Onkologiya-

B.P.Kopnin

Cancer Russian Research Center. Blokhin RAMS, Moskva

zdroj RosOncoWeb.Ru

01 0203 0405 0607
3.3. p53 - multifunkční nádorový supresor, více vsegoporazhaemy v různých lidských nádorech

3.3.1. Typy nádorů, spojených s abnormální p53

Nejuniverzálnější molekulární změny v různých novoobrazovaniyahcheloveka je inaktivace funkce proteinu p53. Více než polovinevseh lidských nádorů (nádory 50-60% více než 50 razlichnyhtipov) detekována genu p53 mutace. Na rozdíl od jiných opuholevyhsupressorov, vyznačující se tím, mutací, zastavení sintezbelka (delece, tvoření stop kodonů shift kódování sesazování rám mRNA porušení), velká většina (90%) sloučeniny uvedené v p53 mutace missense mutace vedoucí k zameneodnoy z aminokyselin v proteinové molekuly do druhého. Další odnoyosobennostyu mutace p53 v nádorových buňkách je, jimiž nic, na rozdíl od jiných nádorových supresorových mutací, heterozygotní chastoyavlyayutsya, tj. To má vliv pouze na jednu ze dvou alleleygena. (Důvody pro tyto rozdíly budou popsány níže, uspořádání a funkce proteinu p53 rassmotreniistrukturnoy - viz bod 3.3.2.).

Mutace se nacházejí v různých částech p53 molekuly, ale v jeho chaschevsego evolučně konzervované DNA-vazebnou doménu, a s největší frekvencí v kodonech 175, 245, 248, 249, 273. 282 (tak zvané horké skvrny) - viz obr .. 2. Je zajímavé, že spektrum mutací se poněkud liší v závislosti na gistogenezaopuholi a / nebo etiologickým faktorem. Například, mutace v kodone175 nebyla nalezena v plicních nádorů, a nahradit jinou goryacheytochke - kodon 273 - nemohou být detekovány blastická krize hronicheskogomieloidnogo leukémie. Ve stejné době, pro rakoviny plic harakternymutatsii v kodonu 145, to je velmi zřídka v jiných tumorů, a mutace v kodonu 249 se nacházejí především v hepatokarcinom způsobené konkrétní karcinogen - aflatoxiny B. Je zřejmé, že odraz působení karcinogenů s různými mechanismy mutagennogodeystviya jsou rovněž rozdíly v povaze p53 mutace v jiném opuholyah.Tak, u nádorů plic, jater a lymfomů aminokislotnyhostatkov nahrazení ve většině případů je to způsobeno transverze (v DNKpurinovy ​​nukleotidové zástupce nen na pyrimidinu nebo naopak) a priori kožních karcinomů, Burkittův lymfom, leukémie T-buněk - přechodů (výměna purinové základ pro jinou purinovou nebo pyrimidinovou pirimidinovogona jiné).

Zárodečného (došlo v zárodečných buňkách a přenáší ponasledstvu) mutaci v jedné alele genu p53 příčiny sindromLi-Fraumeni, obsahující razvitiyurazlichnyh kongenitální predispozice k novotvarů, zejména sarkomy rakovinou molochnoyzhelezy, lymfocytární leukémie. Často, Li-Fraumeniho syndrom harakterizuetsyavozniknoveniem více primárních nádorů. Je pozoruhodné, že u transgenních myší nesoucích inaktivační mutace v gener53, je obraz, to je velmi připomínající Lee Fraumeni.Primerno syndromu třetin zvířat, která inaktivovány jeden z dvuhalleley p53, do 6-9 měsíců po narození, ještě nádory a jejich rozsah je velmi podobný jako u syndromu Li-Fraumeni.Pri tato část v těchto nádorů, jakož i nádorů v patsientovs Li-Fraumeni syndrom, nepovrezhdennogoallelya udržel expresi genu p53. Vrozené inaktivaci ve všech buňkách organizmaoboih alely nádor p53 se vyvíjí v podstatě vsehzhivotnyh. Přibližně stejný obrázek je vidět v transgennyhmyshey nesoucí další exogenní p53 alelu, kodiruyuschiybelok missense mutace.

Je důležité zdůraznit, že mutace - není jediný způsob narusheniyafunktsii protein p53 v nádorových buňkách. Takže, pro 10-20% rakoviny molochnoyzhelezy, jakož i charakteristické neuroblastomu transportar53 narušení z cytoplazmy do jádra, kde se vykonává svou funktsionalnuyuaktivnost. Jako součást osteosarkomy kletochnogoonkogena pozorovány amplifikace MDM2, produkt, který se váže na a inaktivuje belokr53 (viz. Kapitola 3.3.3). V případě rakoviny děložního čípku, papilloma viry assotsiirovannoms člověk, vazbu p53 na virusnymonkobelkom E6), která způsobí degradaci proteinu p53, atd.

3.3.2. Organizační strukturu a biochemická aktivita belkar53

Produktem genu p53 má mol. hmotnost 53 kDa a skládá se ze 392 aminokislotnyhostatkov. Tvoří tetramerní komplex, který je schopen regulirovattranskriptsiyu řadu genů, které jsou ve struktuře DNA spetsificheskieposledovatelnosti zvané p53-responzivní tvorba politiky elementy.V molekula p53 mapovány několik funkčně významné domény, které hrají důležitou roli při provádění a regulace jeho aktivity (Obr. 2).

N-koncová část (aminokyseliny 1-42), je domény zodpovědné za transkripční aktivaci cílových genů. Onobladaet schopnost vázat se na komponenty bazální faktorovtranskriptsii, zejména podjednotek hTAFII31, hTAF70 kompleksaTFIID RNA polymerázy II, jakož i transkripční kofaktoromp300 / CBP. Kromě toho, tato doména je zapojena do interakce protein-protein, které regulují stabilitu p53. A konečně, to raspolozhenoneskolko serinu a threoninu kotoryhreguliruet aktivitu p53.

Obr. 2. Schematické znázornění funkčních domén proteinu p53, navrhované získání modelového proteinu transkripčně aktivnoykonformatsii a výskyt nádorů v chelovekamutatsy v různých oblastech p53 molekuly.

Centrální doména p53 (aminokyseliny 120 až 290) se váže neposredstvennouznaet a reguliruemyhgenov specifické DNA sekvence, tzv p53-responzivní elementy sestávající izraspolozhennyh po sobě jdoucích sekvence obobschennoystrukturoy typu PuPuC (A / T) (A / T) GPyPyPy (Pu - purin, Py - pyrimidin) .Imenno v DNA-vazebné domény je lokalizována mutace bolshinstvotochechnyh detekované v různých lidských nádorech (obrázek 2) ..

Dále přicházejí oblasti odpovědné za jadernou lokalizaci (aminokisloty305-323) a dimerizace / tetramerizaci p53 molekul (aminokisloty323-356). C-koncová část proteinu p53 (aminokyseliny 363 až 392) s názvem predstavlyaetsoboy inhibiční domény. V nemodifitsirovannomsostoyanii výsadbě zabraňuje DNA vazebnou doménu pro spetsificheskuyuposledovatelnost regulovaný gen. Fosforylace a atsetilirovanieego určitá místa způsobit konformační změny belkovoymolekuly a p53 tetrameru přechodu z inaktivní (latentní) na aktivní. Výsledkem je, že DNA vazebné domény osvobozhdayutsyaot blokující účinek a inhibiční domény získat sposobnostsaditsya p53-responzivní prvky. Tím, že základní faktorů responsivnymgenam transkripce svyazyvayuschiesyas N-terminální část proteinu p53 a stimulovat RNA syntézu cílových genů.

Kromě zvýšení transkripce genů, které obsahují spetsificheskieresponsivnye prvky, p53 má také u drugihaktivnostey. Zejména je schopen potlačit transkripci genu mnogihdrugih takové protoonkogeny BCL2, JUN a FOS, gen fibronektinai atd Základem tohoto trans-represe je několik mechanismů: vazba a sekvestrace aktivované p53 faktorovtranskriptsii odmocněnec (P300 / CBP, TBP, CBF) - a schopnost vázat specifické geny rekrutirovatk histondeacetylázu (HDAC), atd. Remodeliruyuschiehromatin- Kromě toho se váže na p53 proteiny vovlechennymiv replikace nebo DNA opravy, a v důsledku toho, modulovat etiprotsessy. Tím, že interakce s RP-protein, inhibuje egosposobnost aktivaci DNA polymerázu, A a D, chegoyavlyaetsya výsledek inhibice replikace DNA. Propojení komponenty kompleksaTFIIH (ERCC2, ERCC3 a kol.), Bude aktivovat funkci p53 a tím stimuliruettem vyříznutí opravy DNA. Vazba proteinu p53 s belkomRad51 vede ke stimulaci DNA rekombinace a zvýšení effektivnostireparatsiyu zlomy DNA dvouřetězcové. Podílet se na p53 reparatsiiDNK také ukazuje jeho schopnost být aktivní 3`-5`-ekzonukleazyi rozpoznat části jednovláknové DNA a / nebo nepárových bází.

Obr. 3. Schematické znázornění různých konformačních sostoyaniyr53 rozpoznán specifickými protilátkami. Onkogenní mutatsiivyzyvayut nevratné přechod molekuly v denaturovaném stavu, při které se otevře dříve nedostupné epitop, a naopak, zmizí, některé dříve dostupné epitopy.

Specifické nádorové buňky missense mutace vedou krezkomu změna v konformaci molekuly proteinu p53 (obrázek 3) Chtov do značné míry ovlivňuje všechny z výše uvedených skutečností je aktivní:. Je ztráta nebo oslabení schopnosti vázat a aktivirovatgeny s p53-responzivní elementy, potlačit další spetsificheskiegeny cíl inhibují replikaci DNA a stimulovat reparatsiyuDNK. Kromě toho, protože p53 tvoří tetramerní komplexy mutace jedné alely genového produktu p53 a způsobí inaktivaci druhé alely intaktní. Skutečnost, že mutantní protein p53 jsou exprimovány Normální nebo tvoří neaktivní heteromerický kompleksy.Takim způsobem mutantní protein inhibuje funkci p53 normalnogobelka dominantní-negativní mechanismu. Zdá se, že imennoeta vlastnost mutovaného proteinu p53 do značné míry otvetstvennaza jejich onkogenní potenciál. Ve prospěch tohoto totfakt ukazuje, že zavedení krátkých doménu polypeptidu sootvetstvuyuschegooligomerizatsionnomu p53 buněk dává polnotsennyhtetramernyh tvorbu komplexů p53 a způsobuje nádoru transformatsiyu.Neobhodimo poznamenat, že navíc k ztrátě normální funkce p53, p53 mutantů s náhradou aminokyselin v horkých míst (kodony175, 248 a a kol.), získávají nové vlastnosti, které nejsou vlastní belkur53 divoký typ (gain-of-function). Tak je popsáno priobreteniemutantnymi schopnost aktivovat promotory p53 a protoonkogenovMYC ERB1, anti-apoptotický Bcl2 genovou rodinu BGL1, genaMDR1, určujícím multidrug ustoychivostkletok atd. Předpokládá se, že je to způsobeno mutantů vázajících p53 sposobnostyunekotoryh proteinů, zejména jiné faktorytranskriptsii, s níž normální p53 neinteraguje, imodifitsirovat expresi genů, které tyto transkriptsionnymifaktorami.

3.3.3. Fyziologické funkce p53 a jejich porušování neoplasticheskihkletkah

Protein p53 molekula, může být v různých konformatsionnyhsostoyaniyah, ve které mají různé biochemické aktivnostyamii slouží různé fyziologické funkce. V konvenčních usloviyahr53 uložených v tzv latentní formě, ve které obladaetslaboy transkripční aktivitu. Takové p53 však svyazyvaetbelki reparačních stroje (viz. Výše) exponátů 3`-5`-ekzonukleazyi aktivita stimuluje rekombinace a oprav DNA. Stressahi na různých intracelulárních lézí dojít post-translyatsionnyemodifikatsii, zejména fosforylace a acetylace opredelennyhaminokislot p53 molekula, stanovení její přechod k tak nazyvaemuyustressovuyu konformaci. Takové p53 značně stabilnější (t.e.rezko zvýšit jeho množství v buňce) a účinně trans-aktivovat / nebo trans-potlačovat specifické cílové geny sledstviemchego indukce je v abnormálních buněk nebo zastavení kletochnogotsikla nebo apoptózu. Navíc, aktivace p53 vede k izmeneniyuekspressii některé geny vylučovaných faktorů, rezultatechego se může lišit v násobení a migrace se nejen k poškození, ale i okolní buňky. Tak, zatímco v stresující konformaci proteinu p53 je do značné míry ztrácí aktivitu stimuliruyuschierekombinatsiyu a / nebo opravu DNA.

p53 divokého typu, kromě latentní a stresující mozhetvremenno získání a tzv mutantní konformaci skhodnuyus, ve kterém p53 molekula nevratně pohybuje onkogennyhmutatsiyah. Přechodná přechod mutantní p53 konformace proiskhoditpri vystaveny určitých cytokinů a / nebo morfogen (PDGF, trombopoetin, retinová kyselina, atd.). Takogoperehoda biologický význam je nejasný. Možná, že je plný inaktivatsiirost-inhibiční aktivita proteinu p53 a / nebo změnit jeho sady cílových genů.

Tak p53 hraje důležitou roli cenného papíru, přičemž na obraznomuvyrazheniyu D.Lane, "strážce genomu", Povsednevnayafunktsiya to je, zdá se, že v rozpoznávání a ispravleniioshibok stále vznikají během replikace DNA. Když massivnyhpovrezhdeniyah DNA jiné intracelulární poruch nebo ugrozeih výskyt spínače funkcí p53 (obr.4): získání transkripční aktivity a pozměňování expresi cílových genů, vede nebo proliferace abnormální buňka doraz (čas na opravu poškození nebo nevratně) nebo jejich smrt (faktorů, které určují buněčnou osud rassmotrenynizhe aktivaci p53). V důsledku eliminuje možnost akumulace v organizmegeneticheski modifikovaných buněk.

Mechanismy aktivace p53 v stresu a intracelulární transkripční funkce povrezhdeniyah.Aktivatsiya p53 je pozorována u většiny porušení raznoobraznyhstressah a intracelulárních: UV a g-záření, je přítomnost rozbité DNA buněk, snížení intracelulární bazénu nukleotidů, inhibice DNA a RNA polymeráz, nadměrné exprese onkogenů, virové infekce, hypoxie, oxidační stres, hypo- a hypertermie, různé poruchy buněčné architektury (zvýšení počtu jader a cytoskeletu mění adhezi), atd.

Klíčovou roli při stabilizaci proteinu p53 a zvýšení jeho transkriptsionnoyaktivnosti hra mění interakci s proteinu p53 ingibitoromMdm2 genu, který je potenciálním onkogen. Mdm2svyazyvaetsya protein s N-koncem p53 molekulu a mající aktivity E3ubikvitin ligázy stimuluje ubikvitinaci a jako výsledek, degradaci proteasomální proteinu p53. Z tohoto důvodu, normální úroveň ekspressiir53 je velmi nízká, a jeho životnost je pouze asi 30 min. Navíc vazba na N-koncové části proteinu p53 v rayonedomena interakci se základními transkripčními faktory, Mdm2 inhibuje schopnost p53 cílových genů trans-aktivovat.

A)

B)

Obr. 4. Bezpečnostní funkce p53.
A). funkce "latentní" a "stresující" formr53.
B) Faktory způsobující transkripční aktivaci p53, p53 geny misheniaktivirovannogo a ovlivnit jejich biologicheskieeffekty výraz.

Při intracelulární poruchy, zejména tehdy, když dojde k povrezhdeniyahDNK fosforylaci p53 na místech (Ser15, Ser20, Ser33), uspořádaných ve spojovací oblasti s Mdm2 proteinu. Takoefosforilirovanie provádět specifické kinázy (ATM, ATR a jejich cíl - chekpoyntkinazy CHK1, CHK2), který aktiviruyutsyav odpověď na různých poruch struktury DNA (. Viz sekce 3.11.1) .Kromě toho, ATM fosforyluje a proteinu MDM2. Jako výsledek blokiruetsyasvyazyvanie p53 s Mdm2, což způsobuje stabilizaci molekul p53 ipovyshenie jejich transkripční aktivitu. V některých drugihvnutrikletochnyh změny, jako je například, když je buňka ekpressii aktivirovannyhonkogenov RAS, také pozorováno narušení interakce r53i Mdm2, ale dochází v důsledku zvýšení exprese proteinu pARF, alternativní čtecí rámec produkt INK4a gen (viz. Razdel3.4). PARF protein schopný vázat buď N-kontsevymuchastkom p53 s Mdm2 nebo proteinu, čímž se zabrání jejich přímou interakci s sebou. Zajímavé je, že samo o sobě transkripce cílového genu aktivirovannogor53 MDM2. V důsledku zavedeného regulační smyčky, stimuliruyuschayadegradatsiyu proteinu p53 po uzavření faktorů vyzyvayuschihego fosforylace nebo protein vázající pARF.

Důležitou roli v získávání molekuly p53 konformace sposobnoytrans aktivaci cílových genů hrají také modifikace C-kontsevogouchastka, a sice svou specifickou aminokislotnyhostatkov acetylace. Při poškození DNA a expresi aktivovaného onkogenaRAS těchto událostí iniciována navázáním na vypršení Mdm2N-koncové části proteinu p53 s bazální transkripční faktor P300 / CBP, acetylaci první inhibiční domény p53 lysinu 373 i382, a potom (po navázání p53 prvky citlivé) a chromatinu proteinů oblast cílových genů. Tak posledovatelnyepost-translační modifikace N-terminální a C-terminální uchastkovr53 způsobit zvýšení množství proteinu p53 v buňce, priobretenieim schopnost vázat p53 prvky citlivé a rekrutirovatk geny cílové základní transkripční faktory (komponenty kompleksaTFIID RNA polymerasu II a histon acetylase P300 / CBP , dekondensiruyuschiehromatin), čímž stimulují transkripci jejich mRNA.

Podle některých namáhání, zejména při hypoxii, nablyudayutsyapost-translační modifikace proteinu p53, což způsobuje její přechod není kklassicheskoy stresující konformaci a jeho variantu. Takové r53ne trans-aktivuje geny, které obsahují p53-responzivní elementy, ale potlačuje transkripci dalších cílových genů. Tato tak nazyvaemayarepressionnaya tvar také fosforylován na N-konci, ale jeho C-kontsevoyuchastok není acetylovaný a spojuje repressionnye komplexy Sin3 / HDAC, způsobuje kondenzaci chromatinu cílových genů.

P53 cílových genů a jejich funkce. V současné době se kromě Mdm2, která zajišťuje regulaci p53 na zadní straně (viz. Výše), které lze identifikovat více než sto geny, které jsou mishenyamitranskriptsionnyh aktivita p53. Mohou být rozděleny naneskolko skupiny na základě jejich fyziologické funkce (obr. 4B).

Do první skupiny patří geny, jejichž produkty regulují kletochnyytsikl. Nejdůležitější z nich je protein p21Waf1 / Cip1 - ingibitortsiklinzavisimyh kinas z rodiny CIP / Kip. Zvýšení jeho zástavu ekspressiivyzyvaet buněčného cyklu v pozdní G1 fázi, že obuslovlivaetsyasvyazyvaniem cyklin E / Sdk2, potlačení sposobnostifosforilirovat proteinů rodiny pRb a uvolnění transkriptsionnyefaktory E2F (viz. Sekce 3.2.2). Kopírovací mechanismus ostanovkiperehoda z G1 do S je potlačení aktivované p53 transkriptsiigena DP1 - transkripční faktor, který se váže na E2Fi tvoří aktivní komplex, aktivující sintezproduktov skutečně potřebné pro vstup do fáze S. vnimaniyasposobnost rovněž zaslouží zvýšení exprese p53 Siah1 genového produktu degradace kotorogostimuliruet b katenin - transkripční faktor, který aktivuje transkripci cyklinu D genu a onkogenní MYC (viz kapitola 3.4.2), který dále přispívá k indukční ostanovkikl přesný cyklus v G1. Všimněte si, že p53 může podavlyataktivnost CDK2 nejen změnou jejich transkriptsionnyhfunktsy, ale v důsledku interakce protein-protein, a imennoneposredstvennogo vazba cyklin H - kinaznogokompleksa složka CAK, provádění aktivace fosforylace tsiklinzavisimyhkinaz.

Identifikovali řadu cílových produktů genů p53 kotoryhvyzyvayut zastavit ve fázi G2 (zpoždění je pozorován, když je p53 již aktivován poté, co je buňka prošla G1-kontrolní bod, nebo buňky inaktivovány G1-kontrolní bod). Aktivirovannyyr53 inhibuje funkci cyklin B / Cdc2, hraje klyuchevuyurol přechod z G2 do mitózy, několika mechanismy. Za prvé, se aktivuje trans-14-3-3-y gen, jehož proteinový produkt svyazyvaeti izoluje cyklin B / Cdc2 v cytoplasmě, ne davayavozmozhnosti se dostanou do jádra, kde by měly být svoyuaktivnost. Za druhé, se aktivuje trans GADD45 gen, který má schopnost vázat belkovyyprodukt SDC2, razrushayatakim způsobem komplexů cyklin B / Cdc2. Za třetí, repressiruettranskriptsiyu p53 gen a cyklin B Cdc2, což snižuje jejich syntézu produktov.Sleduet poznamenat, že stejně jako v případě zastavení buňky tsiklav G1, G2 zpoždění v poškození DNA při pozorované v kletkahs inaktivovaným p53: to je výsledek podavleniyafunktsii fosfatázy Cdc25 (cdc25A při zastavení v G1 a Cdc25C v suspenzní G2), aktivací odpovídající tsikdinzavisimyekinazy. Nicméně, v buňkách se zhoršenou funkcí p53 proiskhoditlish krátké zpoždění kontrolního bodu, a aktivace p53 obespechivaetdlitelnuyu zastavení buněčného cyklu, prevenci razmnozhenievplot vadu odstranit.

Další skupina genů p53 reguluje kódují proteiny indutsiruyuschieapoptoz. Tak p53 řídí syntézu obou složek osnovnyhputey vyvolání apoptózy a mitochondriální a stimulovány"receptory smrti", Tak se reguluje aktivnostbelkov rodinu Bcl2, potlačování gen anti-apoptotické geny belkaBcl2 a aktivaci pro-apoptotický protein Bax, Puma a Noxa.Povyshenie mitochondriální propustnosti membrány a tsitohromaS AIF proteinu je dosaženo, a trans-aktivační gen p53AIP1 (egoprodukt lokalizovány v mitochondriální membráně a snižuje membrannyypotentsial) a PIG3 gen (kódující oxidoreduktázy, která vovlechenav tvorbu kyslíkových radikálů, které poškozují membrány mitohondriyi stimulující uvolnění jejich obsahu). Stimulace apoptózy smrti zapuskaemogoretseptorami dosaženo trans-aktivační gen iztakih dvou receptoru Fas a - Killer / DR5 (receptor TRAIL). Escheodnoy takový cíl je gen, v poslední době identifikovaný belkaPidd který obsahuje doménu smrti a nadměrnou expresi indutsiruetapoptoz. Identifikovány jiné geny p53-responzivní tvorba politiky (IGF-BP3, PAG608, p85, cyklin G), produkty, které stimulují apoptózu, ale mehanizmyih apoptotickou kroky, dokud zkoumány spíše špatně. Krometogo, p53 může indukovat apoptózu prostřednictvím jiných mechanismů, které nejsou ve spojení s jeho schopností měnit expresi genů misheney.Tak, mutant p53 transkripční aktivita ztratil (vrezultate delece C-koncové oblasti, nebo mutací v kodonech 22-23), si zachovávají schopnost nicméně indukovat apoptózu u některých typů (ale ne všechny) z buněk. Předpokládá se, že tento effektobuslovlen interakce protein-protein p53. Tak se zvýšením funkční aktivitu proteinu p53 může proiskhoditaktivatsiya okamžitě mnoho způsobů, indukci apoptózy, který zřejmě poskytuje spolehlivé provádění.

Vzhledem k tomu, p53 řídí aktivitu genů, jejichž produkty sposobnyvyzvat jako zástavě buněčného cyklu v jeho různých fázích, a apoptózy, vyvstává otázka, proč je osud výběr aktivací kletkipri p53. Ukázalo se, že je určena mnozhestvomfaktorov: Gistogeneticheskaja buněčný typ (např normalnyhfibroblastah obvykle pozorováno zastavení buněčného cyklu, zatímco v lymfocytech - apoptózu), stupeň aktivace p53 (a uvelicheniemurovnya jeho exprese se zvyšuje pravděpodobnost apoptózy), funktsionalnoyaktivnostyu signální dráhy pRb- E2F (c inaktivirovannympRb ve fibroblastech nebo nadměrně exprimován na E2F, není zastavení VD1 a apoptóza), atd. Nedávno jsem zjistil, že dalším faktorem při výběru mezi zástavě buněčného cyklu a apoptózy, je změna charakteru p53 molekuly samy o sobě a / nebo protein-belkovyhvzaimodeystvy. Tak p53, fosforylován na Ser15 / 20 a atsetilirovannyypo C-konci, je schopen trans-aktivovat gen p21Waf1 / Cip1 a vyzyvatostanovku v G1, zatímco další fosforylace Ser46pridaet to schopnost trans-aktivovat spolu s genem p21Waf1 / protein gen Cip1i r53AIP1, a tento případ již bylo uvedeno apoptoz.Prichem pravděpodobnost Ser46 fosforylace zvýšenou s uvelicheniemintensivnosti poškození DNA. Kromě toho, schopnost p53 izbiratelnotrans aktivovat-apoptotické geny (Bax a kol.) Uvelichivaetsyapri její vazebný protein rodiny ASPP (ASPP1 a ASPP2), poteryaekspressii, který je charakteristický pro podstatnou část případů rakamolochnoy žlázy.

Třetí velká skupina cílových genů p53 jsou geny produktykotoryh řízené morfologii a / nebo migraci buněk (obrázek 4b) .tak p53 trans-aktivuje geny obou zástupců semeystvarasseivayuschih (bodový) faktory -. HGF / SF a HGF1 / MSP a genodnogo členové rodiny epidermálního růstového faktoru HB-EGF (heparin vázající EGF) (všechny produkty těchto genů jsou odnovremennoi mitogeny a motogenic). Tak, trans-aktivuje p53 receptor takzhegeny těchto faktorů - HGF / SF-R (Met) a EGF-R. p53 geny jsou responsivnymitakzhe chemokin fraktalkin, a-aktin hladkého svalstva a kolagen II1 VL1 inhibitor typu, PAI-1, plasminogen. S drugoystorony potlačuje genů p53 metalloproteinazyI fibronektin a typ. Fyziologický význam tohoto nařízení do ustanovleno.Vozmozhno, to je, alespoň částečně, v privlecheniik buňkách aktivovaných p53 opredelennyhtipov okolní buňky pro remodelaci / obnovu tkání strukturu mestevozmozhnogo apoptózy. Je možné, že účast regulace a vprotsesse morfogeneze.

Zvláštní skupinu cílových genů p53 může identifikovat geny kontroliruyuschieangiogenez. Klíčovou roli při patologické angiogenezi hraje VEGF (VascularEndothelial růstového faktoru stimuluje množení a migratsiyuendotelitsitov), ​​jehož exprese v hypoxii povyschaetsya iliaktivatsii některé onkogeny. p53 potlačuje transkripci kakgena VEGF, a gen HIF-1 (Hypoxie vyvolávající faktor 1) - transkriptsionnogofaktora poskytující zvýšenou expresi VEGF a jeho retseptorovv reakci na snížení obsahu kyslíku (s výjimkou, že HIF-1izmenyaet expresi genů ovládajících transportu glukózy iglikoliz, který se přizpůsobí buňky do podmínek hypoxie) .Odnovremenno genů p53 trans-aktivovat proteiny ingibiruyuschihangiogenez - trombospondinu (TSP) -1, -2 (spetsificheskieretseptory vazba na endoteliální povrchy, které způsobují jejich apoptózu) a BAI-1. Buňky takto aktivován p53 horší přestanou perenosyatnedostatok kyslíku vylučovat inhibitory VEGF a angiogeneze nachinayutsekretirovat která zabraňuje obrazovaniyunovyh cévy. Tyto funkce jsou, zdá se, že více odnoysostavlyayuschey tumor potlačující účinek p53, protože onipredotvraschaet adaptaci na hypoxii a vaskularizace v tsentropuholi.

Ukázalo se několik desítek p53 cílových genů. Mezi nihsleduet poznamenat genu katalytické podjednotky telomerázy (TERT), která je potlačena p53 (tak, p53 účastní zřejmě, a poskytnout replikativní senescenci buněk. Předpokládá se, r53prinimaet účastní zrání buněčných pochodů, jako nekotoryeiz trans-aktivovat že geny kódují proteiny, které repertoáru iliinoy diferenciaci (svalový kreatin a další.).

Následky porušení funkce p53. Charakteristika p53 abnormalit opuholevyhkletok zrušení nebo oslabit všechny důležité funktsiiopuholevogo supresoru p53. Vypuštění obou alelách genu p53, tj. Úplná inaktivace způsobí oslabení G1 a G2-chekpoyntovkletochnogo cyklu, inhibici indukce apoptózy, snížení effektivnostireparatsii DNA účinnější adaptaci na hypoxii a stimulyatsiyuneoangiogeneza, usnadňuje kontrolu délky telomer a dalších charakteristik ingibirovaniedifferentsirovki neoplasticheskoykletki vlastnosti. Za zvláštní zmínku stojí výskyt buněk inaktivirovannymr53 silnou genetické nestability, která motoru dalneysheyopuholevoy progrese. Ztráta funkční aktivity p53 znachitelnouvelichivaet tempo vzhledu proliferující buňky s abnormalitami raznymigeneticheskimi - změny v počtu a chromozomální přestavby, genové mutace, amplifikace specifických oblastí genomu.

Podobné účinky byly pozorovány a nejčastější anomálie novoobrazovaniyahcheloveka p53 - missense mutace, což vede k syntéze neaktivnogobelka, který má dominantní-negativní účinek na otnosheniiprodukta intaktní alely. Je třeba poznamenat, chtostepen projevy dominantní negativní účinek mutantní r53variruet v závislosti na konkrétních aminokyselinových substitucí, a tipakletok inhibuje funkci divokého proteinu p53. Proto neredkoselektivnoe výhodou získány klony buněk, ve kterých se vyskytuje genetické události rezultatedopolnitelnyh deleci nebo mutatsiyai druhou alelu genu p53. Ve stejné době, nádorové buňky, kakpravilo udržet expresi alespoň jedné mutantní p53 allelyagena. Je zřejmé, že je to způsobeno tím, že se objeví v rezultatemissens mutací nová aktivita mutovaného proteinu p53 dopolnitelnyyvklad přispět ke zlepšení onkogenní potenciál buňky. Tak priobretayasposobnost trans-aktivovaný onkogen MYC, mutant p53 je zřejmě závažnější onemocnění regulace buněčného cyklu, než bylo pozorováno v delece genu p53. Nový aktivnostimutantnyh protein p53 jsou zodpovědné také pro další vývoj oslablenieinduktsii apoptózy a odolnost proti potlačení apoptózy himiopreparatov.V bázi je několik mechanismů: trans aktivatsiyamutantnym p53 kabelky1 anti-apoptotický protein (semeystvaBcl2 člen), schopnost mutantního p53 vázat a inaktivovat gomologr53 proteinu P73 (viz . další část), atd. Výskyt ustoychivostik specifické protinádorové cytostatika může být svyazanotakzhe nějaký mutant se schopností zvýšit p53 transkriptsiyugena MDR1 (Multi-Drug Resistance 1 - viz XII.2.1.1.) A genadUTF-ASE, produkt, který blokuje účinek 5-fluorouracilu iryada jiných antimetabolitů. Je třeba poznamenat, že mutace lidských nádorů harakternyedlya různě ovlivnit vozniknovenievysheukazannyh aktivity. To znamená, že výměna kodony 175 a 248 pro aktivaci genu pridayutsposobnost dUTP-ASE, zatímco mutace v kodone273 nezpůsobí získávání takových vlastností. Proto ispolzovaniemutatsy p53 jako kritérium pro predikci chuvstvitelnostik měnící chemoterapie může být založeno pouze na tochnoyidentifikatsii aminokyselinových substitucí, a ne pro histochemické detekce"normální" nebo "mutant" pomoschyukonformatsionno protilátkami p53-specifické.

Tak, mutace a jiné změny v aktivitě p53 vyzyvayutodnovremennoe vzniku souboru charakteristických vlastností neoplasticheskoykletki, jako je snížení citlivosti na různé růstové-supressiruyuschimsignalam (včetně generované trvalé exprese aktivirovannyhonkogenov) imortalizaci, zvýšená schopnost přežít v neblagopriyatnyhusloviyah, genetické nestability, stimulaci patologické angiogenezi, blokuje diferenciaci buněk, atd To samozřejmě iyavlyaetsya vysvětlení pro tento vysoký výskyt mutací p53 vsamom různé nádory - umožňují jeden krok preodoletsrazu několik etap progrese nádoru. Kromě toho, může být buď mutatsiir53 počáteční události (Li-Fraumeniho syndrom), nebo určit počáteční fáze karcinogeneze a voznikati vybrané již v průběhu růstu nádoru, poskytují priobretenienovyh korozivní vlastnosti a odolnost vůči terapii.

3.3.4. Homology p53: p63 a p73

V poslední době dva geny byly objeveny, P63 a P73 produkty kotoryhimeyut dostatečně vysoký stupeň homologie s proteinu p53 v aktivaci uchastkahtrans, vázající DNA a oligomerace domén, ale výrazně se liší od toho v C-konci. Nicméně, gen kódující unlikefrom p53 proteinový produkt v podstatě prochází však různé posttranslačních modifikací, p73 genů r63i produkují několik proteinů. Skutečnost, že mRNA kazhdogoiz mohou být syntetizovány dvěma promotory a další podvergatsyaalternativnomu spojeny. Výsledkem je 6 izoformbelkov p63 a p73 mající (TA-tvar), nebo nemá (? DN-forma), trans-aktivační doménu. Kromě toho, přípravky obsahující trans aktivatsionnyydomen schopné aktivovat p53-responzivní cvičení geny a způsobit, zejména, apoptózy. Kromě toho TA forma p63 a p73 může trans aktivirovati počet jiných genů, které obsahují podobné konstrukce responsivnyeelementy, které nejsou však cílů p53. Zejména, jsou trans-aktivovat geny JAG1 Jag2 a protein - ligand pro retseptorovNotch, aktivace, který hraje klíčovou roli při výběru sudbykletki při výběru směr diferenciace.

Existuje celá řada rozdílů mezi p53 a jeho homologů. Takže, eslir53 exprimován v buňkách téměř všech tkáních je egogomologi exprimován pouze v určitých typech buněk. Například p63 je převážně exprimován v embryonální buňky, kmenové a atakzhe vzroslogoorganizma nediferencované epitelové buňky, vyznačující se tím, transkripčně inaktivní? DN-form.Predpolagaetsya, že exprese? DN-P63 formy poskytuje nedifferentsirovannoesostoyanie buňky. Když p63 gen knockout myši pozorovány prenatalnayaili postnatální smrt embryí vzhledem k dokončení otsutstviyakozhi epitelilnyh a jiných tkání (za předpokladu, že svyazanos předčasné diferenciaci kmenových buněk epitelu iischerpaniem zásob v době narození zvířat). Dále eslir53 aktivována v reakci na celou řadu napětí, to gomologitolko na některé z nich, a v důsledku velmi rozdílných mehanizmov.Nakonets pokud p53 působí jako supresor nádoru a jeho inaktivace dlyanovoobrazovany charakteristické, jeho homology neimeyut takových funkcí. O tom svědčí i dvěma skupinami faktov.Vo První myši homozygotní knockout p73 gen nevyvolává tvorbu nádorů povysheniyachastoty (p63 gen knockout embrya szhiznyu není kompatibilní. - viz výše). Za druhé, v lidských nádorech nedetekovatelná exprese ztráta nebo mutace genů P63 a P73. Naopak, jsou často označeny zvýšení exprese těchto proteinů, které jsou obecně transkripčně inaktivní? DN-formy (tj, P63 a r73yavlyayutsya spíše proto-onkogeny). V této souvislosti se získává populyarnostgipoteza přičemž? DN-formy p63 a p73 proteiny funktsioniruyutkak přirozených inhibitorů p53 inhibuje jeho funkci v dominantním negativnomumehanizmu. Ve skutečnosti, jejich transkripčně inaktivní tetramerymogut soutěžit s p53 pro přistání na DNA cílových genů a monomerů / dimerů - sekvestrační p53 vazbou na jeho molekulární tvorbě neaktivních komplexů. To nevylučuje se však, že v je funkce poruchy p53 aktivován transkriptsionnoyfunktsii homology (prokázáno, že p53 transkriptsiyugena potlačí P73), který může částečně kompenzovat ztrátu funktsiir53 a zajistit, například, normální vývoj myší gomozigotnymnokautom genu p53. Tyto předpoklady, stejně jako další aspekty biologicheskihfunktsy homologu p53, vyžaduje další studie.