Structural Rationalization for the Nonmutagenic and Mutagenic Bypass of the Tobacco-Derived O4-4-(3-Pyridyl)-4-oxobut-1-yl-thymine Lesion by Human Polymerase η: A Multiscale Computational Study
Notice bibliographique
Résumé
Tobacco-derived pyridyloxobutyl (POB) DNA adducts are unique due to the large size and flexibility of the alkyl chain connecting the pyridyl ring to the nucleobase. Recent experimental work suggests that the O4-4-(3-pyridyl)-4-oxobut-1-yl-T (O4-POB-T) lesion can undergo both nonmutagenic (dATP) and mutagenic (dGTP) insertion by the translesion synthesis (TLS) polymerase (pol) η in human cells. Interestingly, the mutagenic rate for O4-POB-T replication is reduced compared to that for the smaller O4-methylthymine (O4-Me-T) lesion, and O4-POB-T yields a different mutagenic profile than the O2-POB-T variant (dTTP insertion). The present work uses a combination of density functional theory calculations and molecular dynamics simulations to probe the impact of the size and flexibility of O4-POB-T on pol η replication outcomes. Due to changes in the Watson-Crick binding face upon damage of canonical T, O4-POB-T does not form favorable hydrogen-bonding interactions with A. Nevertheless, dATP is positioned for insertion in the pol η active site by a water chain to the template strand, which suggests a pol η replication pathway similar to that for abasic sites. Although a favorable O4-POB-T:G mispair forms in the pol η active site and DNA duplexes, the inherent dynamical nature of O4-POB-T periodically disrupts interstrand hydrogen bonding that would otherwise facilitate dGTP insertion and stabilize damaged DNA duplexes. In addition to explaining the origin of the experimentally reported pol η outcomes associated with O4-POB-T replication, comparison to structural data for the O4-Me-T and O2-POB-T adducts highlights an emerging common pathway for the nonmutagenic replication of thymine alkylated lesions by pol η, yet underscores the broader impacts of bulky moiety size, flexibility, and position on the associated mutagenic outcomes.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
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