胸腺嘧啶-DNA糖基化酶； TDG

HGNC 批准的基因符号：TDG

细胞遗传学位置：12q23.3 基因组坐标（GRCh38）：12:103,965,872-103,988,874（来自 NCBI）

▼ 说明

自发水解脱氨基的过程影响所有具有环外氨基的 DNA 碱基（Lindahl，1982）。5-甲基胞嘧啶的水解脱氨基导致 G/T 错配的形成。这些 G/T 错配被错配特异性 DNA 结合糖基酶 TDG 纠正为 G/C 碱基对。

▼ 克隆与表达

内德曼等人（1996）克隆了 TDG 的人类 cDNA。他们发现了 2 个不同的 cDNA 种类，它们在 3 素非翻译区有 100 个核苷酸的差异。这些 cDNA 编码 410 个氨基酸、46 kD 的多肽。体外和大肠杆菌表达的 TDG 在变性聚丙烯酰胺凝胶中迁移，表观大小为 60 kD。数据库搜索确定了编码小鼠 TDG 同源物的小鼠 cDNA 序列。Neddermann 等人认为，在 G/T 特异性酶和其他 DNA 糖基化酶之间没有发现共同的氨基酸序列基序（1996） TDG 属于一类新型碱基切除修复酶。

萨德等人（1997）通过 Northern 印迹分析表明，TDG 在所分析的所有人体组织中的表达水平大致相同。

▼ 基因功能

TDG 通过去除胸腺嘧啶和尿嘧啶部分来启动 G/T 和 G/U 错配的修复，通常与 CpG 岛相关。蒂尼等人（2002）报道 TDG 与转录共激活因子 CBP（600140）和 p300（602700）相关，并且所得复合物能够完成修复的切除步骤和组蛋白乙酰化。TDG 刺激转染细胞中的 CBP 转录活性，并相互充当 CBP/p300 乙酰化的底物。这种乙酰化触发 DNA 三元复合物中 CBP 的释放，并调节修复核酸内切酶 APE（107748）的募集。这些观察结果揭示了蛋白质乙酰化在碱基错配修复中的潜在调节作用以及 CBP/p300 在维持基因组稳定性中的作用。

他等人（2011）证明 DNA 中的 5-甲基胞嘧啶（5mC）和 5-羟甲基胞嘧啶（5hmC）在体外和培养细胞中被 Tet 双加氧酶（参见 607790）氧化为 5-羧基胞嘧啶（5caC）。5caC 被 TDG 专门识别并切除。小鼠胚胎干细胞中 TDG 的消耗导致 5caC 积累至易于检测的水平。他等人（2011）得出结论，Tet 蛋白氧化 5mC，随后 TDG 介导的 5caC 碱基切除构成了主动 DNA 去甲基化的途径。

▼ 生化特征

晶体结构

巴雷特等人（1998）研究了 MUG（错配特异性尿嘧啶 DNA 糖基化酶）、人类 TDG 的大肠杆菌同源物以及 DNA 复合物的晶体结构。他们对晶体结构的分析解释了胸腺嘧啶-DNA 糖基化酶活性和 G:U/T 错配的特异性。

巴巴等人（2005）以 2.1 埃的分辨率报道了与 SUMO1（601912）缀合的人 TDG 中心区域的晶体结构。该结构揭示了蛋白质表面突出的螺旋，这可能会干扰产物 DNA，从而促进 TDG 从 DNA 分子解离。该螺旋由 TDG 和 SUMO1 之间的共价和非共价接触形成。正如诱变所证实的那样，非共价接触对于从产物 DNA 中释放也是必不可少的。

▼ 基因结构

萨德等人（1997）表征了基因组克隆中包含的 TDG 基因部分的内含子/外显子边界，并鉴定了 1 个内含子中的 CA 二核苷酸重复。

▼ 测绘

德格雷戈里奥等人（1996）将 Tdg 基因定位到小鼠 10 号染色体，将假基因定位到小鼠 4 号染色体。功能基因定位到与人类 9p22-qter 同源的区域。

通过荧光原位杂交，Sard 等人（1997）将 3 个不同的 TDG 相关基因组克隆定位于 12 号染色体。PCR 和序列分析显示，只有 1 个（定位于 12q24.1）含有编码基因。

▼ 动物模型

科塔扎等人（2011）尝试生成 Tdg 敲除小鼠，但没有纯合缺失突变体存活。在定时交配中，在胚胎第 10.5 天分离的 Tdg-null 胚胎看起来还活着且正常，而在胚胎第 12.5 天分离的胚胎则死亡，并且在胚胎第 16.5 天检测不到任何胚胎。Tdg 缺失的胚胎在胚胎第 10.5 天产生了可存活的成纤维细胞，但只有三分之一的胚胎在第 11.5 天产生了成纤维细胞，这表明到了这个阶段，它们中的大多数已经死亡。科塔扎等人（2011）确定内出血是死亡原因。Tdg 缺失胚胎与影响发育基因表达的表观遗传畸变有关。来自 Tdg 缺失胚胎（小鼠胚胎成纤维细胞）的成纤维细胞显示出基因调控受损，这与受影响基因启动子处的组蛋白修饰和 CpG 甲基化不平衡相一致。TDG 与成纤维细胞和胚胎干细胞中此类基因的启动子相关，但表观遗传畸变仅在细胞谱系定型时出现。科塔扎等人（2011）表明，TDG 有助于在整个细胞分化过程中维持活性和二价染色质，促进染色质修饰复合物的正确组装并启动碱基切除修复以对抗异常的从头甲基化。科塔扎等人（2011）得出的结论是，TDG 依赖性 DNA 修复已经进化为谱系定型细胞提供表观遗传稳定性。