 interactúa directamente con DKC1 y contribuye al control de calidad del ARN" . Molecular Cell . 49 (2): 339–45 . doi : 10.1016/j.molcel.2012.11.010 . PMID 23246433 .
Lecturas adicionales
- Maruyama K, Sugano S (enero de 1994). "Oligo-capping: un método simple para reemplazar la estructura de capuchón de los ARNm eucariotas con oligorribonucleótidos". Gene . 138 ( 1–2 ): 171–4 . doi : 10.1016/0378-1119(94)90802-8 . PMID 8125298 .
- Suzuki Y, Yoshitomo-Nakagawa K, Maruyama K, Suyama A, Sugano S (octubre de 1997). "Construcción y caracterización de una biblioteca de ADNc enriquecida en longitud completa y en el extremo 5'". Gene . 200 ( 1–2 ): 149–56 . doi : 10.1016/S0378-1119(97)00411-3 . PMID 9373149 .
- Kavli B, Sundheim O, Akbari M, Otterlei M, Nilsen H, Skorpen F, Aas PA, Hagen L, Krokan HE, Slupphaug G (octubre de 2002). "hUNG2 es la principal enzima de reparación para la eliminación de uracilo de coincidencias U:A, desajustes U:G y U en ADN monocatenario, con hSMUG1 como respaldo de amplia especificidad" . The Journal of Biological Chemistry . 277 (42): 39926–36 . doi : 10.1074/jbc.M207107200 . PMID 12161446 .
- Masaoka A, Matsubara M, Hasegawa R, Tanaka T, Kurisu S, Terato H, Ohyama Y, Karino N, Matsuda A, Ide H (mayo de 2003). "5-formiluracilo-ADN glicosilasa de mamíferos. 2. Papel de la uracilo-ADN glicosilasa SMUG1 en la reparación de 5-formiluracilo y otras lesiones de bases oxidadas y desaminadas". Biochemistry . 42 (17): 5003–12 . doi : 10.1021/bi0273213 . PMID 12718543 .
- Wibley JE, Waters TR, Haushalter K, Verdine GL, Pearl LH (junio de 2003). "Estructura y especificidad de la uracilo-ADN glicosilasa SMUG1 antimutadora de vertebrados" . Molecular Cell . 11 (6): 1647– 59. doi : 10.1016/S1097-2765(03)00235-1 . PMID 12820976 .
- Matsubara M, Tanaka T, Terato H, Ohmae E, Izumi S, Katayanagi K, Ide H (2004). "Análisis mutacional del mecanismo catalítico y de reconocimiento de daño de la ADN glicosilasa SMUG1 humana" . Nucleic Acids Research . 32 (17): 5291– 302. doi : 10.1093/nar/ gkh859 . PMC 521670. PMID 15466595 .
- Schröfelbauer B, Yu Q, Zeitlin SG, Landau NR (septiembre de 2005). "El Vpr del virus de la inmunodeficiencia humana tipo 1 induce la degradación de las uracilo-ADN glicosilasas UNG y SMUG" . Journal of Virology . 79 (17): 10978–87 . doi : 10.1128/JVI.79.17.10978-10987.2005 . PMC 1193627. PMID 16103149 .
- 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. Bibcode : 2005Natur.437.1173R . doi : 10.1038/nature04209 . PMID 16189514 . S2CID 4427026 .
- Di Noia JM, Rada C, Neuberger MS (febrero de 2006). "SMUG1 es capaz de escindir uracilo de los genes de inmunoglobulina: perspectivas sobre mutación versus reparación" . The EMBO Journal . 25 (3): 585– 95. doi : 10.1038/sj.emboj.7600939 . PMC 1383525. PMID 16407970 .
- 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" . BMC Cancer . 6 : 243. doi : 10.1186/1471-2407-6-243 . PMC 1624846. PMID 17029639 .
- Matsubara M, Tanaka T, Terato H, Ide H (2005). "Mecanismo de acción de la uracilo-ADN glicosilasa SMUG1 humana". Nucleic Acids Symposium Series . 49 (49): 295– 6. doi : 10.1093/nass/49.1.295 . PMID 17150750 .
- Pettersen HS, Sundheim O, Gilljam KM, Slupphaug G, Krokan HE, Kavli B (2007). "Las glicosilasas de uracilo-ADN SMUG1 y UNG2 coordinan los pasos iniciales de la reparación por escisión de bases mediante mecanismos distintos" . Nucleic Acids Research . 35 (12): 3879–92 . doi : 10.1093/nar/gkm372 . PMC 1919486. PMID 17537817 .
- genes humanos
