«Тағам инженериясы және биотехнология», «Химиялық технология», "Техникалық физика және Жылу энергетикасы" және «Автоматтандыру және ақпараттық технологиялар» бағыттары бойынша үшінші нөмірге жарияланымдар қабылдау жабылды!

Прием публикаций на третий номер по направлениям «Пищевая инженерия и биотехнология», «Химическая технология», «Техническая физика и теплоэнергетика» и «Автоматизация и информационные технологии» закрыт!

Submissions for the third issue in the fields of “Food Engineering and Biotechnology”, “Chemical Technology”, "Technical physics and thermal power engineering" and “Automation and Information Technologies” are closed!

Preview

Вестник Университета Шакарима. Серия технические науки

Расширенный поиск

РОЛЬ ДНК-ГЛИКОЗИЛАЗ В ПОДДЕРЖАНИИ СТАБИЛЬНОСТИ ГЕНОМА

https://doi.org/10.53360/2788-7995-2026-2(22)-49

Аннотация

Стабильность генома имеет основополагающее значение для жизнеспособности клеток, эволюционной стабильности организмов и сохранения их функциональной целостности. Эндогенные повреждения, в частности окислительная модификация азотистых оснований, возникающая в результате клеточного метаболизма, являются одним из основных факторов, нарушающих структуру ДНК. Чтобы предотвратить накопление мутаций, клетки используют систему репарации эксцизией оснований (BER), в которой ДНК-гликозилазы играют ключевую роль. Эти ферменты распознают и удаляют поврежденные или несоответствующие основания, тем самым инициируя каскад реакций репарации.

Аденин ДНК-гликозилазы, принадлежащие к семейству MutY/MUTYH, уникальны тем, что они не удаляют поврежденные основания напрямую, а скорее исправляют ошибки репликации, возникающие в результате окислительного повреждения гуанина. У бактерий эту функцию выполняет фермент MutY, тогда как у эукариот – его гомолог MUTYH. Эти ферменты предотвращают закрепление мутаций перехода G:C → T:A, тем самым значительно снижая уровень спонтанного мутагенеза.

В данном обзоре обсуждается роль ДНК-гликозилаз в поддержании геномной стабильности, особое внимание уделяется молекулярным механизмам функционирования аденин-ДНК-гликозилаз, их месту в системе BER, эволюционной консервативности, а также их значению в биотехнологии, молекулярной генетике и прикладных исследованиях.

Об авторах

У. Сарсенбаева
Казахский Национальный университет имени аль-Фараби; Институт молекулярной биологии и биохимии им. М. Айтхожина; Казахский Национальный Медицинский университет имени С.Д. Асфендиярова
Казахстан

Улан Базарбаевна Сарсенбаева – докторант факультета «Биологии и биотехнологии», 050040, Алматы, проспект аль-Фараби 71;

050012, Алматы, ул. Досмухамедова 86;

050000, Алматы, ул. Толеби 94



А. Алмасбекова
Казахский Национальный университет имени аль-Фараби; Институт молекулярной биологии и биохимии им. М. Айтхожина; Казахский Национальный Медицинский университет имени С.Д. Асфендиярова
Казахстан

Адина Әшірханқызы Алмасбекова – докторант факультета «Биологии и биотехнологии», 050040, Алматы, проспект аль-Фараби 71;

050012, Алматы, ул. Досмухамедова 86;

050000, Алматы, ул. Толеби 94



К. Шарипов
Институт молекулярной биологии и биохимии им. М. Айтхожина; Казахский Национальный Медицинский университет имени С.Д. Асфендиярова
Казахстан

Камалидин Орынбаевич Шарипов – Доктор биологических наук, профессор, директор института, 050012, Алматы, ул. Досмухамедова 86;

050000, Алматы, ул. Толеби 94



С. Тайпақова
Казахский Национальный университет имени аль-Фараби
Казахстан

Сабира Мықтыбекқызы Тайпақова – PhD, ассоциированный профессор кафедры «Молекулярной биологии и генетики», 

050040, Алматы, проспект аль-Фараби 71



М. Сапарбаев
Казахский Национальный университет имени аль-Фараби
Казахстан

Мурат Калиевич Сапарбаев – кандидат биологических наук, профессор кафедры молекулярной биологии и  генетики, 

050040, Алматы, проспект аль-Фараби 71



Список литературы

1. Jackson S.P. DNA-damage response signaling and cancer / S.P. Jackson, J. Bartek // Nature Reviews Molecular Cell Biology. – 2019. – Vol. 20, № 4. – P. 197-214. https://doi.org/10.1038/s41580-019-0135-3.

2. Hoeijmakers J.H.J. DNA damage, aging, and cancer / J.H.J. Hoeijmakers // New England Journal of Medicine. – 2016. – Vol. 377, № 7. – P. 640-649. https://doi.org/10.1056/NEJMra1604219.

3. Markkanen E. Not breathing is not an option: How to deal with oxidative DNA damage / E. Markkanen // DNA Repair. – 2017. – Vol. 59. – P. 82-105. https://doi.org/10.1016/j.dnarep.2017.09.002.

4. Sousa M.M.L. DNA glycosylases in genome maintenance and biotechnology / M.M.L. Sousa, H.E. Krokan, G. Slupphaug // Biotechnology Advances. – 2020. – Vol. 42. – 107579. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2020.107579.

5. Krokan H.E. Base excision repair / H.E. Krokan, M. Bjørås // Cold Spring Harbor Perspectives in Biology. – 2013 (concept updated in recent reviews 2017–2021).

6. Krokan H.E. BER coordination and protein interactions / H.E. Krokan, A.B. Robertson // DNA Repair. – 2017. – Vol. 56. – P. 1-12. https://doi.org/10.1016/j.dnarep.2017.04.002.

7. DNA repair and transcriptional regulation / S. Amente et al // Trends in Genetics. – 2019. – Vol. 35, № 9. – P. 669-682. https://doi.org/10.1016/j.tig.2019.06.002.

8. Lirussi L. DNA Glycosylases Define the Outcome of Endogenous Base Modifications / L. Lirussi, H.L. Nilsen // International Journal of Molecular Sciences. – 2023. – Vol. 24, № 12. – Art. 10307. – https://doi.org/10.3390/ijms241210307.

9. Boiteux S. Repair of 8-oxoG lesions in DNA / S. Boiteux, F. Coste, B. Castaing // Free Radical Biology and Medicine. – 2017. – Vol. 107. – P. 1-12. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2017.01.008.

10. Banda D.M. Repair of 8-oxoG:A mismatches by MUTYH / D.M. Banda, C.R.R. Rocha, C.F.M. Menck // Free Radical Biology and Medicine. – 2017. – Vol. 107. – P. 26-35. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2017.01.008.

11. Oka S. MUTYH, cancer, and genome instability / S. Oka, J. Leon, D. Tsuchimoto // Mutation Research. – 2021. – Vol. 808. – 108423. https://doi.org/10.1016/j.mrrev.2021.108423.

12. van Loon B. An 8-oxoG perspective on mitochondrial genome instability / B. van Loon, U. Hübscher // DNA Repair. – 2019. – Vol. 75. – P. 52-60. https://doi.org/10.1016/j.dnarep.2019.02.006.

13. Mullins E.A. Toxicity and repair of oxidative DNA damage / E.A. Mullins, R. Shi, B.F. Eichman // Cellular and Molecular Life Sciences. – 2017. – Vol. 74, № 18. – P. 3367-3387. https://doi.org/10.1007/s00018-017-2478-8.

14. Oka S. DNA glycosylase encoded by MUTYH functions as a molecular switch for programmed cell death under oxidative stress to suppress tumorigenesis / S. Oka, Y. Nakabeppu // Cancer Science. – 2011. – Vol. 102, № 4. – P. 677-682. https://doi.org/10.1111/j.1349-7006.2011.01869.x.

15. Van Loon B. Аn 8-oxoG perspective on mitochondrial genome instability / B. van Loon, U. Hübscher // DNA Repair. – 2019. – Vol. 75. – P. 52-60. https://doi.org/10.1016/j.dnarep.2019.02.006.

16. Recent advances in the structural mechanisms of DNA glycosylases / S.C. Brooks et al // Biochimica et Biophysica Acta – Proteins and Proteomics. – 2013. – Vol. 1834. – P. 247-271.

17. Human POLβ gene mutation induces a mutator phenotype in mammalian cells / K.A. Donigan et al // Proceedings of the National Academy of Sciences USA. – 2016. – Vol. 113. – P. E2951-E2959. https://doi.org/10.1073/pnas.1520466113.

18. Focus on DNA Glycosylases – A Set of Tightly Regulated Enzymes with a High Potential as Anticancer Drug Targets / F. Hans et al // International Journal of Molecular Sciences. – 2020. – Vol. 21, № 23. – Art. 9226. https://doi.org/10.3390/ijms21239226.

19. Emerging Roles of DNA Glycosylases and the Base Excision Repair Pathway / E.A. Mullins et al // Trends in Biochemical Sciences. – 2019. – Vol. 44, № 9. – P. 765-781. https://doi.org/10.1016/j.tibs.2019.04.006.

20. Sobol R.W. Mammalian DNA base excision repair: Mechanisms and regulation / R.W. Sobol, S.H. Wilson // Progress in Molecular Biology and Translational Science. – 2020. – Vol. 168. – P. 1- 35. https://doi.org/10.1016/bs.pmbts.2019.12.003.

21. Dianov G.L. Mammalian base excision repair: The forgotten archangel / G.L. Dianov, U. Hübscher // Nucleic Acids Research. – 2013. – Vol. 41, № 6. – P. 3483-3490. https://doi.org/10.1093/nar/gkt076stress.

22. Sykora P. Base excision repair in the mammalian brain: Implication for age-related neurodegeneration / P. Sykora, D.M. Wilson, V.A. Bohr // Mechanisms of Ageing and Development. – 2018. – Vol. 174. – P. 19-27. https://doi.org/10.1016/j.mad.2017.11.001.

23. DNA glycosylases provide antiviral defence in prokaryotes / A.A. Hossain et al // Nature. – 2024. – Vol. 629. – P. 410-416.

24. Single molecule analysis indicates stimulation of MUTYH by UV-DDB through enzyme turnover / S. Jang et al // Nucleic Acids Research. – 2021. – Vol. 49, № 14. – P. 8177-8188. https://doi.org/10.1093/nar/gkab591.

25. 8-Oxoguanine: from oxidative damage to epigenetic and epitranscriptional modification / J.Y. Hahm et al // Experimental & Molecular Medicine. – 2022. – Vol. 54. – P. 1626-1642. https://doi.org/10.1038/s12276-022-00801-x.

26. Dynamics of 8-Oxoguanine in DNA: Decisive Effects of Base Pairing and Nucleotide Context / S.S. Ovcherenko et al // Journal of the American Chemical Society. – 2023. – Vol. 145, № 10. – P. 5201-5213. https://doi.org/10.1021/jacs.3c00421.

27. 8-Oxoguanine DNA Glycosylase1 conceals oxidized guanine in nucleoprotein-associated RNA of respiratory syncytial virus / L. Pan et al // PLoS Pathogens. – 2024. – Vol. 20, № 10. – Article e1012616. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1012616.

28. De Rosa M. Roles for the 8-Oxoguanine DNA Repair System in Protecting Telomeres From Oxidative Stress / M. De Rosa, S.A. Johnson, P.L. Opresko // Frontiers in Cell and Developmental Biology. – 2021. – Vol. 9. – Article 758402. https://doi.org/10.3389/fcell.2021.758402.

29. Cellular Repair of Synthetic Analogs of Oxidative DNA Damage Reveals a Key Structure–Activity Relationship of the Cancer Associated MUTYH DNA Repair Glycosylase / S.G. Conlon et al // ACS Central Science. – 2024. – Vol. 10, № 2. – P. 291-301. https://doi.org/10.1021/acscentsci.3c00784.

30. OGG1 and MUTYH repair activities promote telomeric 8-oxoguanine induced senescence in human fibroblasts / M. De Rosa et al // Nature Communications. – 2025. – Vol. 16. – Article 893. https://doi.org/10.1038/s41467-025-00345-2.

31. Structure of the mammalian adenine DNA glycosylase MUTYH: insights into the base excision repair pathway and cancer / T. Nakamura et al // Nucleic Acids Research. – 2021. – Vol. 49, № 12. – P. 7154-7163. https://doi.org/10.1093/nar/gkab492.

32. Energetic preference of 8-oxoG eversion pathways in a DNA glycosylase / C. Bergonzo et al // Journal of the American Chemical Society. – 2011. – Vol. 133, № 37. – P. 14504-14506. https://doi.org/10.1021/ja205142d.

33. Cellular repair of synthetic analogs of oxidative DNA damage reveals a key structure–activity relationship of the cancer-associated MUTYH DNA repair glycosylase / S.G. Conlon et al // ACS Central Science. – 2024. – Vol. 10, № 2. – P. 291-301. https://doi.org/10.1021/acscentsci.3c00784.

34. Embryonic lethal phenotype reveals a function of TDG in maintaining epigenetic stability / S. Cortellino et al // Nature. – 2011. – Vol. 470, № 7334. – P. 419-423. https://doi.org/10.1038/nature09672.

35. Dalton S.R. DNA demethylation by TDG / S.R. Dalton, A. Bellacosa // Epigenomics. – 2012. – Vol. 4, № 4. – P. 459-467. https://doi.org/10.2217/epi.12.36.

36. Helicobacter pylori infection downregulates the DNA glycosylase NEIL2, resulting in increased genome damage and inflammation in gastric epithelial cells / I.M. Sayed et al // Journal of Biological Chemistry. – 2020. – Vol. 295, № 32. – P. 11082-11098. https://doi.org/10.1074/jbc.RA120.013933.

37. Novel roles of DNA glycosylases in neurodegenerative diseases and aging / V. Tiwari et al // Neural Regeneration Research. – 2025. – Vol. 21, № 5. – P. 1991-1992. https://doi.org/10.4103/NRR.NRR-D-24-01588.

38. DNA repair glycosylase hNEIL1 triages damaged bases via competing interaction modes / Liu Menghao et al // Nature Communications. – 2021. – Vol. 12. – Article 4108. https://doi.org/10.1038/s41467-021-24431-y.


Рецензия

Для цитирования:


Сарсенбаева У., Алмасбекова А., Шарипов К., Тайпақова С., Сапарбаев М. РОЛЬ ДНК-ГЛИКОЗИЛАЗ В ПОДДЕРЖАНИИ СТАБИЛЬНОСТИ ГЕНОМА. Вестник Университета Шакарима. Серия технические науки. 2026;(2(22)):445-457. https://doi.org/10.53360/2788-7995-2026-2(22)-49

For citation:


Sarsenbayeva U., Almasbekova A., Sharipov K., Taipakova S., Saparbayev M. THE ROLE OF DNA GLYCOSYLASES IN MAINTAINING GENOME STABILITY. Bulletin of Shakarim University. Technical Sciences. 2026;(2(22)):445-457. https://doi.org/10.53360/2788-7995-2026-2(22)-49

Просмотров: 2

JATS XML


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2788-7995 (Print)
ISSN 3006-0524 (Online)
X