Смерть без тимина - Thymineless death

Смерть без тимина это явление, при котором бактерии, дрожжи и клетки млекопитающих подвергаются смерть клетки когда они голодают тимидинтрифосфат (dTTP), важный прекурсор для Репликация ДНК.[1] Это явление лежит в основе механизма действия нескольких антибактериальный, противомалярийный и противоопухолевый агенты, такие как триметоприм, сульфаметоксазол, метотрексат и фторурацил.[1][2][3]

История

Впервые об этом явлении сообщили в 1954 году Хейзел Д. Барнер и Сеймур С. Коэн в кишечная палочка когда мутанты бактерий, требующие тимина, теряли жизнеспособность при выращивании в среде без тимин но содержащие другие важные питательные вещества.[4][5] Впоследствии это открытие привело к развитию теорий, объясняющих механизм действия нескольких пиримидин аналоги, нацеленные на метаболизм тимина в бактериях и опухолевых клетках.[5][6] Это явление обычно связывали с «несбалансированным ростом», когда клетки продолжали фундаментальные процессы Транскрипция РНК, синтез белка и метаболизм в отсутствие репликации ДНК.[7] Однако недостаток питательных веществ обычно не убивает клетки в той степени, в которой это наблюдается в клетках, в которых отсутствует тимин. Молекулярный механизм смерти без тимина остается неизвестным;[1] Во время смерти без тимина наблюдались разрывы ДНК, что могло объяснить убийство.[8][9] Возможные пути, связанные с механизмом убийства, включают: инициацию репликации,[8][10] поломка вилок продолжающейся репликации,[11] бесполезная репарация ДНК,[9] разрушение ориджина репликации,[12] и модуль зависимости.[13]

Рекомендации

  1. ^ а б c Ahmad, S. I .; Кирк, S. H .; Эйзенштарк, А. (октябрь 1998 г.). «Метаболизм тимина и смерть без тимина у прокариот и эукариот». Ежегодный обзор микробиологии. 52: 591–625. Дои:10.1146 / annurev.micro.52.1.591. PMID  9891809.
  2. ^ Longley, D. B .; Харкин, Д. П .; Джонстон, П. Г. (2003). «5-Фторурацил: механизмы действия и клинические стратегии». Обзоры природы Рак. 3 (5): 330–338. Дои:10.1038 / nrc1074. PMID  12724731. S2CID  4357553.
  3. ^ Фридман, М. А .; Сэде, В. (1978). «Фторпиримидины: биохимические механизмы и дизайн клинических испытаний». Химиотерапия и фармакология рака. 1 (2): 77–82. Дои:10.1007 / bf00254040. PMID  373913. S2CID  10958670.
  4. ^ Barner, H.D .; Коэн, С. С. (1954). «Индукция синтеза тимина с помощью инфекции Т2 тимина, требующего мутанта Escherichia Coli». Журнал бактериологии. 68 (1): 80–88. Дои:10.1128 / JB.68.1.80-88.1954. ЧВК  357338. PMID  13183905.
  5. ^ а б 50 лет назад в клеточной биологии - вирусолог вспоминает свою работу по подавлению роста клеток
  6. ^ Cohen, S. S .; Flaks, J. G .; Barner, H.D .; Loeb, M. R .; Лихтенштейн, Дж. (1958). «Механизм действия 5-фторурацила и его производных». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 44 (10): 1004–1012. Дои:10.1073 / pnas.44.10.1004. ЧВК  528686. PMID  16590300.
  7. ^ Cohen, S. S .; Барнер, Х. Д. (1954). «Исследования несбалансированного роста Escherichia Coli». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 40 (10): 885–893. Дои:10.1073 / пнас.40.10.885. ЧВК  534191. PMID  16589586.
  8. ^ а б Martín, C.M .; Гусман, Э. К. (2011). «Инициирование репликации ДНК как ключевой элемент смерти без тимина». Ремонт ДНК. 10 (1): 94–101. Дои:10.1016 / j.dnarep.2010.10.005. PMID  21074501.
  9. ^ а б Накаяма, К .; Kusano, K .; Ирино, Н .; Накаяма, Х. (1994). «Структурные изменения ДНК Escherichia coli, вызванные тиминовым голоданием. Обнаружение с помощью гель-электрофореза в импульсном поле и доказательства участия гомологичной рекомбинации». Журнал молекулярной биологии. 243 (4): 611–620. Дои:10.1016/0022-2836(94)90036-1. PMID  7966286.
  10. ^ Sangurdekar, D. P .; Hamann, B.L .; Смирнов, Д .; Srienc, F .; Hanawalt, P.C .; Ходурский, А. Б. (2010). «Гибель без тимина связана с потерей важной генетической информации из источника репликации». Молекулярная микробиология. 75 (6): 1455–1467. Дои:10.1111 / j.1365-2958.2010.07072.x. PMID  20132444.
  11. ^ Kuong, K. J .; Кузьминов, А. (2010). «Заблокированное восстановление репликационной вилки и неправильный ремонт во время бессимптомной гибели Escherichia coli». Гены в клетки. 15 (6): 619–634. Дои:10.1111 / j.1365-2443.2010.01405.x. ЧВК  3965187. PMID  20465561.
  12. ^ Kuong, K. J .; Кузьминов, А (2012). «Распад возникающих пузырей репликации во время голодания по тимину запускает RecA- и RecBCD-зависимое разрушение ориджина репликации». Журнал биологической химии. 287 (28): 23958–70. Дои:10.1074 / jbc.M112.359687. ЧВК  3390671. PMID  22621921.
  13. ^ Сб, сб .; Reches, M .; Энгельберг-Кулька, Х. (2003). "Самоубийственный модуль Escherichia coli mazEF способствует смерти без тимина". Журнал бактериологии. 185 (6): 1803–1807. Дои:10.1128 / jb.185.6.1803-1807.2003. ЧВК  150121. PMID  12618443.

внешняя ссылка