8.10 : Base Excision Repair

一般的なDNA損傷の1つは、アルキル化、酸化、または脱アミノ化による単一塩基の化学的変化です。変更された塩基は、複製中にミスペアやストランドの破損を引き起こします。このタイプの損傷は、DNA二重らせん構造に最小限の変化を引き起こし、塩基切除修復(BER)経路によって修復できます。BERは、損傷した塩基を除去し、相補鎖をテンプレートとして元の塩基配列を復元することにより、損傷したDNA配列を修正します。

BERの最初のステップは、DNAグリコシラーゼによって行われるDNA損傷の認識です。塩基の種類にもよりますが、特定のグリコシラーゼはヌクレオチド塩基とリボースとの間のN-グリコシド結合を切断し、DNAのリン酸骨格はそのまま残りますが、アプリンまたはアピリミジン(AP)部位を作成します。二官能性グリコシラーゼはホスホジエステル鎖を切開し、5'または3'リン酸を形成します。単官能性グリコシラーゼはこの特性を示さず、APエンドヌクレアーゼに依存して糖-リン酸結合を切断し、非塩基性部位に5'を切断し、3'OHおよび5'デオキシリボリン酸を生成します。対応するW-Cペアに基づいて、DNAポリメラーゼは正しい塩基を挿入し、関連するAPリアーゼ活性を使用してデオキシリボースリン酸を除去します。バックボーンのニックはDNAリガーゼによって密封されています。DNAリガーゼIIIとDNAポリメラーゼはどちらも、XRCC1というタンパク質を骨格として利用し、修復部位に結合します。

BER経路のタンパク質の変異は、さまざまな種類のがんを引き起こす可能性があります。例えば、ヒトグリコシラーゼOGG1の変異は、肺がんや膵臓がんのリスク増加と関連しています。