El desvío de los aductos de aflatoxina B1 por la polimerasa IV del ADN de Sulfolobus solfataricus

Área de la Ciencia:

• Bioquímica y Biología Molecular.
• Biología Estructural Biología estructural.
• Genética y Genómica.

Sus antecedentes:

• La aflatoxina B (AFB) es un potente carcinógeno que forma adyuctos de ADN in vivo.
• El adducto AFB(1)-N7-dG puede reorganizarse a un derivado AFB(1)-FAPY más mutagénico.
• Se sabe que estos adductos causan transversiones G→T en bacterias como Escherichia coli.

Objetivo del estudio:

• Para investigar el mecanismo por el cual la ADN polimerasa IV (Dpo4) de Sulfolobus solfataricus evita los adductos de AFB(1)-ADN.
• Para aclarar la base estructural de la mutagenicidad diferencial de los aductos AFB(1)-N7-dG y AFB(1)-FAPY.
• Para entender cómo Dpo4 acomoda estos añadidos durante la replicación.

Principales métodos:

• Se utilizó la cristalografía de rayos X para determinar las estructuras de Dpo4 en complejo con plantillas de ADN aducidas y nucleótidos entrantes.
• Se resolvieron las tres estructuras ternaras (Dpo4-DNA-dNTP) de AFB(1)-N7-dG.
• También se determinó una estructura binaria (Dpo4-DNA) de una plantilla adducida AFB(1)-FAPY: estructuras primarias y ternales con adductos AFB(1)-β-FAPY.

Principales resultados:

• Dpo4 elude el adducto AFB(1)-N7-dG de una manera libre de errores, insertando dCTP frente al adducto.
• Dpo4 replica más allá del adducto AFB(1)-FAPY de una manera propensa a errores, insertando erróneamente dATP y dTTP, consistente con las mutaciones G→T observadas.
• El análisis estructural reveló interacciones específicas de enlaces de hidrógeno y orientaciones de adutos dentro del sitio activo Dpo4 que influyen en la fidelidad de inserción de nucleótidos.

Conclusiones:

• El procesamiento diferencial de los adductos AFB(1) -N7-dG y AFB(1) -FAPY por Dpo4 contribuye a sus distintos potenciales mutagénicos.
• Los conocimientos estructurales sobre las interacciones de los adductos de Dpo4-DNA explican los mecanismos de derivación observados libres de errores frente a los propensos a errores.
• Comprender estos mecanismos de derivación de la lesión es crucial para comprender la genotoxicidad de la AFB y desarrollar estrategias de mitigación.