Onkologiya-

B.P.Kopnin

Cancer Russian Research Center. Blokhin RAMS, Moskva

zdroj RosOncoWeb.Ru

01 0203 0405 0607
3.3. p53 - multifunkčný nádorový supresor, viac vsegoporazhaemy v rôznych ľudských nádoroch

3.3.1. Typy nádorov, spojených s abnormálne p53

Najuniverzálnejší molekulárnej zmeny v rôznych novoobrazovaniyahcheloveka je inaktivácia funkcie proteínu p53. Viac ako polovinevseh ľudských nádorov (nádory 50-60% viac ako 50 razlichnyhtipov) detekovaná génu p53 mutácie. Na rozdiel od iných opuholevyhsupressorov, vyznačujúci sa tým, mutácií, zastavenie sintezbelka (delécie, tvorenie stop kodónov shift kódovanie zosadzovanie rám mRNA porušení), veľká väčšina (90%) zlúčeniny uvedené v p53 mutácie missense mutácie vedúce k zameneodnoy z aminokyselín v proteínové molekuly do druhého. Ďalšie odnoyosobennostyu mutácie p53 v nádorových bunkách je, ktorými nič, na rozdiel od iných nádorových supresorových mutácií, heterozygotnou chastoyavlyayutsya, tj. To má vplyv len na jednu z dvoch alleleygena. (Dôvody pre tieto rozdiely budú popísané nižšie, usporiadanie a funkcie proteínu p53 rassmotreniistrukturnoy - pozri bod 3.3.2.).

Mutácie sa nachádzajú v rôznych častiach p53 molekuly, ale v jeho chaschevsego evolučne konzervované DNA-väzbovú doménu, a s najväčšou frekvenciou v kodónoch 175, 245, 248, 249, 273. 282 (tak zvané horúce škvrny) - viď obr .. 2. Je zaujímavé, že spektrum mutácií sa trochu líši v závislosti na gistogenezaopuholi a / alebo etiologickým faktorom. Napríklad, mutácie v kodone175 nebola nájdená v pľúcnych nádorov, a nahradiť inou goryacheytochke - Kodona 273 - nemôžu byť detekované blastická kríza hronicheskogomieloidnogo leukémie. V rovnakej dobe, pre rakoviny pľúc harakternymutatsii v kodóne 145, to je veľmi zriedka v iných tumorov, a mutácie v kodóne 249 sa nachádzajú predovšetkým v hepatokarcinom spôsobené konkrétnej karcinogén - aflatoxíny B. Je zrejmé, že odraz pôsobeniu karcinogénov s rôznymi mechanizmami mutagennogodeystviya sú aj rozdiely v charaktere p53 mutácie v inom opuholyah.Tak, u nádorov pľúc, pečene a lymfómov aminokislotnyhostatkov nahradenie vo väčšine prípadov je to spôsobené transverze (v DNKpurinovy ​​nukleotidové zástupcu nen na pyrimidínu alebo naopak) a priori kožných karcinómov, Burkittov lymfóm, leukémia T-buniek - prechodov (výmena purínové základ pre inú purínový alebo pyrimidínový pirimidinovogona iné).

Zárodočného (došlo zárodočných bunkách a prenáša ponasledstvu) mutáciu v jednej alele génu p53 príčiny sindromLi-Fraumeni, obsahujúce razvitiyurazlichnyh kongenitálna predispozície k novotvarov, najmä sarkómy rakovinou molochnoyzhelezy, lymfocytárnej leukémie. Často, Li-Fraumeniho syndróm harakterizuetsyavozniknoveniem viac primárnych nádorov. Je pozoruhodné, že u transgénnych myší nesúcich inaktivačné mutácie v gener53, je obraz, to je veľmi pripomínajúci Lee Fraumeni.Primerno syndrómu tretín zvierat, ktorá inaktivované jeden z dvuhalleley p53, do 6-9 mesiacov po narodení, ešte nádory a ich rozsah je veľmi podobný ako u syndrómu Li-Fraumeni.Pri táto časť v týchto nádorov, ako aj nádorov v patsientovs Li-Fraumeni syndróm, nepovrezhdennogoallelya udržal expresiu génu p53. Vrodené inaktiváciu vo všetkých bunkách organizmaoboih alely nádor p53 sa vyvíja v podstate vsehzhivotnyh. Približne rovnaký obrázok je vidieť v transgennyhmyshey nesúci ďalšie exogénny p53 alelu, kodiruyuschiybelok missense mutácie.

Je dôležité zdôrazniť, že mutácie - nie je jediný spôsob narusheniyafunktsii proteín p53 v nádorových bunkách. Takže, pre 10-20% rakoviny molochnoyzhelezy, ako aj charakteristické neuroblastómu transportar53 narušenia z cytoplazmy do jadra, kde sa vykonáva svoju funktsionalnuyuaktivnost. Ako súčasť osteosarkómy kletochnogoonkogena pozorované amplifikácie MDM2, produkt, ktorý sa viaže na a inaktivuje belokr53 (viď. Kapitola 3.3.3). V prípade rakoviny krčka maternice, papilloma vírusy assotsiirovannoms človek, väzbu p53 na virusnymonkobelkom E6), ktorá spôsobí degradáciu proteínu p53, atď.

3.3.2. Organizačnú štruktúru a biochemická aktivita belkar53

Produktom génu p53 má mol. hmotnosť 53 kDa a skladá sa zo 392 aminokislotnyhostatkov. Tvorí tetramerický komplex, ktorý je schopný regulirovattranskriptsiyu rad génov, ktoré sú v štruktúre DNA spetsificheskieposledovatelnosti zvanej p53-responzívne tvorba politiky elementy.V molekula p53 mapované niekoľko funkčne významné domény, ktoré hrajú dôležitú úlohu pri vykonávaní a regulácia jeho aktivity (Obr. 2).

N-koncová časť (aminokyseliny 1-42), je domény zodpovedné za transkripčný aktiváciu cieľových génov. Onobladaet schopnosť viazať sa na komponenty bazálnej faktorovtranskriptsii, najmä podjednotiek hTAFII31, hTAF70 kompleksaTFIID RNA polymerázy II, ako aj transkripčný kofaktoromp300 / CBP. Okrem toho, táto doména je zapojená do interakcie proteín-proteín, ktoré regulujú stabilitu p53. A konečne, to raspolozhenoneskolko serínu a treonínu kotoryhreguliruet aktivitu p53.

Obr. 2. Schematické znázornenie funkčných domén proteínu p53, navrhované získanie modelového proteínu transkripčný aktivnoykonformatsii a výskyt nádorov v chelovekamutatsy v rôznych oblastiach p53 molekuly.

Centrálna doména p53 (aminokyseliny 120 až 290) sa viaže neposredstvennouznaet a reguliruemyhgenov špecifické DNA sekvencie, tzv p53-responzívne elementy pozostávajúce izraspolozhennyh po sebe idúcich sekvencie obobschennoystrukturoy typu PuPuC (A / T) (A / T) GPyPyPy (Pu - purín, py - pyrimidín) .Imenno v DNA-väzbovej domény je lokalizovaná mutácia bolshinstvotochechnyh detekované v rôznych ľudských nádoroch (obrázok 2) ..

Ďalej prichádzajú oblasti zodpovedné za jadrovú lokalizáciu (aminokisloty305-323) a dimerizáciu / tetramerizaci p53 molekúl (aminokisloty323-356). C-koncová časť proteínu p53 (aminokyseliny 363 až 392) s názvom predstavlyaetsoboy inhibičný domény. V nemodifitsirovannomsostoyanii výsadbe zabraňuje DNA väzbovú doménu pre spetsificheskuyuposledovatelnost regulovaný gén. Fosforylácie a atsetilirovanieego určité miesta spôsobiť konformační zmeny belkovoymolekuly a p53 polysulfidu amónneho, tetrameru prechodu z neaktívnu (latentnú) na aktívny. Výsledkom je, že DNA väzbovej domény osvobozhdayutsyaot blokujúce účinok a inhibičný domény získať sposobnostsaditsya p53-responzívne prvky. Tým, že základné faktorov responsivnymgenam transkripcie svyazyvayuschiesyas N-terminálny časť proteínu p53 a stimulovať RNA syntézu cieľových génov.

Okrem zvýšenia transkripcie génov, ktoré obsahujú spetsificheskieresponsivnye prvky, p53 má tiež u drugihaktivnostey. Najmä je schopný potlačiť transkripciu génu mnogihdrugih také protoonkogeny BCL2, JUN a FOS, gén fibronektinai atď Základom tohto trans-represia je niekoľko mechanizmov: väzba a sekvestrácia aktivovanej p53 faktorovtranskriptsii odmocněnec (P300 / CBP, TBP, CBF) - a schopnosť viazať špecifické gény rekrutirovatk histondeacetylázu (HDAC), atď. Remodeliruyuschiehromatin- Okrem toho sa viaže na p53 proteíny vovlechennymiv replikácie alebo DNA opravy, a v dôsledku toho, modulovať etiprotsessy. Tým, že interakcia s RP-proteín, inhibuje egosposobnost aktiváciu DNA polymerázu, A a D, chegoyavlyaetsya výsledok inhibícia replikácie DNA. Prepojenie komponenty kompleksaTFIIH (ERCC2, ERCC3 a kol.), Bude aktivovať funkciu p53 a tým stimuliruettem vyrezanie opravy DNA. Väzba proteínu p53 s belkomRad51 vedie k stimulácii DNA rekombinácie a zvýšenie effektivnostireparatsiyu zlomy DNA dvouřetězcové. Podieľať sa na p53 reparatsiiDNK tiež ukazuje jeho schopnosť byť aktívny 3`-5'-ekzonukleazyi rozpoznať časti jednovláknové DNA a / alebo nepárových báz.

Obr. 3. Schematické znázornenie rôznych konformační sostoyaniyr53 rozpoznaný špecifickými protilátkami. Onkogénne mutatsiivyzyvayut nevratné prechod molekuly v denaturovanom stave, pri ktorej sa otvorí skôr nedostupné epitop, a naopak, zmiznú, niektoré predtým dostupné epitopy.

Špecifické nádorové bunky missense mutácie vedú krezkomu zmena v konformácii molekuly proteínu p53 (obrázok 3) Chtov do značnej miery ovplyvňuje všetky z uvedených skutočností je aktívna :. Je strata alebo oslabenie schopnosti viazať a aktivirovatgeny s p53-responzívne elementy, potlačiť ďalšie spetsificheskiegeny cieľ inhibujú replikáciu DNA a stimulovať reparatsiyuDNK. Okrem toho, pretože p53 tvoria tetramerický komplexy mutácie jednej alely génového produktu p53 a spôsobí inaktiváciu druhej alely intaktné. Skutočnosť, že mutantný proteín p53 sú exprimované Normálna alebo tvoria neaktívne heteromerický kompleksy.Takim spôsobom mutantný proteín inhibuje funkciu p53 normalnogobelka dominantné-negatívny mechanizmu. Zdá sa, že imennoeta vlastnosť mutovaného proteínu p53 do značnej miery otvetstvennaza ich onkogénny potenciál. V prospech tohto totfakt ukazuje, že zavedenie krátkych doménu polypeptidu sootvetstvuyuschegooligomerizatsionnomu p53 buniek dáva polnotsennyhtetramernyh tvorbu komplexov p53 a spôsobuje nádoru transformatsiyu.Neobhodimo poznamenať, že navyše k strate normálnej funkcie p53, p53 mutantov s náhradou aminokyselín v horúcich miest (kodony175, 248 a a kol.), získavajú nové vlastnosti, ktoré nie sú vlastné belkur53 divoký typ (gain-of-function). Tak je popísané priobreteniemutantnymi schopnosť aktivovať promótory p53 a protoonkogenovMYC ERB1, anti-apoptotický Bcl2 génovou rodinu BGL1, genaMDR1, určujúcim multidrug ustoychivostkletok atď. Predpokladá sa, že je to spôsobené mutantov viažucich p53 sposobnostyunekotoryh proteínov, najmä iné faktorytranskriptsii, s ktorou normálnou p53 neinteraguje, imodifitsirovat expresiu génov, ktoré tieto transkriptsionnymifaktorami.

3.3.3. Fyziologické funkcie p53 a ich porušovanie neoplasticheskihkletkah

Proteín p53 molekula, môže byť v rôznych konformatsionnyhsostoyaniyah, v ktorej majú rôzne biochemické aktivnostyamii slúžia rôzne fyziologické funkcie. V konvenčných usloviyahr53 uložených v tzv latentnej forme, v ktorej obladaetslaboy transkripčný aktivitu. Takéto p53 však svyazyvaetbelki reparačných stroja (viď. Vyššie) exponátov 3`-5'-ekzonukleazyi aktivita stimuluje rekombinácie a opráv DNA. Stressahi na rôznych intracelulárnych lézií dôjsť post-translyatsionnyemodifikatsii, najmä fosforylácie a acetylácia opredelennyhaminokislot p53 molekula, stanovenie jej prechod k tak nazyvaemuyustressovuyu konformácii. Takéto p53 značne stabilnejší (t.e.rezko zvýšiť jeho množstvo v bunke) a účinne trans-aktivovať / alebo trans-potláčať špecifické cieľové gény sledstviemchego indukcie je v abnormálnych buniek alebo zastavenie kletochnogotsikla alebo apoptózu. Navyše, aktivácia p53 vedie k izmeneniyuekspressii niektoré gény vylučovaných faktorov, rezultatechego sa môže líšiť v násobenie a migrácie sa nielen k poškodeniu, ale aj okolité bunky. Tak, zatiaľ čo v stresujúce konformácii proteínu p53 je do značnej miery stráca aktivitu stimuliruyuschierekombinatsiyu a / alebo opravu DNA.

p53 divokého typu, okrem latentné a stresujúce mozhetvremenno získanie a tzv mutantný konformácii skhodnuyus, v ktorom p53 molekula nenávratne pohybuje onkogennyhmutatsiyah. Prechodné prechod mutantný p53 konformácie proiskhoditpri vystavené určitých cytokínov a / alebo morfogen (PDGF, trombopoetín, retinová kyselina, atď.). Takogoperehoda biologický význam je nejasný. Možno, že je plný inaktivatsiirost-inhibičná aktivita proteínu p53 a / alebo zmeniť jeho sady cieľových génov.

Tak p53 hrá dôležitú úlohu cenného papiera, pričom na obraznomuvyrazheniyu D.Lane, "strážca genómu", Povsednevnayafunktsiya to je, zdá sa, že v rozpoznávanie a ispravleniioshibok stále vznikajú počas replikácie DNA. Keď massivnyhpovrezhdeniyah DNA inej intracelulárnej porúch alebo ugrozeih výskyt spínača funkcií p53 (obr.4): získanie transkripčný aktivity a pozmeňovanie expresiu cieľových génov, vedie alebo proliferácie abnormálne bunka doraz (čas na opravu poškodenia alebo nevratne) alebo ich smrť (faktorov, ktoré určujú bunkovú osud rassmotrenynizhe aktiváciu p53). V dôsledku eliminuje možnosť akumulácie v organizmegeneticheski modifikovaných buniek.

Mechanizmy aktivácia p53 v strese a intracelulárne transkripčné funkcie povrezhdeniyah.Aktivatsiya p53 je pozorovaná u väčšiny porušení raznoobraznyhstressah a intracelulárnych: UV a g-žiarenie, je prítomnosť rozbité DNA buniek, zníženie intracelulárnej bazéna nukleotidov, inhibícia DNA a RNA polymerázy, nadmerné expresie onkogénov, vírusové infekcie, hypoxia, oxidačný stres, hypo- a hypertermia, rôzne poruchy bunkovej architektúry (zvýšenie počtu jadier a cytoskeletu mení adhéziu), atď.

Kľúčovú úlohu pri stabilizácii proteínu p53 a zvýšenie jeho transkriptsionnoyaktivnosti hra mení interakciu s proteínu p53 ingibitoromMdm2 génu, ktorý je potenciálnym onkogén. Mdm2svyazyvaetsya proteín s N-koncom p53 molekulu a majúci aktivity E3ubikvitin ligázu stimuluje ubikvitinaci a ako výsledok, degradáciu proteasomální proteínu p53. Z tohto dôvodu, normálnu úroveň ekspressiir53 je veľmi nízka, a jeho životnosť je len asi 30 min. Okrem toho väzba N-koncovej časti proteínu p53 v rayonedomena interakcii so základnými zápisu a faktormi, Mdm2 inhibuje schopnosť p53 cieľových génov trans-aktivovať.

A)

B)

Obr. 4. Bezpečnostné funkcie p53.
A). funkcie "latentný" a "stresujúce" formr53.
B) Faktory spôsobujúce transkripčný aktiváciu p53, p53 gény misheniaktivirovannogo a ovplyvniť ich biologicheskieeffekty výraz.

Pri intracelulárnej poruchy, najmä vtedy, keď dôjde k povrezhdeniyahDNK fosforylácii p53 na miestach (Ser15, Ser20, Ser33), usporiadaných v spojovacej oblasti s Mdm2 proteínu. Takoefosforilirovanie vykonávať špecifické kinázy (ATM, ATR a ich cieľ - chekpoyntkinazy CHK1, CHK2), ktorý aktiviruyutsyav odpoveď na rôznych porúch štruktúry DNA (. Viď sekcia 3.11.1) .Okrem toho, ATM fosforyluje a proteínu MDM2. Ako výsledok blokiruetsyasvyazyvanie p53 s Mdm2, čo spôsobuje stabilizáciu molekúl p53 ipovyshenie ich transkripčný aktivitu. V niektorých drugihvnutrikletochnyh zmeny, ako je napríklad, keď je bunka ekpressii aktivirovannyhonkogenov RAS, tiež pozorovalo narušenie interakcie r53i Mdm2, ale dochádza v dôsledku zvýšenia expresie proteínu parfum, alternatívny čítací rámec produkt INK4a gén (viď. Razdel3.4). Parfém proteín schopný viazať buď N-kontsevymuchastkom p53 s Mdm2 alebo proteínu, čím sa zabráni ich priamu interakciu so sebou. Zaujímavé je, že samo o sebe transkripcie cieľového génu aktivirovannogor53 MDM2. V dôsledku zavedeného regulačnej slučky, stimuliruyuschayadegradatsiyu proteínu p53 po uzavretí faktorov vyzyvayuschihego fosforylácie alebo proteín viažuci parfum.

Dôležitú úlohu v získavaní molekuly p53 konformácie sposobnoytrans aktiváciu cieľových génov hrajú tiež modifikácie C-kontsevogouchastka, a síce svoju špecifickú aminokislotnyhostatkov acetylácie. Pri poškodení DNA a expresiu aktivovaného onkogenaRAS týchto udalostí iniciovaná naviazaním na vypršaní Mdm2N-koncovej časti proteínu p53 s bazálnej transkripčný faktor P300 / CBP, acetylácii prvý inhibičné domény p53 lyzínu 373 i382, a potom (po nadviazaní p53 prvky citlivé) a chromatínu proteínov oblasť cieľových génov. Tak posledovatelnyepost-translačný modifikácie N-terminálny a C-terminálny uchastkovr53 spôsobiť zvýšenie množstva proteínu p53 v bunke, priobretenieim schopnosť viazať p53 prvky citlivé a rekrutirovatk gény cieľovej základné transkripčné faktory (komponenty kompleksaTFIID RNA Polymerase II a Histon acetylase P300 / CBP , dekondensiruyuschiehromatin), čím stimulujú transkripciu ich mRNA.

Podľa niektorých namáhanie, najmä pri hypoxii, nablyudayutsyapost-translačný modifikácie proteínu p53, čo spôsobuje jej prechod nie je kklassicheskoy stresujúce konformácii a jeho variantu. Takéto r53ne trans-aktivuje gény, ktoré obsahujú p53-responzívne elementy, ale potláča transkripciu ďalších cieľových génov. Táto tak nazyvaemayarepressionnaya tvar tiež fosforylovaný na N-konci, ale jeho C-kontsevoyuchastok nie je acetylovaný a spája repressionnye komplexy Sin3 / HDAC, spôsobuje kondenzáciu chromatínu cieľových génov.

P53 cieľových génov a ich funkcie. V súčasnej dobe sa okrem Mdm2, ktorá zaisťuje reguláciu p53 na zadnej strane (viď. Vyššie), ktoré možno identifikovať viac ako sto gény, ktoré sú mishenyamitranskriptsionnyh aktivita p53. Môžu byť rozdelené naneskolko skupiny na základe ich fyziologické funkcie (obr. 4B).

Do prvej skupiny patria gény, ktorých produkty regulujú kletochnyytsikl. Najdôležitejšie z nich je proteín p21Waf1 / Cip1 - ingibitortsiklinzavisimyh kinas z rodiny CIP / Kip. Zvýšenie jeho zástavu ekspressiivyzyvaet bunkového cyklu v neskorej G1 fáze, že obuslovlivaetsyasvyazyvaniem cyklin E / Sdk2, potlačenie sposobnostifosforilirovat proteínov rodiny pRb a uvoľnenie transkriptsionnyefaktory E2F (viď. Sekcia 3.2.2). Kopírovacie mechanizmus ostanovkiperehoda z G1 do S je potlačenie aktivovanej p53 transkriptsiigena DP1 - transkripčný faktor, ktorý sa viaže na E2Fi tvorí aktívny komplex, aktivujúce sintezproduktov skutočne potrebné pre vstup do fázy S. vnimaniyasposobnost takisto zaslúži zvýšenie expresie p53 Siah1 génového produktu degradácie kotorogostimuliruet b katenin - transkripčný faktor, ktorý aktivuje transkripciu cyklin D génu a onkogénnu MYC (pozri kapitolu 3.4.2), ktorý ďalej prispieva k indukčnej ostanovkikl presný cyklus v G1. Všimnite si, že p53 môže podavlyataktivnost CDK2 nielen zmenou ich transkriptsionnyhfunktsy, ale v dôsledku interakcie proteín-proteín, a imennoneposredstvennogo väzba cyklin H - kinaznogokompleksa zložka CAK, vykonávanie aktivácia fosforylácie tsiklinzavisimyhkinaz.

Identifikovali rad cieľových produktov génov p53 kotoryhvyzyvayut zastaviť vo fáze G2 (oneskorenie je pozorovaný, keď je p53 už aktivovaný potom, čo je bunka prešla G1-kontrolný bod, alebo bunky inaktivované G1-kontrolný bod). Aktivirovannyyr53 inhibuje funkciu cyklin B / Cdc2, hrá klyuchevuyurol prechod z G2 do mitózy, niekoľkými mechanizmami. Po prvé, sa aktivuje trans-14-3-3-y gén, ktorého proteínový produkt svyazyvaeti izoluje cyklin B / Cdc2 v cytoplazme, nie davayavozmozhnosti sa dostanú do jadra, kde by mali byť svoyuaktivnost. Po druhé, sa aktivuje trans GADD45 gén, ktorý má schopnosť viazať belkovyyprodukt SDC2, razrushayatakim spôsobom komplexov cyklin B / Cdc2. Po tretie, repressiruettranskriptsiyu p53 gén a cyklin B Cdc2, čo znižuje ich syntézu produktov.Sleduet poznamenať, že rovnako ako v prípade zastavenia bunky tsiklav G1, G2 oneskorenie v poškodenie DNA pri pozorované v kletkahs inaktivovaným p53: to je výsledok podavleniyafunktsii fosfatázy Cdc25 (cdc25A pri zastavení v G1 a Cdc25C v suspenzné G2), aktiváciou zodpovedajúcej tsikdinzavisimyekinazy. Avšak, v bunkách so zhoršenou funkciou p53 proiskhoditlish krátke meškanie kontrolného bodu, a aktivácia p53 obespechivaetdlitelnuyu zastavenie bunkového cyklu, prevenciu razmnozhenievplot vadu odstrániť.

Ďalšia skupina génov p53 reguluje kódujú proteíny indutsiruyuschieapoptoz. Tak p53 riadi syntézu oboch zložiek osnovnyhputey vyvolanie apoptózy a mitochondriálnej a stimulované"receptory smrti", Tak sa reguluje aktivnostbelkov rodinu Bcl2, potláčaní gén anti-apoptotické gény belkaBcl2 a aktiváciu pre proapoptotický proteín Bax, Puma a Noxa.Povyshenie mitochondriálnej priepustnosti membrány a tsitohromaS AIF proteínu sa dosiahne, a trans-aktivačný gén p53AIP1 (egoprodukt lokalizované v mitochondriálnej membráne a znižuje membrannyypotentsial) a PIG3 gén (kódujúci oxidoreduktázy, ktorá vovlechenav tvorbu kyslíkových radikálov, ktoré poškodzujú membrány mitohondriyi stimulujúce uvoľnenie ich obsahu). Stimulácia apoptózy smrti zapuskaemogoretseptorami dosiahnuté trans-aktivačný gén iztakih dvoch receptora Fas a - Killer / Dr5 (receptor TRAIL). Escheodnoy taký cieľ je gén, v poslednej dobe identifikovaný belkaPidd ktorý obsahuje doménu smrti a nadmernú expresiu indutsiruetapoptoz. Identifikované iné gény p53-responzívne tvorba politiky (IGF-BP3, PAG608, P85, cyklin G), produkty, ktoré stimulujú apoptózu, ale mehanizmyih proapoptotický kroky, kým skúmané skôr zle. Krometogo, p53 môže indukovať apoptózu prostredníctvom iných mechanizmov, ktoré nie sú v spojení s jeho schopnosťou meniť expresiu génov misheney.Tak, mutant p53 transkripčný aktivita stratil (vrezultate delécie C-koncovej oblasti, alebo mutácií v kodónoch 22-23), si zachovávajú schopnosť však indukovať apoptózu u niektorých typov (ale nie všetky) z buniek. Predpokladá sa, že tento effektobuslovlen interakcie proteín-proteín p53. Tak sa zvýšením funkčnú aktivitu proteínu p53 môže proiskhoditaktivatsiya okamžite mnoho spôsobov, indukciu apoptózy, ktorý zrejme poskytuje spoľahlivé implementácie.

Vzhľadom k tomu, p53 riadi aktivitu génov, ktorých produkty sposobnyvyzvat ako zástave bunkového cyklu v jeho rôznych fázach, a apoptózy, vyvstáva otázka, prečo je osud výber aktiváciou kletkipri p53. Ukázalo sa, že je určená mnozhestvomfaktorov: Gistogeneticheskaja bunkový typ (napr normalnyhfibroblastah zvyčajne pozorované zastavenie bunkového cyklu, zatiaľ čo v lymfocytoch - apoptózu), stupeň aktivácie p53 (a uvelicheniemurovnya jeho expresie sa zvyšuje pravdepodobnosť apoptózy), funktsionalnoyaktivnostyu signálne dráhy pRb- E2F (c inaktivirovannympRb vo fibroblastoch alebo nadmerne exprimovaný na E2F, nie je zastavenie VD1 a apoptóza), atď. Nedávno som zistil, že ďalším faktorom pri výbere medzi zástave bunkového cyklu a apoptózy, je zmena povahy p53 molekuly samy o sebe a / alebo proteín-belkovyhvzaimodeystvy. Tak p53, fosforylovaný na Ser15 / 20 a atsetilirovannyypo C-konci, je schopný trans-aktivovať gen p21Waf1 / Cip1 a vyzyvatostanovku v G1, zatiaľ čo ďalšie fosforylácie Ser46pridaet to schopnosť trans-aktivovať spolu s génom p21Waf1 / proteín gén Cip1i r53AIP1, a tento prípad už bolo uvedené apoptoz.Prichem pravdepodobnosť Ser46 fosforylácie zvýšenou s uvelicheniemintensivnosti poškodenie DNA. Okrem toho, schopnosť p53 izbiratelnotrans aktivovať-apoptotické gény (Bax a kol.) Uvelichivaetsyapri jej väzobný proteín rodiny ASPP (ASPP1 a ASPP2), poteryaekspressii, ktorý je charakteristický pre podstatnú časť prípadov rakamolochnoy žľazy.

Tretia veľká skupina cieľových génov p53 sú gény produktykotoryh riadené morfológiu a / alebo migráciu buniek (obrázok 4b) .Tak p53 trans-aktivuje gény oboch zástupcov semeystvarasseivayuschih (bodový) faktory -. HGF / SF a HGF1 / MSP a genodnogo členovia rodiny epidermálneho rastového faktora HB-EGF (heparín viažuci EGF) (všetky produkty týchto génov sú odnovremennoi mitogény a motogenic). Tak, trans-aktivuje p53 receptor takzhegeny týchto faktorov - HGF / SF-R (Met) a EGF-R. p53 gény sú responsivnymitakzhe chemokiny fraktalkin, a-aktínu hladkého svalstva a kolagén II1 VL1 inhibítor typu, PAI-1, plazminogén. S drugoystorony potláča génov p53 metalloproteinazyI fibronektín a typ. Fyziologický význam tohto nariadenia do ustanovleno.Vozmozhno, to je, aspoň čiastočne, v privlecheniik bunkách aktivovaných p53 opredelennyhtipov okolité bunky pre remodeláciu / obnovu tkanív štruktúru mestevozmozhnogo apoptózy. Je možné, že účasť regulácia a vprotsesse morfogeneze.

Osobitnú skupinu cieľových génov p53 môže identifikovať gény kontroliruyuschieangiogenez. Kľúčovú úlohu pri patologickej angiogenéze hrá VEGF (VascularEndothelial rastového faktora stimuluje množenie a migratsiyuendotelitsitov), ​​ktorého expresia v hypoxii povyschaetsya iliaktivatsii niektoré onkogény. p53 potláča transkripciu kakgena VEGF, a gén HIF-1 (Hypoxia vyvolávajúci faktor 1) - transkriptsionnogofaktora poskytujúce zvýšenú expresiu VEGF a jeho retseptorovv reakciu na zníženie obsahu kyslíka (s výnimkou, že HIF-1izmenyaet expresiu génov ovládajúcich transportu glukózy iglikoliz, ktorý sa prispôsobí bunky do podmienok hypoxia) .Odnovremenno génov p53 trans-aktivovať proteíny ingibiruyuschihangiogenez - trombospondinu (TSP) -1, -2 (spetsificheskieretseptory väzba na endoteliálny povrchy, ktoré spôsobujú ich apoptózu) a BAI-1. Bunky takto aktivovaný p53 horšie prestanú perenosyatnedostatok kyslíka vylučovať inhibítory VEGF a angiogenézy nachinayutsekretirovat ktorá zabraňuje obrazovaniyunovyh cievy. Tieto funkcie sú, zdá sa, že viac odnoysostavlyayuschey tumor potláčajúce účinok p53, pretože onipredotvraschaet adaptáciu na hypoxiu a vaskularizácie v tsentropuholi.

Ukázalo sa niekoľko desiatok p53 cieľových génov. Medzi nihsleduet poznamenať génu katalytickej podjednotky telomerázy (TERT), ktorá je potlačená p53 (tak, p53 zúčastňujú zrejme, a poskytnúť replikativní starnutie buniek. Predpokladá sa, r53prinimaet zúčastňuje zrenia bunkových pochodov, ako nekotoryeiz trans-aktivovať že gény kódujú proteíny, ktoré repertoáru iliinoy diferenciáciu (svalový kreatín a ďalšie.).

Následky porušenia funkcie p53. Charakteristika p53 abnormalít opuholevyhkletok zrušenie alebo oslabiť všetky dôležité funktsiiopuholevogo supresor p53. Vypustenie oboch alelách génu p53, tj. Úplná inaktivácia spôsobí oslabenie G1 a G2-chekpoyntovkletochnogo cyklu, inhibíciu indukcie apoptózy, zníženie effektivnostireparatsii DNA účinnejšie adaptáciu na hypoxiu a stimulyatsiyuneoangiogeneza, uľahčuje kontrolu dĺžky telomér a ďalších charakteristík ingibirovaniedifferentsirovki neoplasticheskoykletki vlastnosti. Za osobitnú zmienku stojí výskyt buniek inaktivirovannymr53 silnú genetickej nestability, ktorá motora dalneysheyopuholevoy progresie. Strata funkčné aktivity p53 znachitelnouvelichivaet tempo vzhľadu proliferujúce bunky s abnormalitami raznymigeneticheskimi - zmeny v počte a chromozomálne prestavby, génové mutácie, amplifikácia špecifických oblastí genómu.

Podobné účinky boli pozorované a najčastejšie anomálie novoobrazovaniyahcheloveka p53 - missense mutácie, čo vedie k syntéze neaktivnogobelka, ktorý má dominantné-negatívny účinok na otnosheniiprodukta intaktné alely. Je potrebné poznamenať, chtostepen prejavy dominantný negatívny účinok mutantný r53variruet v závislosti na konkrétnych aminokyselinových substitúcií, a tipakletok inhibuje funkciu divého proteínu p53. Preto neredkoselektivnoe výhodou získané klony buniek, v ktorých sa vyskytuje genetické udalosti rezultatedopolnitelnyh deléciu alebo mutatsiyai druhú alely génu p53. V rovnakej dobe, nádorové bunky, kakpravilo udržať expresiu aspoň jednej mutantný p53 allelyagena. Je zrejmé, že je to spôsobené tým, že sa objaví v rezultatemissens mutácií nová aktivita mutovaného proteínu p53 dopolnitelnyyvklad prispieť k zlepšeniu onkogénny potenciál bunky. Tak priobretayasposobnost trans-aktivovaný onkogén MYC, mutant p53 je zrejme závažnejšie ochorenie regulácie bunkového cyklu, než bolo pozorované v delécie génu p53. Nový aktivnostimutantnyh proteín p53 sú zodpovedné aj pre ďalší vývoj oslablenieinduktsii apoptózy a odolnosť proti potlačenie apoptózy himiopreparatov.V báze je niekoľko mechanizmov: trans aktivatsiyamutantnym p53 kabelky1 anti-apoptotický proteín (semeystvaBcl2 člen), schopnosť mutantního p53 viazať a inaktivovať gomologr53 proteínu P73 (pozri . ďalšiu časť), atď. Výskyt ustoychivostik špecifické protinádorové cytostatiká môže byť svyazanotakzhe nejaký mutant so schopnosťou zvýšiť p53 transkriptsiyugena MDR1 (Multi-Drug Resistance 1 - viď XII.2.1.1.) A genadUTF-ASE, produkt, ktorý blokuje účinok 5-fluorouracilu iryada iných antimetabolitov. Je potrebné poznamenať, že mutácie ľudských nádorov harakternyedlya rozlične ovplyvniť vozniknovenievysheukazannyh aktivity. To znamená, že výmena kodóny 175 a 248 pre aktiváciu génu pridayutsposobnost dUTP-ASE, zatiaľ čo mutácie v kodone273 nespôsobí získavaní takých vlastností. Preto ispolzovaniemutatsy p53 ako kritérium pre predikciu chuvstvitelnostik meniace chemoterapie môže byť založené iba na tochnoyidentifikatsii aminokyselinových substitúcií, a nie pre histochemické detekcie"normálne" alebo "mutant" pomoschyukonformatsionno protilátkami p53-špecifické.

Tak, mutácie a iné zmeny v aktivite p53 vyzyvayutodnovremennoe vzniku súboru charakteristických vlastností neoplasticheskoykletki, ako je zníženie citlivosti na rôzne rastové-supressiruyuschimsignalam (vrátane generované trvalé expresie aktivirovannyhonkogenov) imortalizaci, zvýšená schopnosť prežiť v neblagopriyatnyhusloviyah, genetickej nestability, stimuláciu patologické angiogenézu, blokuje diferenciáciu buniek, atď To samozrejme iyavlyaetsya vysvetlenie pre tento vysoký výskyt mutácií p53 vsamom rôzne nádory - umožňujú jeden krok preodoletsrazu niekoľko etáp progresie nádoru. Okrem toho, môže byť buď mutatsiir53 počiatočné udalosti (Li-Fraumeniho syndróm), alebo určiť počiatočnej fázy karcinogenézy a voznikati vybrané už v priebehu rastu nádoru, poskytujú priobretenienovyh korozívne vlastnosti a odolnosť voči terapii.

3.3.4. Homológy p53: P63 a P73

V poslednej dobe dva gény boli objavené, P63 a P73 produkty kotoryhimeyut dostatočne vysoký stupeň homológie s proteínu p53 v aktivácii uchastkahtrans, viažuci DNA a oligomerizáciu domén, ale výrazne sa líši od toho v C-konci. Avšak, gén kódujúci unlikefrom p53 proteínový produkt v podstate prechádza však rôzne posttranslačné modifikácií, P73 génov r63i produkujú niekoľko proteínov. Skutočnosť, že mRNA kazhdogoiz môžu byť syntetizované dvoma promótory a ďalšie podvergatsyaalternativnomu spojené. Výsledkom je 6 izoformbelkov P63 a P73 majúci (TA-tvar), alebo nemá (? DN-forma), trans-aktivačný doménu. Okrem toho, prípravky obsahujúce trans aktivatsionnyydomen schopné aktivovať p53-responzívne cvičenie gény a spôsobiť, najmä, apoptózy. Okrem toho TA forma P63 a P73 môže trans aktivirovati počet iných génov, ktoré obsahujú podobné konštrukcie responsivnyeelementy, ktoré nie sú však cieľov p53. Najmä, sú trans-aktivovať gény JAG1 Jag2 a proteín - ligand pre retseptorovNotch, aktivácia, ktorý hrá kľúčovú úlohu pri výbere sudbykletki pri výbere smer diferenciácie.

Existuje celý rad rozdielov medzi p53 a jeho homológov. Takže, eslir53 exprimovaný v bunkách takmer všetkých tkanivách je egogomologi exprimovaný len v určitých typoch buniek. Napríklad P63 je prevažne exprimovaný v embryonálne bunky, kmeňové a atakzhe vzroslogoorganizma nediferencované epitelové bunky, vyznačujúci sa tým, transkripčný neaktívne? DN-form.Predpolagaetsya, že expresie? DN-P63 formy poskytuje nedifferentsirovannoesostoyanie bunky. Keď P63 gén knockout myši pozorovali prenatalnayaili postnatálnej smrť embryí vzhľadom na dokončenie otsutstviyakozhi epitelilnyh a iných tkanív (za predpokladu, že svyazanos predčasné diferenciáciu kmeňových buniek epitelu iischerpaniem zásob v čase narodenia zvierat). Ďalej eslir53 aktivovaná v reakcii na celý rad napätia, to gomologitolko na niektoré z nich, a v dôsledku veľmi rozdielnych mehanizmov.Nakonets ak p53 pôsobí ako supresor nádoru a jeho inaktivácie dlyanovoobrazovany charakteristické, jeho homológy neimeyut takých funkcií. O tom svedčí aj dvoma skupinami faktov.Vo Prvý myši homozygotné knockout P73 gén nevyvoláva tvorbu nádorov povysheniyachastoty (P63 gén knockout embryá szhiznyu nie je kompatibilný. - pozri vyššie). Po druhé, v ľudských nádoroch nedegovateľná expresie strata alebo mutácie génov P63 a P73. Naopak, sú často označené zvýšenie expresie týchto proteínov, ktoré sú všeobecne transkripčný inaktívne? DN-formy (tj, P63 a r73yavlyayutsya skôr preto-onkogény). V tejto súvislosti sa získava populyarnostgipoteza pričom? DN-formy P63 a P73 proteíny funktsioniruyutkak prirodzených inhibítorov p53 inhibuje jeho funkciu v dominantným negativnomumehanizmu. V skutočnosti, ich transkripčný inaktívne tetramerymogut súťažiť s p53 pre pristátie na DNA cieľových génov a monomérov / dimérov - sekvestračné p53 väzbou na jeho molekulárnej tvorbe neaktívnych komplexov. To nevylučuje sa však, že v je funkcia poruchy p53 aktivovaný transkriptsionnoyfunktsii homológy (preukázané, že p53 transkriptsiyugena potlačia P73), ktorý môže čiastočne kompenzovať stratu funktsiir53 a zabezpečiť, napríklad, normálny vývoj myší gomozigotnymnokautom génu p53. Tieto predpoklady, rovnako ako ďalšie aspekty biologicheskihfunktsy homológy p53, vyžaduje ďalšie štúdie.