AlkB 同源物 1，组蛋白 H2A 双加氧酶; ALKBH

• AlkB，大肠杆菌，同源物，1
• ABH1
• ABH

HGNC 批准的基因符号：ALKBH1

细胞遗传学位置：14q24.3 基因组坐标（GRCh38）：14:77,672,403-77,708,037（来自 NCBI）

▼ 克隆和表达

DNA 烷化剂可导致突变、肿瘤和细胞死亡。基于选择性毒性，烷化剂被用作抗病毒药物和癌症化疗。大肠杆菌 AlkB 蛋白可保护细胞免受 SN2 型烷化剂（例如甲磺酸甲酯（MMS））引起的突变和细胞死亡。Wei等通过EST数据库检索，以大肠杆菌AlkB为探针，筛选出人滑膜肉瘤cDNA文库（1996） 克隆了 ALKBH1，他们将其称为 ABH。ABH cDNA 编码推导的 299 个氨基酸的蛋白质，与 AlkB 52% 相似，23% 相同。Northern 印迹分析揭示了 2.1 kb ABH 转录物的普遍表达。SDS-PAGE分析表明ABH表达为34-kD蛋白。

通过睾丸 cDNA 文库的 PCR，Tsujikawa 等人（2007）克隆了全长ABH1。推导的 389 个氨基酸蛋白具有 C 端 AlkB 同源结构域，预计该结构域将充当 2-氧化戊二酸和 Fe（II） 依赖性加氧酶结构域。实时定量PCR检测到ABH1在所有16个检查组织中表达，其中脾脏中表达量最高，其次是胰腺和胎盘。荧光标记的 ABH1 主要在转染的 HeLa 细胞的细胞核中表达，细胞质染色较弱。

▼ 基因功能

Wei 等（1996） 发现，在 MMS 存在的情况下，大肠杆菌中 ABH 的表达增加了细胞的存活率。成纤维细胞中 ABH 的表达在暴露于 MMS 后没有变化，表明 ABH 的调节可能与大肠杆菌 AlkB 不同。

人们普遍认为5-甲基胞嘧啶是哺乳动物基因组中DNA甲基化的唯一形式。吴等人（2016） 发现 N（6）-甲基腺嘌呤是小鼠胚胎干细胞中 DNA 修饰的另一种形式。Alkbh1 编码 N（6）-甲基腺嘌呤的脱甲基酶。Alkbh1 缺陷细胞中 N（6）-甲基腺嘌呤水平的增加会导致转录沉默。N（6）-甲基腺嘌呤沉积与LINE-1转座子的进化年龄呈负相关；它的沉积在年轻（小于150万年）的L1元素中强烈富集，但在年老（超过600万年）的L1元素中不富集。N（6）-甲基腺嘌呤的沉积与此类 LINE-1 转座子及其邻近增强子和基因的表观遗传沉默相关，从而抵抗胚胎干细胞分化过程中的基因激活信号。由于年轻的全长 LINE-1 转座子在 X 染色体上大量富集，位于 X 染色体上的基因也被沉默。因此，N（6）-甲基腺嘌呤在哺乳动物进化中的表观遗传沉默中发挥作用，不同于其在其他生物体中基因激活中的作用。吴等人（2016） 得出的结论是，他们的结果表明 N（6）-甲基腺嘌呤构成了哺乳动物基因组表观遗传调控的重要组成部分。

除了传统的 AUG 甲硫氨酸密码子之外，线粒体 tRNA（met）（MTTM; 590065） 将 AUU 和 AUA 识别为甲硫氨酸，分别用于翻译起始和蛋白质延伸。哈格等人（2016） 发现非常规甲硫氨酸密码子的识别需要在 MTTM 的摆动位置内修改 C34。5-甲基胞嘧啶（m5C） 甲基转移酶 NSUN3（617491） 识别 MTTM 的反密码子茎环并将 C34 甲基化为 m5C34。ABH1 随后将 m5C34 氧化为 5-甲酰胞嘧啶（f5C34）。ABH1 的敲除消除了 f5C34 的形成，而 NSUN3 的耗尽则减少了 MTTM 修饰。任何一种酶的敲低都会导致线粒体翻译的显着减少。

▼ 生化特征

晶体结构

于等人（2006） 以 1.8 至 2.3 埃的分辨率确定了大肠杆菌 AlkB 底物和产物复合物的晶体结构。尽管 Fe-2-酮戊二酸双加氧酶核心与其他超家族成员中的核心相匹配，但独特的子结构域通过与多核苷酸主链接触将甲基化三核苷酸底物保持在活性位点中。酰胺氢交换研究和晶体学分析表明，这种底物结合“盖子”在构象上是灵活的，这可以使多种烷基化核苷酸底物以最佳催化几何结构对接。不同的晶体结构显示出隧道的打开和关闭状态，该隧道被认为控制氧扩散到活性位点。将厌氧米氏复合体的晶体暴露在空气中会产生缓慢但大量的 2-酮戊二酸氧化，而这种氧化与核苷酸氧化的耦合效率较低。于等人（2006） 得出结论，蛋白质动力学调节氧化还原化学，并且当蛋白质被限制在晶格中时，假设的活性氧-铁基配体在催化铁离子上的迁移可能会受到阻碍。

▼

FISH、Wei 等人绘制的图谱（1996） 将 ALKBH1 基因定位到染色体 14q24，正好位于与 14q31 的边界处。作者指出，该区域在平滑肌瘤中经常发生改变。