甲磺酸乙酯

甲磁酸乙酯 (EMS) 是一种致突变、致畸和致癌的有机化合物，化学式为 C3H8SO3。 它通过核苷酸替换在遗传物质中产生随机突变； 特别是通过鸟嘌呤烷基化诱导的 G:C 到 A:T 转变。 EMS 通常只产生点突变。 由于其效力和众所周知的突变谱，EMS 是实验遗传学中最常用的化学诱变剂。 然后可以在遗传筛选或其他测定中研究由 EMS 暴露引起的突变。

EMS 可以以每个基因 5x10-4 到 5x10-2 的速率诱导突变，而不会造成大量杀伤。 在模式生物 C. elegans 的典型 EMS 诱变实验中观察到的每个基因突变率为 5x10−4，对应于每个 G/C 碱基对约 7x10−6 个突变的原始突变率，或最初诱变的约 250 个突变 配子（包含约 100 Mbp、36% GC 单倍体基因组）。 这样的诱变配子将在基因中产生大约 9 种不同的功能丧失突变，其中 1 到 2 种突变位于必需基因内，因此是致命的。 然而，由于相同的必需基因不太可能在独立的配子中发生突变，并且如果必需基因的丢失没有杀死配子本身，下游配子融合通常允许产生的合子和生物体存活，因为现在杂合的非 功能性突变等位基因可能会被另一个配子提供的野生型等位基因拯救。

EMS的乙基与DNA中的鸟嘌呤反应，形成异常碱基O6-乙基鸟嘌呤。 在 DNA 复制过程中，催化该过程的 DNA 聚合酶经常将胸腺嘧啶而不是胞嘧啶置于 O6-乙基鸟嘌呤的对面。 在随后的几轮复制之后，原来的 G:C 碱基对可以变成 A:T 对（过渡突变）。 这会改变遗传信息，通常对细胞有害，并可能导致疾病。 RNA 聚合酶还可以将尿苷（胸腺嘧啶的 RNA 类似物）置于 O6-乙基鸟嘌呤损伤的对面。

O6-乙基鸟嘌呤可以通过与 O-6-甲基鸟嘌呤-DNA 甲基转移酶修复蛋白的活性位点半胱氨酸反应，以化学计量方式在体内修复。 据报道，O6-乙基鸟嘌呤在小鼠大脑中的体内半衰期约为 9 天，而在小鼠肝脏中约为 1 天。

EMS 在酿酒酵母中诱导有丝分裂重组。 有人提出，EMS 对 DNA 的损伤可能会导致修复过程，从而导致基因交换。

发现已知基因重组所需的六个基因中的任何一个有缺陷的噬菌体 T4 突变体比野生型噬菌体对 EMS 灭活更敏感。 这一发现表明，由这六个基因指定的蛋白质催化的重组过程用于修复 DNA 中的 EMS 致死损伤。

一般来说，EMS在水中不稳定，会水解成乙醇和甲磺酸，但在室温中性至酸性pH值下，它的半衰期相当长，超过1天。 因此，EMS在处置前必须专门降解。 协议要求在等体积的 0.1M NaOH 和 20% w/v 硫代硫酸钠灭活溶液中降解 EMS，持续至少六个半衰期（＞24 小时）。 EMS 在 1M NaOH 中的半衰期在室温下为 6 小时，而在 10% w/v 硫代硫酸钠溶液中的半衰期为 1.4 小时。