Human and bacterial DNA polymerases discriminate against 8-oxo-2'-deoxyadenosine- 5'-triphosphate

Abstract

Цель. 8-оксоаденин – распространенное поврежденное основание, ассоциированное с онкологическими и нейродегенеративными заболеваниями. Оно может возникать вследствие непосредственного окисления аденина в ДНК или при включении окисленного dNTP. Методы. Разработан эффективный способ синтеза 8-оксо-2'-дезоксиаденозин-5'-трифосфата и изучено его включение в ДНК разными ДНК-полимеразами. Результаты. Фрагмент Кленова ДНК-полимеразы I с невысокой эффективностью включал oA напротив гуанина. Для ДНК-полимеразы наблюдалось ограниченное включение oA напротив гуанина и аденина, а для ДНК-полимеразы b – напротив аденина, тимина и гуанина. Выводы. Как источник oA в геноме окисление аденина в ДНК может иметь большее значение, чем окисление dATP. Kлючевые слова: мутагенез, повреждение ДНК, оксидативный стресс, 8-оксоаденин, ДНК полимеразы.

Мета. 8-оксоаденін – розповсюджена пошкоджена основа, асо- ційована з онкологічними і нейродегенеративними захворюваннями. Воно може виникати внаслідок безпосереднього окиснення аденіну в ДНК або при вбудовуванні окисненого dNTP. Методи. Розроблено ефективний спосіб синтезу 8-оксо-2'-дезоксиаденозин-5'-трифосфату і вивчено його включення в ДНК різними ДНК- полімеразами. Результати. Фрагмент Кленова ДНК-полі- мерази I з невисокою ефективністю включав oA навпроти гуаніну. Для ДНК-полімерази спостерігалося обмежене включення oA навпроти гуаніну і аденіну, а для ДНК-полімерази b – навпроти аденіну, тиміну і гуаніну. Висновки. Як джерело oA в геномі окиснення аденіну в ДНК може мати більше значення, ніж окиснення dATP. Ключові слова: мутагенез, пошкодження ДНК, оксидативний стрес, 8-оксоаденін, ДНК-полімерази.

Aim. 8-Oxoadenine is an abundant DNA lesion associated with cancer and neurodegeneration. It may appear through direct oxidation of adenine in DNA or by incorporation from the oxidized dNTP pool. Methods. We developed an efficient method of synthesizing 8-oxo-2'-deoxyadenosine-5'-triphosphate and studied its incorporation by various DNA polymerases. Results. oA was weakly misincorporated opposite guanine by the DNA polymerase I Klenow fragment. Limited incorporation of oA was observed opposite guanine and adenine with DNA polymerase a, and opposite adenine, thymine and guanine with DNA polymerase b. Conclusions. Adenine oxidation in DNA may outweigh damage to dATP as a source of genomic oA. Keywords: mutagenesis, DNA damage, oxidative stress, 8-oxoadenine, DNA polymerases.