Onkologiya-

B.P.Kopnin

Ruski centar za istraživanje raka. Blokhin RAMS, Moskva

izvor RosOncoWeb.Ru

01 0203 0405 0607
3.3. p53 - multifunkcijski tumor supresor, još vsegoporazhaemy u različitim ljudskih tumora

3.3.1. Vrste tumora povezanih s abnormalnim p53

Najuniverzalniji molekularne promjene u različitim novoobrazovaniyahcheloveka je inaktivacija funkcije p53 proteina. Više od polovinevseh ljudskih tumora (tumori 50-60% više od 50 razlichnyhtipov) otkrivena p53 genske mutacije. Za razliku od drugih opuholevyhsupressorov, odlikuje mutacija, zaustavljanje sintezbelka (brisanja, formiranje stop kodona smjena kodiranje okvira kršenje mRNA multiplex), velika većina (90%) od p53 mutacija je missenns mutacija dovodi do zameneodnoy od aminokiselina u proteina u drugi. Više odnoyosobennostyu p53 mutacija tumor ćelija čime su, za razliku od drugih tumor supresor mutacije, heterozigot chastoyavlyayutsya, i.e. To utječe na samo jedan od dva alleleygena. (Razlozi za ove razlike će biti otkriveni ispod, rassmotreniistrukturnoy organizacije i funkcije p53 - vidi odjeljak 3.3.2.).

Mutacije se nalaze u različitim dijelovima p53 molekula, ali u svojoj chaschevsego evoluciono konzervirani domene DNA-vezivanja, i sa najvećom frekvencijom u kodona 175, 245, 248, 249, 273. 282 (tzv žarišta) - vidi sl .. 2. Zanimljivo je da je spektar mutacija varira ovisno o gistogenezaopuholi i / ili etiološki faktor. Na primjer, mutacije u kodone175 nije pronađen u tumorima pluća, i zamijeniti drugi goryacheytochke - kodon 273 - ne može se otkriti sa eksplozije krize hronicheskogomieloidnogo leukemije. U isto vrijeme, za raka pluća harakternymutatsii na kodon 145, to je vrlo rijetko naći u drugim tumorima, i mutacije u kodon 249 se prvenstveno nalaze u hepatocarcinoma uzrokovan specifičnim karcinogen - aflatoksin B. Očigledno, odraz akcije kancerogena sa različitim mehanizmima mutagennogodeystviya su razlike u prirodi p53 mutacije u različitim opuholyah.Tak, u tumorima pluća, jetre i limfoma aminokislotnyhostatkov zamjena u većini slučajeva zbog transverzije (u DNKpurinovy ​​nukleotida zamjenik nen na pirimidina ili obrnuto) karcinoma priori kože, Burkit limfom T-ćelija leukemije - prijelazi (zamjena purinskih baza za drugu purinskih ili pirimidinskih pirimidinovogona drugi).

Germinal (dogodila u klica ćelija i prenose ponasledstvu) mutacija u jednom alela od p53 gena uzrok sindromLi-Fraumeni, koji se sastoji razvitiyurazlichnyh urođene predispozicije za tumore, posebno sarkoma molochnoyzhelezy raka, limfocitni leukemije. Često, Li-Fraumeni sindrom harakterizuetsyavozniknoveniem više primarnih tumora. Važno je napomenuti da u transgenih miševa nošenje inaktiviše mutacije u gener53, tu je slika, to je vrlo podsjeća na Lee Fraumeni.Primerno sindroma trećine životinja koje su inaktiviraju jedan od dvuhalleley p53, u roku od 6-9 mjeseci nakon rođenja, tu su tumori, i njihov opseg je vrlo slična onoj u sindrom Li-Fraumeni.Pri ovaj dio u ovih tumora, kao i tumori u patsientovs Li-Fraumeni sindrom, nepovrezhdennogoallelya zadržao izraz p53 gena. U urođene inaktivacije u svim ćelijama organizmaoboih alela tumora p53 razvija u gotovo vsehzhivotnyh. Približno ista slika se vidi u transgennyhmyshey nošenje dodatne egzogeni p53 alel, kodiruyuschiybelok je missenns mutacije.

Važno je naglasiti da je mutacija - nije jedini način narusheniyafunktsii p53 proteina u tumorske stanice. Dakle, za 10-20% molochnoyzhelezy raka, kao i neuroblastoma karakterističnih kršenje transportar53 iz citoplazme u jezgru gdje se ispoljava svoje funktsionalnuyuaktivnost. Kao dio osteosarkomi kletochnogoonkogena poštovati pojačanja MDM2, proizvod koji se veže na i inaktivira belokr53 (vidi. Odjeljak 3.3.3). U rak grlića materice, papiloma virusa assotsiirovannoms ljudski, vezivanje p53 do virusnymonkobelkom E6), što uzrokuje degradaciju proteina p53, itd

3.3.2. Strukturne organizacije i biohemijske aktivnosti belkar53

Produkt p53 gena ima mol. težina 53kDa i sastoji se od 392 aminokislotnyhostatkov. Formira tetrameric kompleks sposoban regulirovattranskriptsiyu niz gena koji su u strukturi DNK spetsificheskieposledovatelnosti, p53 odgovorne politike elementy.V molekula p53 mapirani nekoliko funkcionalno značajnih domena, koji igraju važnu ulogu u sprovođenju i regulaciji svojih aktivnosti (Sl. 2).

N-terminalni dio (amino kiseline 1-42) je u domenu odgovoran za transkripcije aktiviranje ciljnih gena. Onobladaet sposobnost da se vežu za komponente bazalnih faktorovtranskriptsii, naročito podjedinice hTAFII31, hTAF70 kompleksaTFIID RNK polimeraze II, kao i transkripcije kofaktoromp300 / CBP. Osim toga, ova domena je uključena u protein-protein interakcije koje reguliraju stabilnost p53. I na kraju, to raspolozhenoneskolko serin i treonin fosforilacija kotoryhreguliruet aktivnost p53.

Sl. 2. Šematski prikaz funkcionalnog domena p53, predložena akvizicija modela proteina transcriptionally aktivnoykonformatsii i učestalost tumora u chelovekamutatsy u različitim područjima p53 molekula.

Centralna domena p53 (aminokiselina 120-290) veže neposredstvennouznaet i reguliruemyhgenov specifične sekvence DNK, tzv p53 osjetljivi elementi koji se sastoji izraspolozhennyh uzastopni nizovi obobschennoystrukturoy tip PuPuC (A / T) (A / T) GPyPyPy (Pu - purina, py - pirimidina) .Imenno domenu DNA-vezujući je lokaliziran bolshinstvotochechnyh mutacije otkrivene u raznim ljudskim tumorima (Slika 2) ..

Sljedeća dolaze područja odgovorna za nuklearnu lokalizaciju (aminokisloty305-323) i dimerizacije / tetramerization od p53 molekula (aminokisloty323-356). C-terminalni dio p53 (aminokiselina 363-392) predstavlyaetsoboy zove inhibitorni domena. U nemodifitsirovannomsostoyanii sadnje sprečava DNK vezivanje domena spetsificheskuyuposledovatelnost reguliranih gena. Fosforilaciju i atsetilirovanieego određenim lokacijama uzrokovati konformacione promene belkovoymolekuly i p53 tetramernih tranziciju iz neaktivan (latentna) u aktivni. Kao rezultat toga, DNK domena vezivanja osvobozhdayutsyaot blokira učinak i inhibitorni domena da steknu sposobnostsaditsya p53 odgovorne elemenata. Na taj način, osnovnih faktora uključenih responsivnymgenam transkripcije svyazyvayuschiesyas N-terminalni dio p53 i stimulirati RNK sintezu ciljnih gena.

Osim jačanja transkripciju gena koji sadrže spetsificheskieresponsivnye elemente, p53 ima i blizu drugihaktivnostey. Konkretno, on je u stanju da se suzbije transkripcije gena mnogihdrugih takav protoonkogeni BCL2, jun i FOS, gen fibronektinai itd Osnova ove trans-represija je nekoliko mehanizama: vezivanje i sekvestracija aktiviranih p53 faktorovtranskriptsii baze broj (P300 / CBP, TBP, CBF) - i sposobnost da se vežu specifičnih gena rekrutirovatk histona deacetilaze (HDAC), itd remodeliruyuschiehromatin- Osim toga, p53 vezuje za proteine ​​vovlechennymiv replikacije ili DNA popravka, i kao posljedica toga, modulirati etiprotsessy. Na taj način, kroz interakciju sa RP-A protein, inhibira egosposobnost aktiviranje DNK polimeraze A i D, chegoyavlyaetsya rezultat inhibicije replikacije DNK. Povezivanje komponenti kompleksaTFIIH (ERCC2, ERCC3 i dr.), To će aktivirati p53 funkciju i na taj način stimuliruettem ekscizija popravak DNK. Vezivanje p53 sa belkomRad51 dovodi do stimulacije DNK rekombinacije i povećati effektivnostireparatsiyu dvaput nit pauze DNK. Da učestvuju u p53 reparatsiiDNK također ukazuje na njegovu sposobnost da bude aktivan 3`-5`-ekzonukleazyi prepoznaju dijelove jednolančane DNA i / ili nesparenih baza.

Sl. 3. Šematski prikaz različitih konformacionih sostoyaniyr53 priznaje specifična antitijela. Onkogeni mutatsiivyzyvayut nepovratne tranzicije molekula u denaturirani države, na kojoj se otvara prethodno nedostupna epitop, i obrnuto, nestati, neke ranije dostupne epitope.

Specifičnih tumorskih ćelija missenns mutacije dovesti krezkomu promjena konformacije proteina molekula p53 (Slika 3) Chtov u velikoj mjeri utječe na sve navedeno je aktivan:. Tu je gubitak ili slabljenje sposobnost da veže i aktivirovatgeny sa p53 odgovorne elemenata, potisnuti druge spetsificheskiegeny meta inhibiraju replikaciju DNA i stimulirati reparatsiyuDNK. Osim toga, s obzirom da p53 formira tetrameric kompleksa Mutacije jedan alel od p53 gena proizvoda i dovesti do inaktivacije drugog alela netaknuta. Činjenica da je mutant p53 proteina coexpressed Normalno ili koji su neaktivni heteromeric kompleksy.Takim način mutiranog proteina inhibira p53 funkciju normalnogobelka dominantni negativni mehanizam. Očigledno, imennoeta karakteristika mutanta p53 uglavnom otvetstvennaza njihov onkogeni potencijal. U prilog ovoj totfakt ukazuje na to da je uvođenje kratkih polipeptida domena sootvetstvuyuschegooligomerizatsionnomu p53 ćelija daje polnotsennyhtetramernyh formiranje kompleksa p53 i izazivaju tumor transformatsiyu.Neobhodimo napomenuti da osim gubitka normalne funkcije p53, p53 mutanata sa zamjene aminokiselina u žarištima (kodony175, 248 i i dr.) steći nove nekretnine koje nisu svojstvene belkur53 wildtype (sticanje-of-funkcija). Tako je, opisao priobreteniemutantnymi sposobnost da aktivira p53 promotera i protoonkogenovMYC ERB1, anti-apoptoze BCL2 gen porodice BGL1, genaMDR1, odlučujući više lijekova ustoychivostkletok itd Pretpostavlja se da je to zbog mutiranog p53 sposobnostyunekotoryh vezujući proteini, posebno drugim faktorytranskriptsii s kojim normalnim p53 ne komuniciraju, imodifitsirovat ekspresiju gena regulisana ovim transkriptsionnymifaktorami.

3.3.3. Fiziološke funkcije p53 i njihova kršenja neoplasticheskihkletkah

p53 protein molekula može biti u raznim konformatsionnyhsostoyaniyah u kojima imaju različite biokemijske aktivnostyamii služe različite fiziološke funkcije. U konvencionalnoj usloviyahr53 pohranjeni u tzv latentni obliku u kojem je obladaetslaboy transkripcije aktivnost. Takve p53, međutim, svyazyvaetbelki reparacije mašine (vidi. Gore) eksponata 3`-5`-ekzonukleazyi aktivnost stimulira rekombinacije i DNA popravak. Stressahi na raznim intracelularne lezije javljaju nakon translyatsionnyemodifikatsii, posebno fosforilacije i acetilacija opredelennyhaminokislot p53 molekula, utvrđivanje njegove prelazak na tzv nazyvaemuyustressovuyu konformaciju. Takva p53 znatno stabilnije (t.e.rezko povećava svoj iznos u ćeliji) i efektivno trans-aktiviranje / ili trans-represiju specifičnih ciljnih gena sledstviemchego indukcije u abnormalne ćelije ili zaustaviti kletochnogotsikla ili apoptoza. Osim toga, aktiviranje p53 dovodi do izmeneniyuekspressii neke gene luči faktore, rezultatechego može varirati množenja i migracija je ne samo oštećen, ali i okolne ćelije. Tako, dok je u stresnim konformacija p53 je u velikoj mjeri gubi aktivnost stimuliruyuschierekombinatsiyu i / ili popravka DNK.

wild-tip p53, pored latentne i stresan mozhetvremenno steći i tzv mutant konformacija skhodnuyus one u kojoj p53 molekulu nepovratno kreće onkogennyhmutatsiyah. Prolazne tranzicije mutant p53 konformacija proiskhoditpri izložen određenim citokina i / ili morphogen (PDGF, Thrombopoietin, retinolska kiselina, itd.) Takogoperehoda biološki smisao je nejasno. Možda je puna aktivnost inaktivatsiirost inhibiraju p53 i / ili promijeniti svoju set ciljnih gena.

Prema tome, p53 igra važnu ulogu sigurnosti, biti na obraznomuvyrazheniyu D.Lane, "čuvar genoma". Povsednevnayafunktsiya je, po svemu sudeći, u znak priznanja i ispravleniioshibok neminovno nastati u toku DNK replikacije. Kada massivnyhpovrezhdeniyah DNK drugi intraćelijski poremećaja ili ugrozeih pojava prelazi p53 funkcije (Slika 4.): Sticanje transkripcije aktivnosti i mijenjaju ekspresiju ciljnih gena, to uzrokuje ili abnormalno ćelija proliferacije stanica (vremena za popravak oštećenja ili nepovratno) ili njihovih smrti (faktora koji određuju sudbinu ćelije će rassmotrenynizhe aktivacije p53). Kao rezultat otklanjanja mogućnosti akumulacije u organizmegeneticheski izmijenjena ćelija.

Mehanizmi aktivacije p53 stresa i intracelularni povrezhdeniyah.Aktivatsiya transkripcije funkcije p53 je uočena u većini raznoobraznyhstressah i intracelularne prekršaja: UV i G-zračenje, prisustvo slomljena DNK ćelije, smanjenje intracelularni bazen nukleotida, inhibicija DNA i RNA polimeraze, prekomjerna onkogena, virusnih infekcije, hipoksija, oksidativni stres, hipo- i hipertermiju, razni poremećaji ćelija arhitekture (povećanje broja jezgara i citoskeleta mijenja prianjanje), itd

Ključnu ulogu u stabilizaciji proteina p53 i povećati svoj transkriptsionnoyaktivnosti igra mijenja interakciju sa p53 proteina ingibitoromMdm2 gena, koja je potencijalni onkogen. Mdm2svyazyvaetsya protein sa N-kraj p53 molekula i posjedovanje aktivnosti E3ubikvitin ligaze stimulira Ubikvitinacija i kao rezultat toga, degradacija proteasomal p53 proteina. Stoga, normalni nivo ekspressiir53 je vrlo niska, a životni vijek je samo oko 30min. Osim toga, vezivanje za N-terminalni dio p53 u rayonedomena interakciji sa osnovnim faktorima transkripcije, MDM2 inhibira sposobnost p53 trans-aktiviranje ciljnih gena.

A)

B)

Sl. 4. Sigurnost funkcije p53.
A). funkcije "latentan" i "stresan" formr53.
B) Faktori izazivanje transkripcije aktivacije p53, p53 gena misheniaktivirovannogo i utjecati na njihove biologicheskieeffekty izraz.

Kada intracelularni poremećaja, posebno kada se povrezhdeniyahDNK javlja fosforilacija p53 na lokacijama (Ser15, Ser20, Ser33), odlažu u spojnici području s MDM2 proteina. Takoefosforilirovanie obavljaju specifične kinaze (ATM, ATR, a njihov cilj - chekpoyntkinazy CHK1, CHK2), koji aktiviruyutsyav odgovor na razne poremećaje strukture DNK (. Vidi odjeljak 3.11.1) .U toga, ATM fosforilizuje i MDM2 proteina. Kao rezultat toga blokiruetsyasvyazyvanie p53 s MDM2, što uzrokuje stabilizaciju p53 molekula ipovyshenie njihove transkripcije aktivnost. U nekim drugihvnutrikletochnyh promjene, kao kada je ćelija ekpressii aktivirovannyhonkogenov RAS, takođe primetio interakcija kršenje r53i MDM2, ali se javlja zbog povećanja proteinske ekspresije UO, alternativa čitanje okvir proizvod INK4A gena (vidi. Razdel3.4). UO protein sposoban vezivanja ili N-kontsevymuchastkom p53 sa MDM2 ili proteina, čime se sprečava njihova direktnu interakciju jedni s drugima. Zanimljivo je da je i sama transkripcije meta aktivirovannogor53 gen MDM2. Kao rezultat uspostavljenih regulatornih petlje, stimuliruyuschayadegradatsiyu p53 proteina nakon zatvaranja faktora vyzyvayuschihego fosforilaciju ili vezujući protein UO.

Važnu ulogu u kupovini molekula p53 konformacije sposobnoytrans aktivira ciljnih gena također igraju modifikacija C-kontsevogouchastka, odnosno njegove specifične aminokislotnyhostatkov acetilacija. Ako su oštećeni DNK i izraz uskoro onkogenaRAS ovih događaja pokrenut od strane vezivanja isteku Mdm2N-terminala dio p53 sa bazalnom transkripcije faktor P300 / CBP, acetylating prvi inhibitorni domena p53 na lizina 373 i382, a zatim (nakon vezivanja p53 odgovorne elemenata) i hromatin proteina u regija ciljnih gena. Tako posledovatelnyepost-translaciona modifikacije N-terminala i C-terminalni uchastkovr53 uzrokovati povećanje u iznosu od p53 proteina u ćeliji, priobretenieim sposobnost da se vežu p53 odgovaraju elementima i rekrutirovatk gena ciljati osnovni faktori transkripcije (komponente kompleksaTFIID RNK polimeraze II i histona acetylase P300 / CBP , dekondensiruyuschiehromatin), te se tako stimuliše transkripcija njihove mRNA.

Pod nekim stresom, posebno u hipoksija, nablyudayutsyapost-translaciona modifikacija p53, što uzrokuje tranzicije ne kklassicheskoy stresan konformaciju i njihove varijante. Takva r53ne trans-aktivira gene koji sadrže p53 odgovorne elemente, ali potiskuje transkripciju drugih ciljnih gena. To tako nazyvaemayarepressionnaya oblik i fosforiliše na N-terminus, ali je C-kontsevoyuchastok ne acetilisani i povezuje repressionnye kompleksa Sin3 / HDAC, uzrokujući hromatin kondenzacije ciljnih gena.

P53 ciljnih gena i njihove funkcije. Trenutno, u dodatak MDM2, koji predviđa propis p53 na leđima (vidi. Gore), identifikovala više od stotinu gena koji su mishenyamitranskriptsionnyh aktivnost p53. Oni se mogu podijeliti naneskolko grupe na osnovu njihove fiziološke funkcije (Sl. 4B).

U prvu grupu spadaju geni čiji su proizvodi reguliraju kletochnyytsikl. Najvažniji od njih je protein p21Waf1 / Cip1 - ingibitortsiklinzavisimyh kinaze iz porodice Cip / Kip. Povećavajući ekspressiivyzyvaet ćelija ciklus hapšenja u kasnoj fazi G1, da obuslovlivaetsyasvyazyvaniem ciklin E / Sdk2, suzbijanje sposobnostifosforilirovat porodice proteina TRN i pustite transkriptsionnyefaktory E2F (vidi. Odjeljak 3.2.2). Dupliciranje mehanizam ostanovkiperehoda iz G1 u S suzbijanje aktivira p53 transkriptsiigena DP1 - transkripcije faktor koji se vezuje za E2Fi formira aktivni kompleks, aktivirajući sintezproduktov zapravo potrebna za ulazak u fazu S. vnimaniyasposobnost zaslužuje poboljšati p53 izraz Siah1 gen proizvod razgradnje kotorogostimuliruet b catenin - transkripcije faktor koji aktivira transkripciju ciklin D gen i onkogena MYC (vidi poglavlje 3.4.2), što dodatno doprinosi indukcije ostanovkikl precizan ciklus u G1. Imajte na umu da p53 može podavlyataktivnost Cdk2 ne samo promjenom njihove transkriptsionnyhfunktsy, ali zbog protein-protein interakcije, i imennoneposredstvennogo vezivanje ciklin H - komponenta kinaznogokompleksa CAK, obavljanje aktiviranje fosforilacija tsiklinzavisimyhkinaz.

Identifikovali broj ciljnih gena p53 proizvoda kotoryhvyzyvayut zaustaviti u G2 fazi (kašnjenje uočeno je kada je p53 već aktiviran nakon ćeliji je prošla G1-punktu, ili ćelije inaktivirano s G1-punkt). Aktivirovannyyr53 kompleks inhibira funkciju ciklin B / Cdc2, igrajući klyuchevuyurol prelazak iz G2 u mitoze, nekoliko mehanizama. Prvo, ona aktivira trans-14-3-3-e gen čiji protein proizvod svyazyvaeti izdvaja ciklin B / Cdc2 u citoplazmi, a ne davayavozmozhnosti oni ući u jezgru, gdje ih treba svoyuaktivnost. Drugo, on aktivira trans GADD45 gena, koji ima sposobnost da se veže belkovyyprodukt Sdc2, razrushayatakim način kompleksi ciklin B / Cdc2. Treće, repressiruettranskriptsiyu p53 gena i ciklin B Cdc2, što smanjuje njihovu sintezu produktov.Sleduet napomenuti da je, kao iu slučaju zaustavljanja ćelije tsiklav G1, G2 kašnjenje do oštećenja DNK kada se posmatra u kletkahs inaktivirano p53: to je podavleniyafunktsii rezultat fosfataza Cdc25 (Cdc25A na stop u G1 i Cdc25C u suspenziji G2), aktivirajući odgovarajuće tsikdinzavisimyekinazy. Međutim, u ćelijama sa oštećenom funkcijom p53 proiskhoditlish kratko kašnjenje u kontrolnom punktu, a aktiviranje p53 obespechivaetdlitelnuyu ćelijskog ciklusa hapšenja, sprečavajući razmnozhenievplot da otkloni kvar.

Sledeća grupa gena p53-reguliran kodiraju proteine ​​indutsiruyuschieapoptoz. Tako p53 kontrolira sintezu obe komponente osnovnyhputey apoptoze indukcije i mitohondrija i stimulirana"smrt receptori". Dakle, regulira aktivnostbelkov porodice BCL2, suzbijanja gen anti-apoptoze gena belkaBcl2 i aktiviranje pro-apoptoze proteina Bax, Puma i Noxa.Povyshenie membrane mitohondrija propusnost i tsitohromaS AIF proteina je postignuto i trans-aktivacije gena p53AIP1 (egoprodukt lokaliziran u membrane mitohondrija i smanjuje membrannyypotentsial) i PIG3 gena (kodira oksidoreduktaza koji vovlechenav formiranje kisika radikala koji oštećuju membrane mitohondriyi stimulativne objaviti njihov sadržaj). Stimulacija apoptoze smrti zapuskaemogoretseptorami postići trans-aktivacije gena iztakih dva receptora - Fas i Killer / DR5 (receptor za TRAIL). Escheodnoy takav cilj je gen novootkrivenog belkaPidd koja sadrži domene smrti i prekomjerna indutsiruetapoptoz. Utvrđene drugih gena p53 odgovorne politike (IGF-BP3, PAG608, P85, ciklin G), proizvodi koji stimulira apoptoze ali mehanizmyih apoptoze akciju dok istražuju prilično loše. Krometogo, p53 može izazvati apoptozu kroz druge mehanizme koji nemaju veze sa njegova sposobnost da mijenja ekspresiju gena misheney.Tak, mutant p53 transkripcije aktivnosti izgubio (vrezultate brisanja C-terminalni regiji, ili mutacije u kodona 22-23) zadržavaju sposobnost ipak izazivaju apoptozu u nekim vrstama (ali ne sve) ćelija. Pretpostavlja se da je ovaj effektobuslovlen protein-protein interakcije p53. Tako je, uz povećanje funkcionalne aktivnosti p53 može proiskhoditaktivatsiya odmah mnogo načina izazivanja apoptoze, koji očigledno pruža pouzdane implementacije.

Od p53 kontrolira aktivnost gena, čiji proizvodi sposobnyvyzvat kao hapšenje staničnog ciklusa u raznim fazama, i apoptoze, postavlja se pitanje, zašto kletkipri p53 aktiviranje sudbini izbora. Ispostavilo se da je odlučan mnozhestvomfaktorov: Gistogeneticheskaja tip ćelije (npr normalnyhfibroblastah obično posmatra ćelijskog ciklusa hapšenja, dok je u limfocita - apoptoza), stepen aktivacije p53 (a uvelicheniemurovnya svoj izraz povećava mogućnost apoptoze), funktsionalnoyaktivnostyu signalni put pRb- E2F (c inaktivirovannympRb u fibroblasta ili prekomerno je E2F, nema zaustavljanja vG1 i apoptoza), itd Nedavno sam otkrio da je još jedan faktor u određivanju izbor između ciklusa ćelija hapšenja i apoptoza, je modifikacija lik p53 molekula sebe i / ili proteina belkovyhvzaimodeystvy. Tako p53, fosforiliše na Ser15 / 20 i atsetilirovannyypo C-terminus, je sposoban za trans-aktivirati gen p21Waf1 / Cip1 i vyzyvatostanovku u G1, dok je dodatnih fosforilacija Ser46pridaet je sposobnost da se trans-aktivirati zajedno sa gen p21Waf1 / Cip1i proteina gena r53AIP1, i ovaj slučaj je već uočeno apoptoz.Prichem vjerojatnost Ser46 fosforilacije povećan sa uvelicheniemintensivnosti oštećenja DNK. Osim toga, sposobnost p53-izbiratelnotrans aktivirati proapoptotic gena (BAX i dr.) Uvelichivaetsyapri svoje vezujući protein porodice ASPP (ASPP1 i ASPP2), poteryaekspressii što je karakteristično za znatan dio slučajeva rakamolochnoy žlijezde.

Treći velika grupa p53 ciljnih gena su geni produktykotoryh pod kontrolom morfologiju i / ili migracije ćelija (slika 4B) .tak p53 trans-aktivira gene i predstavnici semeystvarasseivayuschih (Skater) faktora -. HGF / SF i HGF1 / MSP i genodnogo članovi porodice epidermalnog faktora rasta HB-EGF (heparin-vezujući EGF) (svi proizvodi od ovih gena su odnovremennoi mitogens i motogenic). Dakle, trans-aktivira p53 receptora takzhegeny ovi faktori - HGF / SF-R (Met) i EGF-R. p53 gena su responsivnymitakzhe Hemokin fractalkine, a-glatkih mišića aktin i kolagena II1 Vl1 tip inhibitor, PAI-1, plazminogena. Sa drugoystorony potiskuje p53 gena metalloproteinazyI fibronektina i tip. Fiziološki značaj ove uredbe do ustanovleno.Vozmozhno, to je, barem djelomično, u privlecheniik ćelijama uskoro p53 opredelennyhtipov okolnih ćelija za remodeliranje / vraćanje strukture tkiva u mestevozmozhnogo apoptoze. Moguće je učešće tih propisa i vprotsesse morfogeneze.

Posebnu grupu ciljnih gena p53 može identificirati gene kontroliruyuschieangiogenez. Ključnu ulogu u neoangiogenezu igra VEGF (VascularEndothelial rasta Factor- stimuliše reprodukciju i migratsiyuendotelitsitov) čiji je izraz pod hipoksija povyschaetsya iliaktivatsii određenih onkogena. p53 potiskuje transkripciju kakgena VEGF, i gen HIF-1 (hipoksija induktivni faktor 1) - transkriptsionnogofaktora pružanje povećane ekspresije VEGF i odgovor retseptorovv do smanjenja sadržaja kisika (osim što HIF-1izmenyaet ekspresiju gena koji kontrolišu transport glukoze iglikoliz koja se prilagođava ćelije uvjetima hipoksije) .Odnovremenno p53 gena trans-aktiviranje proteina ingibiruyuschihangiogenez - thrombospondin (Tsp) -1, -2 (spetsificheskieretseptory vezivanje za endotelne površine, oni su ih apoptoza) i BAI-1 izazvati. Ćelije tako uskoro p53 gore prestanu perenosyatnedostatok kisika luče VEGF i angiogeneze inhibitori nachinayutsekretirovat koji sprečava obrazovaniyunovyh plovila. Ove funkcije su, po svemu sudeći, još odnoysostavlyayuschey tumor koji suzbijaju djelovanje p53, jer onipredotvraschaet adaptacija na hipoksiju i vaskularizacije u tsentropuholi.

Otkriveno je nekoliko desetina p53 ciljnih gena. Među nihsleduet napomenuti gen katalitičke podjedinice telomeraze (terc), koji je potisnut p53 (dakle, p53 sudjeluje očigledno, i pružiti replikativno starenje ćelija. Po svoj prilici, r53prinimaet ulogu u sazrijevanje procesa ćelije, kao nekotoryeiz uskoro trans- oni geni kodiraju proteine ​​koji repertoar iliinoy diferencijacija (mišića kreatina, i dr.).

Posljedice kršenja p53 funkcije. Karakteristika p53 abnormalnosti opuholevyhkletok ukidanje ili oslabi sve važne funktsiiopuholevogo prigušivačem p53. Brisanje oba alela p53 gena, i.e. kompletan inaktivacije izaziva slabljenje G1- i G2-chekpoyntovkletochnogo ciklusa, inhibiciju apoptoze indukcije, smanjenje effektivnostireparatsii DNK efikasnije adaptacija na hipoksiju i stimulyatsiyuneoangiogeneza, olakšava kontrolu dužine telomera i druge karakteristike ingibirovaniedifferentsirovki neoplasticheskoykletki svojstva. Od posebnog značaja je pojava ćelija sa inaktivirovannymr53 jake genetske nestabilnosti, koji motor dalneysheyopuholevoy napredovanje. Gubitak funkcionalna aktivnost p53 znachitelnouvelichivaet tempom izgled proliferaciju stanica sa raznymigeneticheskimi abnormalnosti - promjene u broju i hromozomske preuređenja, mutacije gena, pojačavanje pojedinih regija genoma.

Slični efekti se poštuju i najčešća anomalija u novoobrazovaniyahcheloveka p53 - missenns mutacije, što je dovelo do sinteze neaktivnogobelka imaju dominantan-negativan efekat na otnosheniiprodukta netaknuta alela. Treba napomenuti, međutim, chtostepen manifestacije dominantno negativan efekat mutanta r53variruet u zavisnosti od konkretne zamjene aminokiselina, i tipakletok inhibiraju divljeg tipa p53 funkcije. Stoga neredkoselektivnoe prednost dobiti klonova ćelija u kojima genetski javlja rezultatedopolnitelnyh brisanje ili mutatsiyai drugi alel p53 gena. U isto vrijeme, tumorske stanice, kakpravilo zadržati izraz od najmanje jednog mutanta p53 allelyagena. Očigledno, to je zbog činjenice da se pojavljuju u rezultatemissens mutacije nove aktivnosti mutiranog p53 dopolnitelnyyvklad doprinijeti poboljšanju onkogeni potencijal ćelije. Dakle, priobretayasposobnost trans-uskoro onkogena MYC, mutant p53 je očigledno više teških poremećaja regulacije staničnog ciklusa, nego onim kod brisanja p53 gena. Novi aktivnostimutantnyh p53 protein su odgovorni i za dodatni razvoj oslablenieinduktsii apoptoze i otpornost na suzbijanju apoptoze himiopreparatov.V zasnovan je nekoliko mehanizama: trans aktivatsiyamutantnym p53 gena Bag1 anti-apoptoze proteina (član semeystvaBcl2), sposobnost mutanta p53 da se vežu i inaktiviraju gomologr53 protein P73 (vidi . sljedeći odjeljak), itd Pojava ustoychivostik specifična antitumorska citostatika može svyazanotakzhe neki mutant sa mogućnošću povećanja p53 transkriptsiyugena MDR1 (Multi-Drug Resistance 1 - vidjeti XII.2.1.1.) I genadUTF-ase, proizvod koji blokira učinak 5-fluorouracila iryada druge antimetaboliti. Treba napomenuti da je mutacija ljudskih tumora harakternyedlya različito utjecati vozniknovenievysheukazannyh aktivnosti. Dakle, zamjena kodona 175 i 248 za aktiviranje gena pridayutsposobnost dUTP-ase, dok mutacije u kodone273 ne uzrokuju sticanje takve imovine. Stoga, ispolzovaniemutatsy p53 kao kriterij za predviđanje chuvstvitelnostik različite hemoterapija može biti zasnovana samo na zamjene tochnoyidentifikatsii aminokiselina, a ne za histohemijskim otkrivanje"normalan" ili "mutantni" pomoschyukonformatsionno sa p53 specifična antitijela.

Prema tome, mutacije i druge promjene u aktivnosti p53 vyzyvayutodnovremennoe pojave skup karakterističnih svojstava neoplasticheskoykletki kao što su smanjenje osjetljivosti na različite rast supressiruyuschimsignalam (uključujući generira stalni izraz aktivirovannyhonkogenov) obesmrćivanje, povećana sposobnost da prežive u neblagopriyatnyhusloviyah, genetska nestabilnost, stimulacija neoangiogenezu, blokiranje ćelija diferencijacije, itd Ovo očito iyavlyaetsya objašnjenje za ovu visoku učestalost p53 mutacija vsamom različitih tumora - oni omogućuju jedan korak preodoletsrazu nekoliko faza progresije tumora. Osim toga, mutatsiir53 može biti ili početni događaj (Li-Fraumeni sindrom) ili odrediti početne faze karcinogeneze, i voznikati odabrane već tokom rasta tumora, pružajući priobretenienovyh korozivna svojstva i otpornost na terapiju.

3.3.4. Kolegama p53: P63 i P73

Nedavno dva gena su otkrili, P63 i P73 proizvoda kotoryhimeyut dovoljno visok stupanj homologije s proteina p53 u aktivaciji uchastkahtrans, DNK vezivanje i Oligomeracija domena, ali znatno se razlikuju od njega u C-kraj. Međutim, unlikefrom p53 gena koji kodira za proizvod proteina u suštini prolazi, međutim, razne posttranslacijskih modifikacija, P73 gena r63i proizvodnju nekoliko proteina. Činjenica da je mRNA kazhdogoiz mogu biti sintetiziran s dva promotera i dalje podvergatsyaalternativnomu spojene. Rezultat je 6 izoformbelkov P63 i P73 ima (TA-oblik) ili nemaju (? DN-oblik) trans-aktivacije domene. Osim toga, formulacije koje sadrže trans aktivatsionnyydomen moći aktivirati p53-ostvarivanje odgovorne gene i izazvati, posebno, apoptoze. Osim toga, TA obrazac P63 i P73 može trans aktivirovati niz drugih gena koji sadrže slične strukture responsivnyeelementy koji nisu, međutim, ciljevi p53. Konkretno, oni su trans-uskoro gena Jag1 Jag2 i proteina - ligand za retseptorovNotch, od kojih je aktiviranje igra ključnu ulogu u odabiru sudbykletki u odabiru pravca diferencijacije.

Postoji veliki broj razlika između p53 i njegovih homologa. Dakle, eslir53 izražena u ćelijama gotovo svim tkivima, u egogomologi izražena samo u određenim tipovima ćelija. Na primjer, P63 je uglavnom izražena u embrionalnih ćelija, stablo i atakzhe vzroslogoorganizma nediferencirane epitelne ćelije, pri čemu je transcriptionally neaktivan? DN-form.Predpolagaetsya to izraz? Oblika DN-P63 pruža nedifferentsirovannoesostoyanie ćelija. Kada P63 gena nokaut miševa poštovati prenatalnayaili postnatalne smrti embrija zbog dovršili otsutstviyakozhi epitelilnyh i druga tkiva (pod pretpostavkom da je svyazanos preuranjeno diferencijaciju matičnih ćelija epitelnih iischerpaniem zaliha u trenutku rođenja životinja). Nadalje, eslir53 aktivira kao odgovor na različite naprezanja, to gomologitolko na neke od njih, kao i zbog vrlo različitih mehanizmov.Nakonets ako p53 ponaša se kao tumor supresor, i njegove inaktivacije dlyanovoobrazovany karakteristika, svoju kolegama neimeyut takve funkcije. O tome svjedoče dvije grupe faktov.Vo Prvo, miševi homozigot nokaut P73 gena ne izaziva formiranje tumora povysheniyachastoty (P63 gena nokaut embriona szhiznyu nije kompatibilan -. Vidi gore). Drugo, u ljudskim tumorima gubitak neprepoznatljiv izraz ili mutacija gena P63 i P73. Naprotiv, često su označena povećanje ekspresije ovih proteina, koji su uglavnom transcriptionally neaktivna? DN-formi (tj, P63 i r73yavlyayutsya a proto-onkogena). S tim u vezi, stiče populyarnostgipoteza čime? DN-oblika P63 i P73 proteinima funktsioniruyutkak prirodni inhibitori p53 inhibira njegovu funkciju u dominantnom negativnomumehanizmu. Zaista, njihova transcriptionally neaktivan tetramerymogut takmičiti sa p53 za sletanje na DNK ciljanih gena i monomera / dimeri - Sequester p53 vezivanjem za svoj molekularne formiranje neaktivnog kompleksa. To ne isključuje, međutim, da pod se poremećaji funkcije p53 aktivira transkriptsionnoyfunktsii kolegama (pokazalo da p53 transkriptsiyugena potiskuje P73), što može djelomično nadoknaditi gubitak funktsiir53 i osigurati, na primjer, normalan razvoj miševa gomozigotnymnokautom p53 gena. Ove pretpostavke, kao i druge aspekte biologicheskihfunktsy saglasnu p53, potrebna su dalja istraživanja.