Заключение диссертации по теме "Биологические науки -- Генетика -- Молекулярная генетика -- Молекулярные основы изменчивости -- Молекулярные механизмы мутаций -- Репарации повреждений ДНК", Жарков, Дмитрий Олегович
6. Выводы
1. Проведены структурно-функциональные исследования эндонуклеазы VIII (Nei) из Е. coli:
• Методом рентгеноструктурного анализа (РСА) определены пространственные структуры фермента дикого типа и его мутантных форм с заменами критически важных аминокислотных остатков Glu2 и Arg252 в свободном состоянии и в ковалентном комплексе с ДНК, имитирующем интермедиат реакции, катализируемой этой эндонуклеазой.
• Показано, что при связывании поврежденной ДНК некоторые консервативные мотивы фермента изменяют конформацию и подвижность, а отдельные домены белка изменяют пространственную ориентацию, что приводит к сборке активного центра фермента.
• Установлено, что аминокислотные остатки Lys52, Asnl68 и Arg252 фиксируют остов ДНК в активном центре фермента, остатки Gln69, Leu70 и Туг71 обеспечивают выворачивание поврежденного звена в активный центр, остатки Prol и Glu2 участвуют в нуклеофильной атаке и протонированиидезоксирибозного цикла в ходе катализа, остатки Arg 173 и Gln261 обеспечивают корректное позиционирование цинкового пальца, а остаток Arg212 образует связи с поврежденным основанием.
• Показано, что активный центр Nei обладает достаточной пластичностью для частичной компенсации структурных изменений, образующихся при замене критически важных аминокислотных остатков.
• Методом «остановленной струи» с регистрацией флуоресценции остатков триптофана установлено, что каталитический акт с участием Nei включает как минимум пять стадий, сопровождающихся конформационными изменениями фермента. Три из них обратимы и отражают связывание ДНК и взаимную подгонку структур фермента и ДНК до каталитически компетентной конформации, одна необратимая стадия соответствует образованию и разрыву ковалентных связей в ходе реакции, и последняя, обратимая стадия связана с высвобождением продукта реакции.
2. Проведены структурно-функциональные исследования форМамидопиримидин-ДНК-гликозилазы (Fpg) из Е. coli:
• Методом РСА определена пространственная структура фермента в ковалентном комплексе с ДНК, имитирующем интермедиат реакции.
• Методом молекулярной динамики проведено компьютерное моделирование взаимодействий неповрежденных и поврежденных азотистых оснований (гуанин, 8-оксогуанин, 8-оксоаденин, 4,6-диаминопиримидин-5-илформамид, 2,4-диамино-6-оксо-1,6-дигидропиримидин-5-илформамид) в активном центре фермента, определены взаимодействия, важные для субстратной специфичности фермента.
• Установлено, что аминокислотные остатки Lys56, Asnl68 и Arg258 фиксируют остов ДНК в активном центре фермента, остатки Met73, Argl08 и PhellO обеспечивают выворачивание поврежденного звена в активный центр, остатки Prol и Glu2 участвуют в нуклеофильной атаке и протонировании дезоксирибозного цикла в ходе катализа, остатки His89, Arg 108 и Arg 109 обеспечивают изгиб ДНК, а остаток Lys217 образует связи с поврежденным основанием.
• Показано, что связывание ферментом Fpg поврежденной ДНК при низких температурах определяется энтропийным компонентом и сопровождается значительной дегидратацией поверхности взаимодействия, а при приближении к физиологическим температурам возрастает вклад энтальпийного компонента.
• Методом «остановленной струи» с регистрацией флуоресценции остатков триптофана и 2-аминопуриновой метки в ДНК установлено, что каталитический акт с участием Fpg включает как минимум семь стадий, сопровождающихся конформационными изменениями фермента. Пять из них обратимы и отражают связывание ДНК и взаимную подгонку структур фермента и ДНК до каталитически компетентной конформации, одна необратимая стадия соответствует образованию и разрыву ковалентных связей в ходе реакции, и последняя, обратимая стадия связана с высвобождением продукта реакции. Сравнение структуры фермента и данных предстационарной кинетики с различными субстратами и мутантными формами фермента позволило отнести эти стадии к неспецифичному связыванию ДНК, внедрению в ДНК интеркалирующего остатка PhellO, выворачиванию поврежденного звена ДНК в активный центр фермента, внедрению в ДНК интеркалирующих остатков Met73 и Arg 108 и изомеризации активного центра фермента.
3. Открыты ДНК-гликозилазы высших эукариот, гомологичные белкам Fpg и Nei -NEIL1, NEIL2, NEIL3. Определен механизм действия фермента NEIL1, показана его роль в предохранении клеток млекопитающих от повреждения ДНК, вызываемого ионизирующей радиацией. Проведен сравнительный анализ последовательностей и пространственных структур Fpg, Nei и их известных гомологов. По результатам анализа выделена группа Fpg/Nei как отдельное структурное суперсемейство ДНК-гликозилаз, отличное от известных суперсемейств эндонуклеазы III (Nth) и урацил-ДНК-гликозилазы, определены консервативные мотивы, ответственные за активность и субстратную специфичность этих ферментов.
4. Проведено исследование субстратной специфичности Fpg и Nei из Е. coli, NEIL1 и 8-оксогуанин-ДНК-гликозилазы млекопитающих (OGG1).
• Показано, что в узнавании и превращении различных субстратов одним и тем же ферментом могут участвовать разные структурные элементы.
• Выделен мотив «головки считывания», важный для непрямого узнавания поврежденных оснований ДНК ферментами Fpg и Nei по вносимой ими в структуру ДНК нестабильности.
• Установлены и объяснены в рамках определенных структур ДНК-ферментных комплексов закономерности взаимодействия ферментов Fpg, OGG1 и NEIL1 с субстратами, содержащими кластерные повреждения.
5. Методом PC А установлена пространственная структура принадлежащего к суперсемейству Nth фермента эндонуклеазы V бактериофага Т4 в ковалентном комплексе с ДНК, имитирующем интермедиат реакции. На основании сравнения всех установленных структур ковалентных комплексов ДНК-гликозилаз и ДНК предложен механизм реакции Р-элиминации, катализируемой бифункциональными ДНК-гликозилазами суперсемейств Nth и Fpg/Nei.
6. Обнаружено ингибирование фермента OGG1 ионами Cd, которое может объяснять синергизм токсичности кадмия и окислительного стресса в клетках млекопитающих. Описано два пути ингибирования, один из которых связан с необратимой инактивацией фермента, а другой — с обратимым связываниемиона Cd2+ с ферментом или фермент-субстратным комплексом.
7. -Установлено, что цитоплазматическая фракция фермента OGG1 при мягком окислительном стрессе, вызванном голоданием, перераспределяется и преимущественно накапливается в клеточном ядре. Показано, что цитоплазматическая фракция OGG1, ДНК-гликозилазы NEIL2 и ДНК-полимеразы Р ассоциирована с микротрубочками.
5. Заключение
Настоящая работа представляет собой первое систематическое исследование, в результате которого был разработан комплексный подход к анализу активности и субстратной специфичности ключевых ферментов репарации — ДНК-гликозилаз, в целом применимый к любым ферментам. Подход объединяет исследование ферментов с помощью метода рентгеноструктурного анализа (РСА), компьютерное моделирование и сравнение физико-химических свойств аминокислотных остатков в группах белковых последовательностей для формирования представлений о возможных функциях отдельных аминокислотных остатков в данных белках, и сайт-направленный мутагенез, изучение термодинамики и кинетики взаимодействия ферментов с субстратами разной степени специфичности в стационарном и предстационарном режиме для экспериментальной проверки выдвинутых предположений. Использование такого подхода позволило изучить функции нескольких ДНК-гликозилаз бактериальной и эукариотической природы на уровнях от субмолекулярного до клеточного.
Методы структурного анализа высокого разрешения (РСА, ЯМР) в наши дни активно применяются не просто для установления структур белков, но и для исследования механизмов их функционирования, для чего необходимо определение структур белка в разных функциональных состояниях (например, комплексов фермента с разными типами субстратов, продуктов и ингибиторов) и определение структур близко родственных белков. В настоящей работе была впервые определена структура эндонуклеазы VIII из Е. coli (Nei) как в свободном виде, так и в комплексе с ДНК, структура формамидопиримидин-ДНК-гликозилазы из Е. coli (Fpg) в комплексе с ДНК и структура эндонуклеазы V бактериофага Т4 (DenV) в ковалентном комплексе с ДНК. Таким образом была закончена структурная характеризация представителей всех главных семейств ДНК-гликозилаз. Наилучшим образом со структурной точки зрения был охарактеризован белок Nei, что позволило выявить конформационные изменения, происходящие при связывании им ДНК. Было также выявлено важное свойство — пластичность его активного центра, частично компенсирующая замены критических аминокислотных остатков. В целом структуры Fpg и Nei обнаруживают новый тип укладки ДНК-связывающих белков, в котором решающая роль в связывании ДНК принадлежит немногочисленным гибким петлям, фиксированным на более жестких элементах структуры (ß-сэндвич, мотив «спираль—два поворота—спираль», цинковый палец), которые разнесены по двум доменам белка и могут собираться вместе при связывании субстрата. Это делает структурную организацию Fpg и Nei потенциально полезной для инженерии ДНК-зависимьгх ферментов с новыми субстратными специфичностями.
Комбинация структурных, вычислительных и биохимических методов позволила в настоящей работе предложить механизм узнавания поврежденных оснований ферментами Fpg и Nei, который, вполне вероятно, может функционировать также в других ДНК-гликозилазах и в ферментах других классов. Согласно этому механизму, узнавание поврежденного звена начинается с того, что фермент вносит искажение в конформацию ДНК; в структуре Fpg обнаружен «седловой мотив», который идеально подходит для этой роли. По-видимому, неповрежденная ДНК достаточно устойчива к такой деформации, а поврежденная менее стабильна и может изламываться в точке повреждения. Затем следуют несколько последовательных шагов, сопровождающихся конформационными изменениями фермент-субстратного комплекса, в ходе которых аминокислотные остатки фермента внедряются в ДНК, а поврежденное звено выворачивается в активный центр фермента. На каждой из этих стадий в принципе возможна дискриминация ферментом поврежденных и неповрежденных оснований с тем, чтобы максимально облегчить попадание в активный центр поврежденных оснований и максимально затруднить это для неповрежденных. Наконец, окончательное узнавание ферментом поврежденного основания в ДНК происходит при образовании в активном центре наборов контактов, причем, по-видимому, ДНК-гликозилазы с достаточно широкой субстратной специфичностью могут образовывать несколько разных наборов контактов, обеспечивающих эффективное вьпцепление разных оснований. Подобные многоступенчатые механизмы могут в принципе использоваться для предотвращения процессинга неправильных субстратов в случае, когда цена ошибки достаточно высока (например, сходные механизм селекции субстрата действуют у сериновых протеаз и ДНК-полимераз).
В ходе работы открыта новая группа эукариотических ферментов, гомологичных Fpg и Nei. Активности этих ферментов (NEIL1-NEIL3) могут расширять спектр субстратов, репарируемых в клетках млекопитающих по механизму эксцизионной репарации оснований (ЭРО). Например, фермент NEIL1 удаляет из ДНК некоторые стереоизомеры тимингликоля, которые не выщепляются другими ферментами репарации окисленных пиримидинов. Кроме того, он может принимать участие в репарации поврежденных оснований, соседствующих с разрывами в составе кластерных повреждений ДНК. Эти активности важны для снижения повреждающего действия ионизирующего излучения; вполне вероятно, что и другие ферменты NEIL обладают уникальными свойствами, обеспечивающими им место в процессе ЭРО.
Проведены исследования одной из важнейших ДНК-гликозилаз млекопитающих, 8-оксогуанин-ДНК-гликозилазы (СЮ01). Помимо изучения механизмов узнавания ею субстратов, в том числе кластерных повреждений, в настоящей работе показано, что ее инактивация может вносить вклад в генотоксичноедействие ионов С<12+. Еще более интересным оказалось то, что цитоплазматическая фракция 0001 по крайней мере частично связана с микротрубочками и может быстро перемещаться в ядро при генотоксическом стрессе. Помимо 0001, была показана ассоциация с микротрубочками ДНК-гликозилазы ЫЕ1Ы и ключевого фермента ЭРО — ДНК-полимеразы р. Возможно, что именно с участием микротрубочек может при необходимости происходить динамическое перераспределение и быстрая мобилизация цитоплазматических резервов ферментов репарации.
Проведенная экспериментальная работа позволила достаточно подробно ответить на вопросы, стимулировавшие постановку цели и определившие список задач исследования. В работе получены данные, не имеющие аналогий в мировой литературе. Список публикаций, в которых представлены результаты работы, приведен в Приложении 3. Однако достигнутые цели позволили сформулировать несколько новых перспективных направлений исследований. В частности, как показали результаты опытов с ферментом Fpg, очень перспективно исследование структурной динамики ДНК-гликозилаз при направленном введении флуоресцентных меток в разные части фермента или субстрата, в особенности в сочетании с компьютерным моделированием разных этапов процесса узнавания субстрата. Весьма интересным является вопрос о влиянии разнообразных факторов — внутриклеточных условий, других ферментов ЭРО, встречающихся в природе полиморфизмов — на субстратную специфичность ДНК-гликозилаз. Очень слабо исследован на текущий момент процесс поиска поврежденных звеньев ДНК-гликозилазами, и их взаимодействия с неповрежденной ДНК нуждаются в углубленном изучении. Наконец, практически не изучены взаимодействия ДНК-гликозилаз с компонентами клетки, не относящимися к системе ЭРО. О возможности неожиданных находок в этой области, помимо наших результатов, говорит хотя бы тот факт, что при протеомном изучении взаимодействий ДНК-гликозилаз было обнаружено связывание 0001 сбелками процессинга мРНК — комплексами кэппинга и полиаденилирования. Можно с уверенностью утверждать, что изучение различных аспектов функционирования ДНК-гликозилаз будет в ближайшие годы чрезвычайно актуально.
1. Эксцизионная репарация с помощью белков комплекса uvrABC.
Более радикальным и эффективным путем устранения нарушений нуклеотидов является эксцизионной репарации (excision repair), когда повреждена одноцепная участок вырезается из ДНК, а другая цепь используется далее как матрица для нового синтеза. Существует два варианта такой репарации. При эксцизионной репарации азотистых оснований (Base Excision Repair BER), что происходит у всех организмов, модифицированная азотистое основание удаляется ферментом гликозилазою. Существует определенное количество специфических гликозилаз, распознающих различные модифицированные основания.
Гликозилаза разрушает гликозидной связи между основой и С1'-атомом дезоксирибозы (рис. 9.24). В ДНК остается так называемый АП-сайт (апуриновий / апиримидиновий), который узнается эндонуклеазой, что гидролизует фосфодиэфирных связь между 5'-фосфатом освобожденной от основания дезоксирибозы и предыдущим нуклеотидом. Наконец фосфодиэстеразы отщепляет эту фосфодезоксирибозу, и в ДНК остается пробел длиной в один нуклеотид.
Этот пробел восполняется ДНК-полимеразой? (в эукариот), которая присоединяет нуклеотид к 3'-ОН группы предыдущего нуклеотида цепи. Фосфодиэфирных связь присоединенного нуклеотида с последующим нуклеотидом цепи восстанавливается лигазы. У прокариот заполнение пробела осуществляется ДНК-полимеразой И. При этом, за счет своей 5-екзонуклеазнои активности, полимераза может разрушать определенный участок с 5'-конца пробелы, одновременно продолжая 3'-конец.
Эксцизионной репарации нуклеотидов (Nucleotide Excision Repair NER)? процесс, связанный с вырезанием участки ДНК, которая содержит повреждения (модифицированную основу, тиминовых димер т.д.). В клетках E. coli за этот путь отвечает система uvrABC (uvr ultra violet repair). Комплекс белка uvrB и двух белков uvrA узнает повреждения и связывается с ДНК в этом месте (рис. 9.25). На следующем шаге происходит АТР-зависимая изменение конформации uvrB, изгиб ДНК и диссоциация uvrA. К комплексу рекрутируется белок uvrС. Оба белки в составе комплекса приобретают ендонуклеазнои активности: uvrС делает одноцепочечный разрез в поврежденном цепи за несколько нуклеотидов в направлении 5'-конца от повреждения (слева на рис. 9.25); uvrB? разрез с другой стороны от повреждения.
Длина участка между разрезами равен 12 (или 13 в случае для тиминовых димера) нуклеотидам. Далее геликаза uvrD разрушает двойную спираль между двумя разрезами, то есть удаляет поврежденный участок. Пробел, оставшуюся заполняется ДНК-полимеразой и, лигаза окончательно восстанавливает целостность цепи.
Список литературы диссертационного исследования доктор биологических наук Жарков, Дмитрий Олегович, 2008 год
1. Liébecq С., ed. Biochemical Nomenclature and Related Documents. 1992, Portland Press: London. 347 pp.
2. Андреев А.Ю., Кушнарева Ю.Е., Старков A.A. (2005) Метаболизм активных форм кислорода в митохондриях. Биохимия, 70, с. 246-264.
3. Nathan С., Shiloh M.U. (2000) Reactive oxygen and nitrogen intermediates in the relationship between mammalian hosts and microbial pathogens. Proc. Natl Acad. Sci. U.S.A., 97, p. 8841-8848.
4. Schrader C.E., Linehan E.K., Mochegova S.N., Woodland R.T., Stavnezer J. (2005) Inducible DNA breaks in Ig S regions are dependent on AID and UNG. J. Exp. Med., 202, p. 561-568.
5. Radi R. (1998) Peroxynitrite reactions and diffusion in biology. Chem. Res. Toxicol., 11, p. 720-721.
6. Kasai H., Hayami H., Yamaizumi Z., Saito H., Nishimura S. (1984) Detection and identification of mutagens and carcinogens as their adducts with guanosine derivatives. Nucleic Acids Res., 12, p. 2127-2136.
7. Cadet J., Douki Т., Gasparutto D., Ravanat J.-L. (2003) Oxidative damage to DNA: Formation, measurement and biochemical features. Mutat. Res., 531, p. 5-23.
8. Floyd R.A., Watson J.J., Wong P.K., Altmiller D.H., Rickard R.C. (1986) Hydroxyl free radical adduct of deoxyguanosine: Sensitive detection and mechanisms of formatioa Free Radie. Res. Commun., 1, p. 163-172.
9. Dizdaroglu M. (1985) Formation of an 8-hydroxyguanine moiety in deoxyribonucleic acid on y-irradiation in aqueous solution. Biochemistry, 24, p. 4476-4481.
10. Olinski R., Gackowski D., Rozalski R., Foksinski M., Bialkowski K. (2003) Oxidative DNA damage in cancer patients: A cause or a consequence of the disease development? Mutat. Res., 531, p. 177-190.
11. Suzuki J., Inoue Y., Suzuki S. (1995) Changes in the urinary excretion level of 8-hydroxyguanine by exposure to reactive oxygen-generating substances. Free Radie. Biol. Med., 18, p. 431-436.
12. ESCODD (European Standards Committee on Oxidative DNA Damage), Gedik C.M., Collins A. (2005) Establishing the background level of base oxidation in human lymphocyte DNA: Results of an interlaboratory validation study. FASEB J., 19, p. 82-84.
13. Floyd R.A. (1990) Role of oxygen free radicals in carcinogenesis and brain ischemia FASEB J., 4, p. 2587-2597.
14. Lu Т., Pan Y., Kao S.-Y., Li C., Kohane I., Chan J., Yankner B.A. (2004) Gene regulation and DNA damage in the ageing human brain. Nature, 429, p. 883-891.
15. Bodepudi V., Shibutani S., Johnson F. (1992) Synthesis of 2'-deoxy-7,8-dihydro-8-oxoguanosine and 2'-deoxy-7,8-dihydro-8-oxoadenosine and their incorporation into oligomeric DNA Chem. Res. Toxicol., 5, p. 608-617.
16. Johnson F., Dormán G., Rieger R.A., Marumoto R., Iden C.R., Bonala R.(1998) Synthesis of enzymatically noncleavable carbocyclic nucleosides for DÑA-iV-glycosylase studies. Chem. Res. Toxicol., 11, p. 193-202.
17. Aida M., Nishimura S. (1987) An ab initio molecular orbital study on the characteristics of 8-hydroxyguanine. Mutat. Res., 192, p. 83-89.
18. Cho B.P., Kadlubar F.F., Culp S.J., Evans F.E. (1990) i5N nuclear magnetic resonance studies on the tautomerism of 8-hydroxy-2'-deoxyguanosine, 8-hydroxyguanosine, and other C8-substituted guanine nucleosides. Chem. Res. Toxicol., 3, p. 445-452.
19. Oda Y., Uesugi S., Ikehara M., Nishimura S., Kawase Y., Ishikawa H., Inoue H., Ohtsuka E. (1991) NMR studies of a DNA containing 8-hydroxydeoxyguanosine. Nucleic Acids Res., 19, p. 1407-1412.
20. Lipscomb L.A., Peek M.E., Morningstar M.L., Verghis S.M., Miller E.M., Rich A., Essigmann J.M., Williams L.D. (1995) X-ray structure of a DNA decamer containing 7,8-dihydro-8-oxoguanine. Proc. Natl Acad. Sci. U.S.A., 92, p. 719-723.
21. Gannett P.M., Sura T.P. (1993) Base pairing of 8-oxoguanosine and 8-oxo-2'-deoxyguanosine with 2'-deoxyadenosine, 2'-deoxycytosine, 2'-deoxyguanosine, and thymidine. Chem. Res. Toxicol., 6, p. 690-700.
22. Thiviyanathan V., Somasunderam A., Hazra T.K., Mitra S., Gorenstein D.G. (2003) Solution structure of a DNA duplex containing 8-hydroxy-2'-deoxyguanosine opposite deoxyguanosine. J. Mol. Biol., 325, p. 433-442.
23. Plum G.E., Grollman A.P., Johnson F., Breslauer K.J. (1995) Influence of the oxidatively damaged adduct 8-oxodeoxyguanosine on the conformation, energetics, and thermodynamic stability of a DNA duplex. Biochemistry, 34, p. 16148-16160.
24. Miller J.H., Fan-Chiang C.-C.P., Straatsma T.P., Kennedy M.A. (2003) 8-Oxoguanine enhances bending of DNA that favors binding to glycosylases. J. Am. Chem. Soc., 125, p. 6331-6336.
25. Barone F., Lankas F., Spackova N., Sponer J., Karran P., Bignami M., Mazzei F. (2005) Structural and dynamic effects of single 7-hydro-8-oxoguanine bases located in a frameshift target DNA sequence. Biophys. Chem., 118, p. 31 -41.
26. Pinak M. (2003) Electrostatic energy analysis of 8-oxoguanine DNA lesion—molecular dynamics study. Comput. Biol. Chem., 27, p. 431-441.
27. Kamiya H. (2003) Mutagenic potentials of damaged nucleic acids produced by reactive oxygen/nitrogen species: Approaches using synthetic oligonucleotides and nucleotides. Nucleic Acids Res., 31, p. 517-531.
28. Shibutani S. (1993) Quantitation of base substitutions and deletions induced by chemical mutagens during DNA synthesis in vitro. Chem. Res. Toxicol, 6, p. 625-629.
29. Lowe L.G., Guengerich F.P. (1996) Steady-state and pre-steady-state kinetic analysis of dNTP insertion opposite 8-oxo-7,8-dihydroguanine by Escherichia coli polymerases I exo~ and II exo". Biochemistry, 35, p. 9840-9849.
30. Hatahet Z., Zhou M., Reha-Krantz L.J., Morrical S.W., Wallace S.S. (1998) In search of a mutational hotspot Proc. Natl Acad. Sci. U.S.A., 95, p. 8556-8561.
31. Prakash S., Johnson R.E., Prakash L. (2005) Eukaryotic translesion synthesis DNA polymerases: Specificity of structure and function. Amu. Rev. Biochem., 74, p. 317-353.
32. Maga G., Villani G., Crespan E., Wimmer U., Ferrari E., Bertocci B., Hiibscher U. (2007) 8-oxo-guanine bypass by human DNA polymerases in the presence of auxiliary proteins. Nature, 447, p. 606-608.
33. Miller H., Grollman A.P. (1997) Kinetics of DNA polymerase I (Klenow fragment exo~) activity on damaged DNA templates: Effect of proximal and distal template damage on DNA synthesis. Biochemistry, 36, p. 15336-15342.
34. Kamiya H., Miura K., Ishikawa H., Inoue H., Nishimura S., Ohtsuka E. (1992) c-Ha-ray containing 8-hydroxyguanine at codon 12 induces point mutations at the modified and adjacent positions. Cancer Res., 52, p. 3483-3485.
35. Chen Y.-H., Bogenhagen D.F. (1993) Effects of DNA lesions on transcription elongation by T7 RNA polymerase. J. Biol. Chem., 268, p. 5849-5855.
36. Viswanathan A., Doetsch P.W. (1998) Effects of nonbulky DNA base damages on Escherichia coli RNA polymerase-mediated elongation and promoter clearance. J. Biol. Chem., 273, p. 21276-21281.
37. Larsen E., Kwon K., Coin F., Egly J.-M., Klungland A. (2004) Transcription activities at 8-oxoG lesions in DNA. DNA Repair, 3, p. 1457-1468.
38. Turk P.W., Laayoun A., Smith S.S., Weitzman S.A. (1995) DNA adduct 8-hydroxyl-2'-deoxyguanosine (8-hydroxyguanine) affects function of human DNA methyltransferase. Carcinogenesis, 16, p. 1253-1255.
39. Ghosh R., Mitchell D.L. (1999) Effect of oxidative DNA damage in promoter elements on transcription factor binding. Nucleic Acids Res., 27, p. 3213-318.
40. Kawanishi S., Oikawa S. (2004) Mechanism of telomere shortening by oxidative stress. Ann. N. Y. Acad. Sei., 1019, p. 278-284.
41. Opresko P.L., Fan J., Danzy S., Wilson D.M., III, Bohr V.A. (2005) Oxidative damage in telomeric DNA disrupts recognition by TRF1 and TRF2. Nucleic Acids Res., 33, p. 12301239.
42. Machwe A., Ganunis R., Bohr V.A., Orren D.K. (2000) Selective blockage of the 3'->5' exonuclease activity of WRN protein by certain oxidative modifications and bulky lesions in DNA. Nucleic Acids Res., 28, p. 2762-2770.
43. Ara J., Ali R. (1992) Reactive oxygen species modified DNA fragments of varying size are the preferred antigen for human anti-DNA autoantibodies. Immunol. Lett., 34, p. 195200.
44. Taddei F., Hayakawa H., Bouton M., Cirinesi A., Matic I., Sekiguchi M., Radman M. (1997) Counteraction by MutT protein of transcriptional errors caused by oxidative damage. Science, 278, p. 128-130.
45. Hayakawa H., Kuwano M., Sekiguchi M. (2001) Specific binding of 8-oxoguanine-containing RNA to polynucleotide phosphorylase protein. Biochemistry, 40, p. 99779982.
46. Yoon S.-H., Hyun J.-W., Choi J., Choi E.-Y., Kim H.-J., Lee S.-J., Chung M.-H. (2005) In vitro evidence for the recognition of 8-oxoGTP by Ras, a small GTP-binding proteia Biochem. Biophys. Res. Commun., 327, p. 342-348.
47. Gedik C.M., Boyle S.P., Wood S.G., Vaughan N.J., Collins A.R. (2002) Oxidative stress in humans: Validation of biomarkers of DNA damage. Carcinogenesis, 23, p. 1441-1446.
48. Loft S., Vistisen K., Ewertz M., Tjonneland A., Overvad K., Poulsen H.E. (1992) Oxidative DNA damage estimated by 8-hydroxydeoxyguanosine excretion in humans: Influence of smoking, gender and body mass index. Carcinogenesis, 13, p. 2241-2247.
49. Loft S., Svoboda P., Kasai H., Tjonneland A., Vogel U., Meiler P., Overvad K., Raaschou-Nielsen O. (2006) Prospective study of 8-oxo-7,8-dihydro-2'-deoxyguanosine excretion and the risk of lung cancer. Carcinogenesis, 27, p. 1245-1250.
50. Tretyakova N.Y., Wishnok J.S., Tannenbaum S.R. (2000) Peroxynitrite-induced secondary oxidative lesions at guanine nucleobases: Chemical stability and recognition by the Fpg DNA repair enzyme. Chem. Res. Toxicol, 13, p. 658-664.
51. Niles J.C., Wishnok J.S., Tannenbaum S.R. (2006) Peroxynitrite-induced oxidation and nitration products of guanine and 8-oxoguanine: Structures and mechanisms of product formatioa Nitric Oxide, 14, p. 109-121.
52. Cysewski P., Olinski R. (1999) Theoretical description of the coding potential of diamino-5-formamidopyrimidines. Z. Naturforsch., C54, p. 239-245.
53. Ober M., Müller H., Pieck C., Gierlich J., Carell T. (2005) Base pairing and replicative processing of the formamidopyrimidine-dG DNA lesion. J. Am. Chem. Soc., 127, p. 18143-18149.
54. Patro J.N., Haraguchi K., Delaney M.O., Greenberg M.M. (2004) Probing the configurations of formamidopyrimidine lesions Fapy*dA and Fapy*dG in DNA using endonuclease IV. Biochemistry, 43, p. 13397-13403.
55. Guschlbauer W., Duplaa A.-M., Guy A., Teoule R., Fazakerley G.V. (1991) Structure and in vitro replication of DNA templates containing 7,8-dihydro-8-oxoadenine. Nucleic Acids Res., 19, p. 1753-1758.
56. Robinson H., Gao Y.-G., Bauer C., Roberts C., Switzer C., Wang A.H.-J. (1998) 2'-Deoxyisoguanosine adopts more than one tautomer to form base pairs with thymidine observed by high-resolution crystal structure analysis. Biochemistry, 37, p. 10897-10905.
57. Wiederholt C.J., Greenberg M.M. (2002) FapydG instructs Klenow exo~ to misincorporate deoxyadenosine. J. Am. Chem. Soc., 124, p. 7278-7279.
58. Delaney M.O., Wiederholt C.J., Greenberg M.M. (2002) FapydA induces nucleotide misincorporation translesionally by a DNA polymerase. Angew. Chem. Int. Ed., 41, p. 771-773.
59. Kamiya H., Ueda T., Ohgi T., Matsukage A., Kasai H. (1995) Misincorporation of dAMP opposite 2-hydroxyadenine, an oxidative form of adenine. Nucleic Acids Res., 23, p. 761766.
60. Barone F., McCulloch S.D., Macpherson P., Maga G., Yamada M., Nohmi T., Minoprio A., Mazzei F., Kunkel T.A., Karran P., Bignami M. (2007) Replication of 2-hydroxyadenine-containing DNA and recognition by human MutSa. DNA Repair, 6, p. 355-366.
61. Imoto S., Patro J.N., Jiang Y.L., Oka N., Greenberg M.M. (2006) Synthesis, DNA polymerase incorporation, and enzymatic phosphate hydrolysis of formamidopyrimidine nucleoside triphosphates. J. Am. Chem. Soc., 128, p. 14606-14611.
62. Kuraoka I., Suzuki K., Ito S., Hayashida M., Kwei J.S.M., Ikegami T., Handa H., Nakabeppu Y., Tanaka K. (2007) RNA polymerase II bypasses 8-oxoguanine in the presence of transcription elongation factor TFIIS. DNA Repair, 6, p. 841-851.
63. Kuriavyi V.V., Bruskov V.l. (1987) Effect of 8-Br-ATP and 8-Oxy-ATP on RNA synthesis by RNA polymerase from Escherichia coli., Biokhimiia, 52, p. 138-141.
64. Kamiya H., Suzuki A., Kawai K., Kasai H., Harashima H. (2007) Effects of 8-hydroxy-GTP and 2-hydroxy-ATP on in vitro transcription. Free Radic. Biol. Med.,A3, p. 837843.
