Glykosylasen

Glykosylasen sind Enzyme der Base-Exzisions-Reparatur (BER) der DNA. Sie erkennen beschädigte oder unpassende Basen in der Doppelhelix und katalysieren die Spaltung der N-Glykosid-Verbindung zwischen der Base und dem Zucker. Dadurch entsteht eine abbasische Stelle (AP-Stelle), die von weiteren Enzymen repariert wird. Dieser Schritt ist der erste und schlüsselnde Schritt der BER, der Verletzungen durch Oxidation, Deamination oder Alkylierung entgegenwirkt.

Glykosylasen unterscheiden sich nach ihrem Mechanismus in monofunktionale und bifunktionale Typen. Monofunktionale Glycosylasen besitzen nur Glycosylase-Aktivität und erzeugen eine AP-Stelle, die anschließend von einem AP-Endonuklease weiter verarbeitet wird. Bifunktionale Glycosylasen besitzen zusätzlich eine Lyasenaktivität und schneiden die Zucker-Phosphat-Scheibe direkt, wodurch der Reparaturprozess oft schneller in Gang gesetzt wird.

Zu den bekanntesten Glykosylasen gehören die Uracil-DNA-Glycosylase (UNG), die 8-oxoguanin-DNA-Glycosylase (OGG1), MutY-Homologe (MUTYH), die NEIL-Familie (NEIL1-NEIL3), die Thyminder-DNA-Glycosylase (TDG) und SMUG1. Sie erkennen unterschiedliche Arten von Schäden: Uracil aus der Deamination von Cytosin, 8-oxoguanin aus oxidativem Stress, fehlerhafte Basenpaare (z. B. G-T) sowie andere oxidierte oder veränderte Basen. Glycosylasen sind in Bakterien, Archaea und Eukaryoten vorhanden und tragen wesentlich zur Wahrung der genomischen Integrität bei.

Im Menschen sind MutYH-Varianten mit assoziierten Polyposen (MAP) verbunden, und Defekte in BER-Glykosylasen können das Krebsrisiko erhöhen.