Human apurinic/apyrimidinic (AP) endonuclease APE1 is one of the participants in the DNA base excision repair. The main biological function of APE1 is to hydrolyze the phosphodiester bond on the 5′-side of the AP sites. It has been shown recently that APE1 acts as an endoribonuclease and can cleave mRNA, thereby controlling the level of some transcripts. The sequences of CA, UA, and UG dinucleotides are the cleavage sites in RNA. In the present work, we performed a comparative analysis of the cleavage efficiency of model RNA substrates with short hairpin structures in which the loop size and the location of the pyrimidine–purine dinucleotide sequence were varied. The effect of various divalent metal ions and pH on the efficiency of the endoribonuclease reaction was analyzed. It was shown that site-specific hydrolysis of model RNA substrates depends on the spatial structure of the substrate. In addition, RNA cleavage occured in the absence of divalent metal ions, which proves that hydrolysis of DNA- and RNA substrates occurs via different catalytic mechanisms.
Апуриновая/апиримидиновая эндонуклеаза человека APE1 – один из участников системы эксцизионной репарации оснований ДНК. Основной биологической функцией APE1 считается гидролиз фосфодиэфирной связи с 5′-стороны от АР-сайтов. Как показано недавно, APE1 выступает в качестве эндорибонуклеазы, которая может расщеплять мРНК и тем самым контролировать уровень определенных транскриптов. APE1 расщепляет преимущественно динуклеотиды CA, UA и UG в РНК. В настоящей работе проведен сравнительный анализ эффективности расщепления модельных РНК-субстратов, представляющих собой короткие шпилечные структуры, в которых варьировали размер петли, а также местоположение динуклеотидной последовательности пиримидин–пурин. Выявлено влияние различных ионов двухвалентных металлов и pH на протекание эндорибонуклеазной реакции. Показано, что сайт-специфический гидролиз модельных РНК-субстратов зависит от пространственной структуры субстрата. Кроме того, расщепление РНК происходит в отсутствие ионов двухвалентных металлов, что свидетельствует об изменении каталитического механизма, установленного для реакции гидролиза ДНК-субстратов.