Hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase (HGPRT) là một loại enzyme do genHPRT1 mã hóa ở người.[1][2]
HGPRT là một enzyme nhóm transferase xúc tác quá trình chuyển đổi từ hypoxanthin thành inosine monophosphat và từ guanine thành guanosine monophosphat. Phản ứng này chuyển nhóm 5-phosphoribosyl từ 5-phosphoribosyl 1-pyrophosphat (PRPP) sang purine. HGPRT đóng vai trò trung tâm trong việc tạo ra các nucleotide purine thông qua con đường tận dụng purine (salvage pathway).
HGPRTase chủ yếu hoạt động để tận dụng nguồn purin từ DNA bị phân hủy để đưa trở lại các con đường tổng hợp purin. Enzyme này xúc tác phản ứng giữa guanin và phosphoribosyl pyrophosphat (PRPP) để tạo thành GMP, hoặc giữa hypoxanthine và phosphoribosyl pyrophosphat (PRPP) để tạo thành inosine monophosphat.
Cơ chất và chất ức chế
Mô hình hóa tương đồng (homology modelling) enzyme này trong ký sinh trùng Leishmania donovani cho thấy rằng trong số tất cả các hợp chất được sàng lọc bằng tính toán, pentamidine, 1,3-dinitroadamantane, acyclovir và các chất tương tự acyclovir có ái lực gắn kết cao hơn so với cơ chất guanosine monophosphat.[3]
Sự tương quan giữa dữ liệu in silico và in vitro của các hợp chất trên đã được kiểm chứng bằng enzym hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase (HGPRT) của Leishmania và đã xác nhận kết quả.[4]
Bệnh học
Đột biến gen mã hóa enzyme này dẫn đến tăng acid uric máu. Đã phát hiện ít nhất 67 đột biến gây bệnh trong gen này:[5]
Một số bệnh nhân nam bị thiếu hụt HGPRT một phần (giảm 20% hoạt tính enzyme) có tăng acid uric máu, dẫn đến bệnh gút và sỏi uric trong đường tiết niệu. Đây là hội chứng Kelley–Seegmiller.[6]
Một số đột biến có liên quan đến bệnh gút, nguy cơ mắc bệnh này tăng lên khi thiếu hụt hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase.
Sự biểu hiện HPRT ở mức mRNA và protein được kích hoạt bởi yếu tố cảm ứng thiếu oxy 1 (HIF1A). HIF-1 là một yếu tố phiên mã điều khiển một loạt các phản ứng tế bào được sử dụng để thích nghi trong điều kiện thiếu oxy. Phát hiện này cho thấy HPRT là một con đường quan trọng giúp bảo tồn nguồn nucleotide purin của tế bào trong điều kiện thiếu oxy ở một số bệnh lý như nhồi máu cơ tim.[8]
Tạo ra tế bào lai (hybridoma)
Tế bào lai là tế bào bất tử HGPRT+ (không chịu ảnh hưởng bởi lão hóa tế bào), được tạo ra từ sự hợp nhất giữa tương bào HGPRT+ không bất tử và tế bào u tủy bất tử, HGPRT−. Những tế bào lai này được tạo ra để sản xuất kháng thể đơn dòng trong công nghệ sinh học. Môi trường HAT (hypoxanthine – aminopterin – thymidine) ức chế tổng hợp acid nucleic de novo, tiêu diệt những tế bào u tủy bị mất khả năng thực hiện con đường tận dụng nucleotide do thiếu HPRT1. Các tương bào trong môi trường nuôi cấy cuối cùng sẽ chết do lão hóa, để lại các tế bào lai thuần chủng.
↑Ansari MY, Dikhit MR, Sahoo GC, Das P (tháng 4 năm 2012). "Comparative modeling of HGPRT enzyme of L. donovani and binding affinities of different analogs of GMP". International Journal of Biological Macromolecules. 50 (3): 637–49. doi:10.1016/j.ijbiomac.2012.01.010. PMID22327112.
↑Ansari MY, Equbal A, Dikhit MR, Mansuri R, Rana S, Ali V, Sahoo GC, Das P (tháng 11 năm 2015). "Establishment of Correlation between In-Silico &In-Vitro Test Analysis against Leishmania HGPRT to inhibitors". International Journal of Biological Macromolecules. 83: 78–96. doi:10.1016/j.ijbiomac.2015.11.051. PMID26616453.
Sculley DG, Dawson PA, Emmerson BT, Gordon RB (tháng 11 năm 1992). "A review of the molecular basis of hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase (HPRT) deficiency". Human Genetics. 90 (3): 195–207. doi:10.1007/bf00220062. PMID1487231. S2CID25118113.
Ansari MY, Dikhit MR, Sahoo GC, Das P (tháng 4 năm 2012). "Comparative modeling of HGPRT enzyme of L. donovani and binding affinities of different analogs of GMP". International Journal of Biological Macromolecules. 50 (3): 637–49. doi:10.1016/j.ijbiomac.2012.01.010. PMID22327112.
Sege-Peterson K, Chambers J, Page T, Jones OW, Nyhan WL (tháng 9 năm 1992). "Characterization of mutations in phenotypic variants of hypoxanthine phosphoribosyltransferase deficiency". Human Molecular Genetics. 1 (6): 427–32. doi:10.1093/hmg/1.6.427. PMID1301916.
Lightfoot T, Joshi R, Nuki G, Snyder FF (tháng 3 năm 1992). "The point mutation of hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase (HPRTEdinburgh) and detection by allele-specific polymerase chain reaction". Human Genetics. 88 (6): 695–6. doi:10.1007/BF02265300. PMID1551676. S2CID30114636.
Yamada Y, Goto H, Ogasawara N (1992). "Identification of two independent Japanese mutant HPRT genes using the PCR technique". Purine and Pyrimidine Metabolism in Man VII. Advances in Experimental Medicine and Biology. Quyển309B. tr.121–4. doi:10.1007/978-1-4615-7703-4_27. ISBN978-1-4615-7705-8. PMID1840476.
Sculley DG, Dawson PA, Beacham IR, Emmerson BT, Gordon RB (tháng 10 năm 1991). "Hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase deficiency: analysis of HPRT mutations by direct sequencing and allele-specific amplification". Human Genetics. 87 (6): 688–92. doi:10.1007/BF00201727. PMID1937471. S2CID2197550.
Gordon RB, Sculley DG, Dawson PA, Beacham IR, Emmerson BT (1991). "Identification of a single nucleotide substitution in the coding sequence of in vitro amplified cDNA from a patient with partial HPRT deficiency (HPRTBRISBANE)". Journal of Inherited Metabolic Disease. 13 (5): 692–700. doi:10.1007/BF01799570. PMID2246854. S2CID34183501.
Edwards A, Voss H, Rice P, Civitello A, Stegemann J, Schwager C, Zimmermann J, Erfle H, Caskey CT, Ansorge W (tháng 4 năm 1990). "Automated DNA sequencing of the human HPRT locus". Genomics. 6 (4): 593–608. doi:10.1016/0888-7543(90)90493-E. PMID2341149.
Gibbs RA, Nguyen PN, Edwards A, Civitello AB, Caskey CT (tháng 6 năm 1990). "Multiplex DNA deletion detection and exon sequencing of the hypoxanthine phosphoribosyltransferase gene in Lesch-Nyhan families". Genomics. 7 (2): 235–44. doi:10.1016/0888-7543(90)90545-6. PMID2347587.
Skopek TR, Recio L, Simpson D, Dallaire L, Melancon SB, Ogier H, O'Neill JP, Falta MT, Nicklas JA, Albertini RJ (tháng 6 năm 1990). "Molecular analyses of a Lesch-Nyhan syndrome mutation (hprtMontreal) by use of T-lymphocyte cultures". Human Genetics. 85 (1): 111–6. doi:10.1007/BF00276334. PMID2358296. S2CID21412991.
