哺乳动物线粒体中胸腺苷从头生物合成途径的鉴定。
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Anderson DD, Quintero CM, Stover PJ
哺乳动物线粒体中胸腺苷从头生物合成途径的鉴定。
中国科学院学报(自然科学版)，2011年9月13日;doi: 10.1073 / pnas.1103623108。Epub 2011年8月26日
- PubMed ID
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21876188 (PubMed视图］
- 摘要
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新生和挽救dTTP通路对于维持细胞dTTP库以确保线粒体和核DNA的忠实复制至关重要。dTTP库的失调导致线粒体功能障碍和核基因组不稳定，这是由于尿嘧啶误掺入的增加。在这项研究中，我们在哺乳动物线粒体中发现了一个从头合成dTMP的途径。从野生型中国仓鼠卵巢(CHO)细胞和HepG2细胞纯化的线粒体在NADPH和丝氨酸的存在下，通过线粒体丝氨酸羟甲基转移酶(SHMT2)、胸苷合成酶(TYMS)和一种新的人类线粒体二氢叶酸还原酶(DHFR)的活性，将dUMP转化为dTMP，这种酶以前被认为是一种假基因，称为二氢叶酸还原酶样蛋白1 (DHFRL1)。人类DHFRL1、SHMT2和TYMS定位于线粒体基质和内膜，证实了该通路在线粒体中的存在。用siRNA敲低DHFRL1可以消除线粒体中的DHFR活性。DHFRL1在CHO glyC中的表达，一个以前未被描述的突变甘氨酸营养不良细胞系，挽救了甘氨酸营养不良。从缺乏SHMT2活性的glyA CHO细胞中分离出的线粒体，以及用氨甲喋呤(DHFR抑制剂)处理的野生型CHO细胞中分离出的线粒体，从头胸苷酸合成活性降低。线粒体中从头合成胸苷酸可以防止线粒体DNA (mtDNA)中的尿嘧啶积累，因为从glyA CHO细胞分离的mtDNA中的尿嘧啶水平比从野生型CHO细胞分离的mtDNA中观察到的高40%。这些数据表明，与其他核苷酸不同，dTMP从头合成发生在线粒体内，对mtDNA完整性至关重要。