La pirofosfatasa DUTP , también conocida como DUT , es una enzima que en humanos está codificada por el gen DUT en el cromosoma 15. [4]
Este gen codifica una enzima esencial del metabolismo de los nucleótidos . La proteína codificada forma una enzima homotrimérica ubicua que hidroliza dUTP a dUMP y pirofosfato. Esta reacción tiene dos propósitos celulares: proporcionar un precursor (dUMP) para la síntesis de los nucleótidos de timina necesarios para la replicación del ADN y limitar las reservas intracelulares de dUTP. Los niveles elevados de dUTP conducen a una mayor incorporación de uracilo en el ADN, lo que induce una reparación por escisión extensa mediada por uracilo glicosilasa . Este proceso de reparación, que da como resultado la eliminación y reincorporación de dUTP, es contraproducente y conduce a la fragmentación del ADN y la muerte celular . El empalme alternativo de este gen conduce a diferentes isoformas que se localizan en la mitocondria o en el núcleo . Un pseudogen relacionado se encuentra en el cromosoma 19. [4]
En humanos, este gen codifica una enzima homotrimérica con dos isoformas caracterizadas por sus distintas localizaciones subcelulares : la isoforma nuclear (DUT-N) y la isoforma mitocondrial (DUT-M). [5] [6] [7]
El análisis de transferencia Northern revela distintos transcritos de ARNm para DUT-N (1,1 kb) y DUT-M (1,4 kb). [6] Las isoformas se producen a partir de empalmes alternativos en diferentes exones 5' , con el primer exón del DUT-N 767 pares de bases aguas abajo del primer exón del DUT-M. [6] [7] Se ha propuesto la regulación en diferentes promotores para tener en cuenta la expresión diferencial de estas isoformas. [6]
Las formas maduras de DUT-N (22 kDa) y DUT-M (23 kDa) son casi idénticas excepto por una región N-terminal corta presente en DUT-M. El precursor DUT-M (31 kDa) contiene una secuencia dirigida mitocondrial de 69 residuos rica en arginina que sufre escisión postraduccional para efectuar la importación mitocondrial. [5] [6] [7] Mientras tanto, la secuencia NLS monopartita es crítica para la función y localización nuclear de DUT-N, que de otro modo se acumularía en el citoplasma . [5] [7] Aunque ambas isoformas contienen NLS, la secuencia en DUT-M está secuestrada lejos de las carioferinas afines .[5] Los puntos isoeléctricos de DUT-N (6,0) y DUT-M (8,1) corresponden al pH de sus respectivos compartimentos subcelulares. [6]
DUT es un homotrímero con tres sitios activos formados por cada una de sus tres subunidades. [7] Por lo general, cada subunidad forma un barril de ocho hebras que intercambia hebras β C-terminales con las otras subunidades para ensamblarse en la estructura del trímero. Además del intercambio de cadenas β, estas subunidades interactúan a través de interfaces bimoleculares extendidas y un canal central triple. [8] Como miembro de la familia dUTPase , DUT requiere la presencia de un ion metálico divalente como Mg2+ para su función enzimática. [9] DUT-N también contiene una quinasa dependiente de ciclina de consenso sitio de fosforilación que se fosforila en la serina como parte de su regulación del ciclo celular. [6]