胸腺嘧啶DNA糖基化酶结合R环并从DNA/RNA杂交体中切除5-甲酰胞嘧啶和5-羧基胞嘧啶

曾经被认为是转录的罕见副产物，R环现在被认为是多种核过程的重要调节因子。特别是，有证据表明R环在调节DNA甲基化动态中发挥作用。R环已被证明通过招募相关蛋白来促进主动DNA去甲基化——将5-甲基胞嘧啶酶促逆转回胞嘧啶——提供了一种有吸引力的靶向机制。然而，这一过程的许多方面，包括相关蛋白是否结合并作用于R环内的DNA，仍有待证实。在此，我们证明胸腺嘧啶DNA糖基化酶（TDG），主动DNA去甲基化途径中的关键酶，在体外结合合成的R环底物，并能从DNA/RNA杂交体中的DNA上切除DNA去甲基化中间体5-甲酰胞嘧啶（5fC）和5-羧基胞嘧啶（5caC）。我们还表明，R环在CpG位点赋予TDG链特异性活性，可能解释5fC/5caC在基因启动子处的不对称分布。此外，我们利用19F NMR提供了关于DNA/RNA杂交双链体上碱基切除的重要机制见解。最后，我们的发现提出了TDG-R环相互作用可能在哺乳动物细胞中发生的可能性。总的来说，我们的结果建立了5fC/5caC可以从DNA/RNA杂交体中的DNA上被切除的生化机制，这对R环在DNA去甲基化过程中的作用具有重要意义。