甲基转移酶的定义

甲基转移酶是一组在底物上添加甲基的酶。超过95%的这组酶使用s -腺苷甲硫氨酸(SAM)作为甲基供体。

的基本这些酶的催化活性包括亲核试剂(如碳、氮、氧和硫)对甲基的攻击。它导致核酸、脂类、蛋白质、多糖和其他小分子的甲基化衍生物的形成，SAM转化为s -腺苷同型半胱氨酸(SAH)。

甲基化是生物体中一种重要的表观遗传修饰，在基因表达(在转录和转录后阶段)、亲代印迹和遗传过程中起着重要作用稳定的基因．

表观遗传修饰也与许多癌症类型、代谢性疾病和几种遗传疾病有关。

甲基转移酶基因的任何异常都会导致严重的疾病，如胚胎死亡、急性单核细胞白血病和免疫缺陷综合征。

例如，DNA修复基因启动子区域的异常高甲基化与多种肿瘤有关，包括乳腺癌、肺癌、结肠直肠癌和胶质瘤。

甲基转移酶的分类

基于结构

根据结构，甲基转移酶又细分为三类:

• I类甲基转移酶:包括一个与SAM结合的Rossmann折叠。
• II类甲基转移酶:包含一个SET结构域，这使它区别于其他类甲基转移酶。
• III类甲基转移酶:与膜相关。

根据所使用的基材

根据甲基转移酶利用的底物，它被分为六组:

• DNA/RNA甲基转移酶:引起腺嘌呤和胞嘧啶甲基化，形成5 '甲基胞嘧啶和n6 -甲基腺嘌呤。
• 组蛋白甲基转移酶:修饰组蛋白尾部的氨基酸(主要是赖氨酸和精氨酸残基)。
• n端甲基转移酶:将甲基转移到某些蛋白质的n端氮上。
• 天然产物甲基转移酶:修饰自然产生的碳、氮、氧或硫原子上的小分子。

在这篇文章中，我们将回顾什么是DNA甲基转移酶，它们在生物体中发挥什么功能，它们的功能是如何被某些分子抑制的，并提供你可以阅读更多的引文，如果你选择这样做的话。

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甲基转移酶的功能

甲基化在维持生命中起着关键作用。例如，DNA的甲基化对03manbetx.com 突变修复和改变表达蛋白的功能。

以下是甲基转移酶在生物体中所起的一些重要作用:

• 染色质的甲基化改变了染色质的结构，从而影响基因的转录。
• 甲基化导致基因的激活或失活/沉默，而基因的核苷酸序列没有突变。例如，启动子CpG岛的甲基化导致基因表达失活。
• 在蛋白质上添加甲基可以调节蛋白质活化、蛋白质-蛋白质相互作用以及蛋白质- dna相互作用。例如，RCC1(一种有丝分裂蛋白)的甲基化促进了它与染色体的结合。
• 天然产物甲基转移酶为信号分子、辅助因子和代谢物的可用性提供了见解，并调节各种细胞通路。
• 高甲基化和低甲基化与许多严重疾病有关，如癌症。
• 在哺乳动物细胞中，甲基转移酶有助于控制基因表达谱。
• 蛋白质在某些带电氨基酸上的甲基化(和去甲基化)改变了它们的结构结构，从而改变了它们的功能。
• 甲基转移酶在表观遗传调控中起着至关重要的作用，它也被发现与许多错误的甲基化模式有关，从而导致严重的疾病。
• 甲基转移酶的酶活性是维持癌细胞生物中H3K9位点的甲基化所必需的。此外，人类表观基因组图谱显示，在癌细胞的基因或基因间区存在高甲基化半胱氨酸。

DNA甲基化

DNA甲基化是通过甲基化酶或DNA甲基转移酶(DNMT)在DNA胞嘧啶和精氨酸碱基上添加一个甲基。它利用s -腺苷甲硫氨酸(SAM)作为甲基供体。

DNMT的关键调控机制包括选择性剪接、翻译后修饰、分子相互作用和基因丢失(或基因复制)。

数字: DNA甲基转移酶(DNMT)酶反应示意图。

哺乳动物三种活性甲基转移酶，它们都有不同的活动:

• DNMT1:这是哺乳动物中最主要的甲基转移酶，负责甲基化基因组中半甲基化的CpG二核苷酸。癌细胞以两种方式表达DNMT1新创和维持甲基化酶。

在DNA合成过程中，DNMT1起维持甲基转移酶的作用。例如，人类DNA甲基转移酶1已被证明在维持组蛋白H3修饰方面有作用。

• DNMT2:这是甲基转移酶的同源物，但它不是DNA，而是使天冬氨酸tRNA反密码子环中的胞嘧啶-38甲基化。而且，由于其结合的特异性，这种酶现在被命名为TRDMT1 (tRNA天冬氨酸甲基转移酶1)。
• DNMT3:DNMT3有四种类型:DNMT3a、DNMT3b、DNMT3c和DNMT3L。DNMT3a和DNMT3b酶负责甲基化未甲基化或半甲基化CpG岛，并在复制过程中保持甲基化模式。

虽然DNMT3L没有催化活性，但它具有DNA甲基转移酶基矗这对建立母体基因组印记至关重要。肽相互作用分析表明DNMT3L与组蛋白H3的氨基端特异性结合。

DNMT3复合体还参与组蛋白H3分子赖氨酸4的甲基化，这在附近基因的转录激活中具有重要作用。

DNMTs抑制转录活性通过阻止转录因子与DNA的结合。然而，它也通过阻止绝缘体结合并允许附近的增强子诱导基因表达来激活它。

DNMT还被发现与一些代谢过程有关，包括x染色体失活、基因组印迹、衰老、转座因子抑制和致癌。

DNA甲基转移酶抑制剂是如何起作用的?

甲基化模式DNMTs通常与癌细胞的分子变化有关。在癌变过程中，DNA的甲基化使肿瘤抑制基因沉默。因此，人们试图通过抑制甲基转移酶活性来激活这些基因。

图像:涉及DNMTs的肿瘤发生的表观遗传学改变的说明。

甲基转移酶活性可被5 -氮杂胞苷和2 -ʹ-脱氧5 -氮杂胞苷抑制。此外，这些抑制剂也已被批准用于治疗造血系统恶性肿瘤。

2ʹ-脱氧- 5 -氮胞苷(地他滨)是脱氧胞苷的类似物，在基因表达和细胞分化中起作用。它阻止了DNMTs催化的β-消除步骤，并通过形成共价络合物将其捕获在DNA上。该反应抑制了DNMTs的活性。

这些化学物质的使用仍然是一个问题，因为每种化学物质都对骨髓有潜在的毒性和突变。

由于这个原因，一些其他的方法，如反义RNA疗法，被开发来降解DNMT mrna，并阻止其翻译和功能活动。

数字:图像显示(A) DNMT参与DNA甲基化的反应;(B) DNMT酶的抑制作用。

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