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2024-09-16T16:28:26Z

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{{Infobox Protein
|Name = DNA-Methyltransferasen
|EC-Nummer = 2.1.1.37
|Kategorie = Methyltransferasen
|Reaktionsart = [[DNA-Methylierung]], Übertragung einer Methylgruppe auf den [[Pyrimidin]]-Ring des [[Cytosin]]s in Position 5 durch eine „DNA (cytosine-5-)-methyltransferase“ (EC 2.1.1.37).
|Substrat = [[Cytosin]] innerhalb von DNA
|Produkte = [[5-Methylcytosin]] innerhalb von DNA
|MoreEC1 = {{Infobox Protein/MoreEC
|EC-Nummer=2.1.1.72
|Kategorie=Methyltransferasen
|Reaktionsart=DNA-Methylierung, Übertragung einer Methylgruppe auf Position ''N''6 ([[Aminogruppe]] am [[Purin]]-Ring in Position 6) des [[Adenin]]s durch eine „Site-specific DNA-methyltransferase (adenine-specific)“ (EC 2.1.1.72).
|Substrat=[[Adenin]] innerhalb von DNA
|Produkte=[[N6-Methyladenin|''N''6-Methyladenin]] innerhalb von DNA
}}
|MoreEC2 = {{Infobox Protein/MoreEC
|EC-Nummer=2.1.1.113
|Kategorie=Methyltransferasen
|Reaktionsart=DNA-Methylierung, Übertragung einer Methylgruppe auf Position ''N''4 des [[Cytosin]]s (auf die Aminogruppe am [[Pyrimidin]]-Ring in Position 4) durch eine „Site-specific DNA-methyltransferase (cytosine-N(4)-specific)“ (EC 2.1.1.113).
|Substrat=[[Cytosin]] innerhalb von DNA
|Produkte=[[N4-Methylcytosin|''N''4-Methylcytosin]] innerhalb von DNA
}}
}}

'''DNA-Methyltransferasen''', auch DNA-MTasen genannt, sind [[Enzym]]e, die [[Methylgruppe]]n auf [[Nukleinbasen]] der DNA übertragen. Die durch diese Enzyme katalysierte [[DNA-Methylierung]] hat eine Vielzahl biologischer Funktionen. In [[Bakterien]] werden sie unter anderem dazu genutzt, bakterieneigene [[DNA]] zu methylieren, damit beispielsweise [[Restriktionsenzym]]e Fremd-DNA und eigene DNA unterscheiden können. Alle bekannten DNA-Methyltransferasen verwenden S-Adenosyl-Methionin (SAM) als Methylgruppendonor.

== Klassifizierung ==
=== EC-Klassifizierung ===
Die DNA-MTasen sind nach der Einteilung durch [[EC-Nummer]]n mit drei Einträgen innerhalb der [[Methyltransferasen]] vertreten (EC 2.1.1 – [[ExPASy]]<ref name="Expasy_2.1.1">{{Internetquelle |autor= |url=https://enzyme.expasy.org/EC/2.1.1.- |titel=Enymklasse 2.1.1 (enzyme.expasy.org/EC/2.1.1.-) |werk=ExPASy SIB Bioinformatics Resource Portal |hrsg=SIB Swiss Institute of Bioinformatics |datum= |sprache=en |abruf=2019-10-17 |kommentar=Release 16-Oct-19}}</ref>), die nach den chemischen Reaktionen, welche sie katalysieren, definiert werden:
* Methylierung von Adenin zu [[N6-Methyladenin|''N''6-Methyladenin]] innerhalb von DNA ({{EC|2.1.1.72}})
* Methylierung von Cytosin zu [[N4-Methylcytosin|''N''4-Methylcytosin]] innerhalb von DNA ({{EC|2.1.1.113}})
* Methylierung von Cytosin zu [[5-Methylcytosin]] innerhalb von DNA ({{EC|2.1.1.37}})

{| class="wikitable"
|[[Datei:DNA methyltransferases and EC system.png|alt=Bild nicht vorhanden!|mini|540x540px|Siehe nebenstehender Text.]]'''Die DNA-Methyltransferasen und das EC-Klassifizierungssystem'''
Innerhalb des [[EC-Nummer]]n-Systems sind die DNA-Methyltransferasen (im Bild englisch: DNA methyltransferases) keine Enzymklasse (ENZYME class) und kein einzelner Eintrag (ENZYME entry).

Die DNA-Methyltransferasen haben drei Einträge (ENZYME entries) innerhalb einer längeren Liste der [[Methyltransferasen]] (Methyltransferases; ENZYME class: 2.1.1).

Die Methyltransferasen gehören zu den Enzymen, die Gruppen mit einem Kohlenstoff-Atom übertragen (Transferring one-carbon groups; ENZYME class: 2.1), die wiederum zu den [[Transferase]]n gehören (Transferases; ENZYME class: 2).

Die Einträge für DNA-Methylferasen lauten:
* '''DNA (cytosine-5-)-methyltransferase''' (ENZYME entry: EC 2.1.1.37),
* '''Site-specific DNA-methyltransferase (adenine-specific)''' (ENZYME entry: EC 2.1.1.72) und
* '''Site-specific DNA-methyltransferase (cytosine-N(4)-specific)''' (ENZYME entry: EC 2.1.1.113).

Die Angaben mit dem Wort „ENZYME“ wurden auf dem ExPASy SIB Bioinformatics Resource Portal gefunden (Abruf 17. Oktober 2019, z. B.<ref name="Expasy_2.1.1" />).
|}

=== Einteilung nach dem Methylierungszustand der DNA (Wartung und ''de novo'') ===
Bei Lebewesen mit ausgeprägter [[Differenzierung (Biologie)|Differenzierung]] werden die DNA-Methylasen nach ihrem Auftreten in verschiedenen [[Ontogenese|Entwicklungsstadien]] eingeteilt. Bei Pflanzen und Tieren ist die Differenzierung häufig mit umfassenden Änderungen des Methylierungszustandes der DNA verbunden; das wurde besonders bei verschiedenen [[Modellorganismus|Modellorganismen]], zum Beispiel bei der [[Acker-Schmalwand]] (''Arabidopsis thaliana'',<ref>{{Literatur |Autor=Marc W. Schmid, Christian Heichinger, Diana Coman Schmid, Daniela Guthörl, Valeria Gagliardini |Hrsg= |Titel=Contribution of epigenetic variation to adaptation in Arabidopsis |Sammelwerk=Nature Communications |Band=9 |Nummer=1 |Auflage= |Verlag= |Ort= |Datum=2018-10-25 |ISBN= |ISSN=2041-1723 |Seiten=4446 |DOI=10.1038/s41467-018-06932-5 |PMC=6202389 |PMID=30361538}}</ref> stellvertretend für die [[Gefäßpflanzen]]) und bei der [[Hausmaus]] (''Mus musculus'',<ref name=":7">{{Literatur |Autor=Jennifer M. SanMiguel, [[Marisa S. Bartolomei]] |Hrsg= |Titel=DNA methylation dynamics of genomic imprinting in mouse development |Sammelwerk=Biology of Reproduction |Band=99 |Nummer=1 |Auflage= |Verlag= |Ort= |Datum=2018-07-01 |ISBN= |ISSN=1529-7268 |Seiten=252–262 |DOI=10.1093/biolre/ioy036 |PMC=6044325 |PMID=29462489}}</ref> stellvertretend für die [[Säugetiere]]) untersucht.

''De-novo''-DNA-Methyltransferasen (englisch ''de novo DNA methyltransferases'') erkennen spezifische Stellen in der DNA, welche es ihnen erlauben, [[Cytosin]] ''[[De-novo-Synthese|de novo]]'' zu methylieren. Dies ist bei Säugetieren besonders in der frühen Embryonalentwicklung wichtig, da durch sie ein Methylierungsmuster aufgebaut wird (siehe auch [[genomische Prägung]]).

DNA-Methyltransferasen zur „Wartung“ (englisch ''maintenance'') fügen Methylgruppen an solchen Stellen der DNA an, an denen an einem DNA-Strang schon eine Methylgruppe vorhanden ist. Dadurch wird das Methylierungsmuster, welches einmal in der Embryonalentwicklung durch die ''De-novo''-DNA-Methyltransferasen aufgebaut wurde, erhalten.

== Literatur ==
* W. A. Loenen, A. S. Daniel, H. D. Braymer, N. E. Murray: ''Organization and sequence of the hsd genes of Escherichia coli K-12.'' In: ''J. Mol. Biol.'' 198 (2), November 1987, S. 159–170. [[doi:10.1016/0022-2836(87)90303-2]]. PMID 3323532.
* K. E. Narva, J. L. Van Etten, B. E. Slatko, J. S. Benner: ''The amino acid sequence of the eukaryotic DNA [N6-adenine]methyltransferase, M.CviBIII, has regions of similarity with the prokaryotic isoschizomer M.TaqI and other DNA [N6-adenine] methyltransferases.'' In: ''Gene.'' 74 (1), Dezember 1988, S. 253–259. [[doi:10.1016/0378-1119(88)90298-3]]. PMID 3248728.
* R. Lauster: ''Evolution of type II DNA methyltransferases. A gene duplication model.'' In: ''J. Mol. Biol.'' 206 (2), März 1989, S. 313–321. [[doi:10.1016/0022-2836(89)90481-6]]. PMID 2541254.
* A. Timinskas, V. Butkus, A. Janulaitis: ''Sequence motifs characteristic for DNA [cytosine-N4] and DNA [adenine-N6] methyltransferases. Classification of all DNA methyltransferases.'' In: ''Gene.'' 157 (1–2), Mai 1995, S. 3–11. [[doi:10.1016/0378-1119(94)00783-O]]. PMID 7607512.
* J. Labahn, J. Granzin, G. Schluckebier, D. P. Robinson, W. E. Jack, I. Schildkraut, W. Saenger: ''Three-dimensional structure of the adenine-specific DNA methyltransferase M.Taq I in complex with the cofactor S-adenosylmethionine.'' In: ''Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.'' 91 (23), November 1994, S. 10957–10961. [[doi:10.1073/pnas.91.23.10957]]. {{PMC|45145}}. PMID 7971991.
* J. E. Kelleher, A. S. Daniel, N. E. Murray: ''Mutations that confer de novo activity upon a maintenance methyltransferase.'' In: ''Journal of Molecular Biology.'' 221 (2), 1991, S. 431–440. [[doi:10.1016/0022-2836(91)80064-2]]. PMID 1833555.
* J. Pósfai, A. S. Bhagwat, R. J. Roberts: ''Sequence motifs specific for cytosine methyltransferases.'' In: ''Gene.'' 74 (1), Dezember 1988, S. 261–265. [[doi:10.1016/0378-1119(88)90299-5]]. PMID 3248729.
* S. Kumar, X. Cheng, S. Klimasauskas, S. Mi, J. Posfai, R. J. Roberts, G. G. Wilson: ''The DNA (cytosine-5) methyltransferases.'' In: ''Nucleic Acids Res.'' 22 (1), Januar 1994, S. 1–10. [[doi:10.1093/nar/22.1.1]]. {{PMC|307737}}. PMID 8127644.
* R. Lauster, T. A. Trautner, M. Noyer-Weidner: ''Cytosine-specific type II DNA methyltransferases. A conserved enzyme core with variable target-recognizing domains.'' In: ''J. Mol. Biol.'' 206 (2), März 1989, S. 305–312. [[doi:10.1016/0022-2836(89)90480-4]]. PMID 2716049.
* X. Cheng: ''DNA modification by methyltransferases.'' In: ''Curr. Opin. Struct. Biol.'' 5 (1), Februar 1995, S. 4–10. [[doi:10.1016/0959-440X(95)80003-J]]. PMID 7773746.

== Einzelnachweise ==
<references />

{{SORTIERUNG:DnaMethyltransferase}}
[[Kategorie:Methyltransferase| DNA-]]
[[Kategorie:Proteingruppe]]

DNA-Methyltransferasen - Versionsgeschichte

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