Intragenomische Decarboxylierung von 5‐Carboxy‐2′‐desoxycytidin

• Published in: Angewandte Chemie Vol. 133; no. 43; pp. 23394 - 23398
• Main Authors: Kamińska, Ewelina, Korytiaková, Eva, Reichl, Andreas, Müller, Markus, Carell, Thomas
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Weinheim Wiley Subscription Services, Inc 18.10.2021
• Subjects: Chemistry; Deoxyribonucleic acid; DNA; Oxidation
• ISSN: 0044-8249; 1521-3757
• DOI: 10.1002/ange.202109995

Abstract DNA besteht aus den vier kanonischen Nukleosiden dA, dC, dG und T. Zudem findet sich auch 5‐Methylcytosin (mdC) in der genomischen DNA. Die Methylierung von dC zu mdC reguliert die Transkriptionsaktivität. Daneben enthält insbesondere das Genom von Stammzellen drei weitere dC‐Derivate, die durch schrittweise Oxidation der Methylgruppe mithilfe von Tet‐Enzymen gebildet werden: 5‐Hydroxymethyl‐dC (hmdC), 5‐Formyl‐dC (fdC) und 5‐Carboxy‐dC (cadC). Es wird angenommen, dass fdC und cadC wieder in dC umgewandelt werden, wodurch ein epigenetischer Kontrollzyklus entsteht, der mit der Methylierung von dC zu mdC beginnt und mit der Oxidation und Entfernung von fdC und cadC endet. Während fdC nachweislich eine intragenomische Deformylierung zu dC durchläuft, wurde eine vergleichbare Decarboxylierung von cadC zwar postuliert, aber bisher nicht beobachtet. Hier zeigen wir mithilfe von Stoffwechselmarkierungen in verschiedenen Zelltypen, dass cadC decarboxyliert, was bestätigt, dass sowohl fdC als auch cadC Nukleoside sind, die im Genom durch Spaltung der C‐C‐Bindung direkt in dC zurückverwandelt werden.