Jump to content

p14arf

(Перенаправлено с P14ARF )
ингибитор циклинзависимой киназы 2А (меланома, p16, ингибирует CDK4)
Идентификаторы
Символ CDKN2A
Альт. символы ЦДКН2, МЛМ
ген NCBI 1029
HGNC 1787
МОЙ БОГ 600160
RefSeq НМ_058195
ЮниПрот P42771
Другие данные
Локус Хр. 9 стр21
Искать
StructuresSwiss-model
DomainsInterPro

p14ARF (также называемый опухолевым супрессором ARF , ARF , p14 АРФ ) представляет собой рамки считывания локуса белковый продукт альтернативной CDKN2A (т.е. локуса INK4a / ARF ). [ 1 ] p14ARF индуцируется в ответ на повышенную митогенную стимуляцию, такую ​​как аберрантная передача сигналов роста от MYC и Ras (белка) . [ 2 ] Он накапливается преимущественно в ядрышке , где образует стабильные комплексы с NPM или Mdm2 . Эти взаимодействия позволяют p14ARF действовать как супрессор опухоли , ингибируя биогенез рибосом или инициируя p53 -зависимую остановку клеточного цикла и апоптоз соответственно. [ 3 ] p14ARF является атипичным белком с точки зрения его транскрипции, аминокислотного состава и деградации: он транскрибируется в альтернативной рамке считывания другого белка, он является высокоосновным, [ 1 ] и он полиубиквинирован на N-конце . [ 4 ]

И p16INK4a , и p14ARF участвуют в регуляции клеточного цикла . p14ARF ингибирует mdm2 , тем самым стимулируя р53 , который способствует р21 активации , который затем связывает и инактивирует определенные комплексы циклин - CDK противном случае способствовали бы транскрипции генов , которые в , которые могли бы провести клетку через контрольную точку G 1 /S клеточного цикла. Потеря p14ARF в результате гомозиготной мутации в гене CDKN2A ( INK4A ) приведет к повышенным уровням mdm2 и, следовательно, к потере функции p53 и контроля клеточного цикла.

Эквивалентом у мышей является p19ARF.

Транскрипт p14ARF был впервые идентифицирован у человека в 1995 году. [ 5 ] [ 6 ] и его белковый продукт был подтвержден на мышах в том же году. [ 7 ] Локус его гена находится на коротком плече 9-й хромосомы у человека и в соответствующем месте на 4-й хромосоме у мышей. [ 1 ] Он расположен рядом с генами тандемных повторов INK4a и INK4b, которые имеют массу 16 кДа (p16 INK4a ) и 15 кДа (p15 INK4b ) белков соответственно. Эти белки INK4 непосредственно ингибируют циклин D-зависимые киназы CDK4 и CDK6 . На других хромосомах есть и другие гены INK4, однако они не связаны с раком , поэтому их функции вряд ли будут перекрываться. Важным циклин-зависимым субстратом является белок ретинобластомы Rb, который фосфорилируется в поздней фазе G1 ( фаза G1 ), обеспечивая выход G1. Белок Rb ограничивает пролиферацию клеток , блокируя активность факторов транскрипции E2F , которые активируют транскрипцию генов, необходимых для репликации ДНК . Когда Rb фосфорилируется циклином D и E-зависимыми киназами во время фазы G1 клеточного цикла, Rb не может блокировать E2F-зависимую транскрипцию, и клетка может перейти к фазе синтеза ДНК ( S-фазе ). [ 8 ] Таким образом, INK4a и INK4b служат супрессорами опухоли, ограничивая пролиферацию посредством ингибирования CDK, ответственных за фосфорилирование Rb . [ 7 ]

Помимо белка INK4a, несвязанный белок ARF транскрибируется из альтернативной рамки считывания в локусе INK4a/ARF. [ 1 ] МРНК INK4a и p14ARF каждая состоит из трех экзонов . У них общие экзоны 2 и 3, но есть два разных транскрипта экзона 1: α и β. Экзон 1β (E1β) интеркалируется между генами INK4a и INK4b. [ 1 ] Хотя экзон 1α (E1α) и E1β примерно одинаковы по содержанию и размеру, 5' AUG ( старт-кодон ) экзона 1β имеет собственный промотор и открывает альтернативную рамку считывания в экзоне 2, отсюда и название p14ARF (ARF). экзон 3 не транслируется). Из-за этого INK4a и p14ARF имеют несвязанные аминокислотные последовательности, несмотря на перекрывающиеся кодирующие области, и имеют разные функции. Такое двойное использование кодирующих последовательностей обычно не наблюдается у млекопитающих, что делает p14ARF необычным белком. [ 1 ] Когда был обнаружен β-транскрипт ARF, предполагалось, что он, вероятно, не будет кодировать белок. [ 5 ] [ 6 ] У людей ARF транслируется в 14 кДа, 132 аминокислоты [[p14 АРФ ]] белок, а у мышей он транслируется в 19 кДа, 169 аминокислот p19 Арф . [ 1 ] Сегменты белка E1β мышиного и человеческого ARF идентичны на 45%, при этом общая идентичность ARF составляет 50%, по сравнению с 72% идентичностью между сегментом E1α мыши и человека INK4a и общей идентичностью 65%. [ 7 ]

Хотя белки INK4a и ARF структурно и функционально различаются, они оба участвуют в развитии клеточного цикла . В совокупности их широкая ингибирующая роль может помочь противостоять онкогенным сигналам. Как упоминалось выше, INK4a ингибирует пролиферацию, косвенно позволяя Rb оставаться связанным с E2F факторами транскрипции . ARF участвует в активации p53 путем ингибирования Mdm2 (HDM2 у людей). [ 8 ] Mdm2 связывается с p53, ингибируя его транскрипционную активность. Mdm2 также обладает активностью убиквитинлигазы E3 по отношению к p53 и способствует его экспорту из ядра клетки в цитоплазму для деградации. Противодействуя Mdm2, ARF обеспечивает транскрипционную активность р53, которая может привести к остановке клеточного цикла или апоптозу . Таким образом, потеря ARF или p53 даст клеткам преимущество в выживании. [ 1 ]

Функция ARF в первую очередь объясняется его механизмом Mdm2/p53. Однако ARF также ингибирует пролиферацию в клетках, лишенных p53 или p53 и Mdm2. [ 9 ] В 2004 году было обнаружено, что одна из p53-независимых функций ARF включает его связывание с нуклеофосмином / B23 (NPM). [ 9 ] NPM представляет собой кислый рибосомальный шаперон (белок), участвующий в прерибосомальном процессинге и экспорте ядер независимо от p53, и олигомеризуется с самим собой и p14. АРФ . Почти половина п14 АРФ встречается в NPM-содержащих комплексах с высокой молекулярной массой (2–5 МДа). Насильственная экспрессия ARF замедляет ранний процессинг предшественников 47S/45S рРНК и ингибирует расщепление 32S рРНК. Это говорит о том, что p14 АРФ может связываться с NPM, ингибируя процессинг рРНК. [ 9 ] ARF-нулевые клетки имеют увеличенную ядрышковую площадь, повышенный биогенез рибосом и соответствующее увеличение синтеза белка . [ 10 ] Однако больший размер, обусловленный большим количеством рибосом и белка, не связан с повышенной пролиферацией, и этот фенотип ARF-нулевой возникает, даже если нормальные базальные уровни Arf обычно низкие. Нокаут ARF с помощью siRNA до экзона 1β приводит к увеличению транскриптов рРНК, процессингу рРНК и ядерному экспорту рибосом. Неограниченный биогенез рибосом, наблюдаемый, когда NPM не связан с ARF, не происходит, если NPM также отсутствует. Хотя индукция ОПН в ответ на онкогенные сигналы считается первостепенной, низкие уровни ОПН, наблюдаемые в интерфазных клетках, также оказывают значительный эффект с точки зрения контроля роста клеток. Следовательно, функция базального уровня ARF в комплексе NPM/ARF, по-видимому, заключается в мониторинге стационарного биогенеза и роста рибосом независимо от предотвращения пролиферации. [ 10 ]

Роль в болезни

[ редактировать ]

Очень часто рак связан с потерей функции INK4a, ARF, Rb или p53 . [ 11 ] Без INK4a Cdk4/6 может неадекватно фосфорилировать Rb, что приводит к усилению E2F -зависимой транскрипции. Без ARF Mdm2 может неадекватно ингибировать р53, что приводит к увеличению выживаемости клеток.

Обнаружено, что локус INK4a/ARF удаляется или замалчивается во многих видах опухолей. Например, из 100 первичных карцином молочной железы примерно 41% имеют p14. АРФ дефекты. [ 12 ] В отдельном исследовании было обнаружено, что 32% колоректальных аденом (нераковых опухолей) имеют р14. АРФ вследствие гиперметилирования промотора . инактивация Модели мышей, в которых отсутствует p19 Арф , p53 и Mdm2 более склонны к развитию опухолей, чем мыши без Mdm2 и p53 по отдельности. Это говорит о том, что p19 Арф имеет также Mdm2- и p53-независимые эффекты. [ 13 ] Исследование этой идеи привело к недавнему открытию smARF. [ 14 ]

Было обнаружено, что гомозиготные делеции и другие мутации CDK2NA (ARF) связаны с глиобластомой . [ 15 ]

До недавнего времени двумя известными эффектами ARF были ингибирование роста за счет взаимодействий NPM и индукция апоптоза за счет взаимодействий Mdm2 . Функция ARF, связанная с p53 -независимой гибелью, теперь приписывается небольшой митохондриальной изоформе ARF, smARF. [ 14 ] В то время как ARF полной длины ингибирует рост клеток путем остановки клеточного цикла или апоптотической гибели типа I, smARF убивает клетки путем аутофагической смерти типа II. Как и ARF, экспрессия smARF увеличивается при наличии аберрантных сигналов пролиферации. Когда smARF сверхэкспрессируется, он локализуется в митохондриальном матриксе , повреждая мембранный потенциал и структуру митохондрий и приводя к аутофагической гибели клеток. [ 16 ]

Трансляция укороченного ARF, smARF, инициируется с внутреннего метионина (M45) транскрипта ARF в клетках человека и мыши. SmARF также обнаруживается у крыс, хотя внутренний метионин не присутствует в крысином транскрипте. Это предполагает, что существует альтернативный механизм образования smARF, что подчеркивает важность этой изоформы . [ 14 ] Роль smARF отличается от роли ARF, поскольку у него отсутствует сигнал ядерной локализации (NLS) и он не может связываться с Mdm2 или NPM. [ 3 ] Однако в некоторых типах клеток ARF полной длины также может локализоваться в митохондриях и вызывать гибель клеток типа II, что позволяет предположить, что помимо аутофагии, являющейся голоданием или другой реакцией окружающей среды, она также может участвовать в ответе на онкогена . активацию [ 2 ]

Биохимия

[ редактировать ]

Экспрессия ARF регулируется онкогенной передачей сигналов. Аберрантная митогенная стимуляция, например, с помощью MYC или Ras (белка) , будет увеличивать его экспрессию, равно как и усиление мутированного p53 или Mdm2 или потеря p53. [ 8 ] ARF также может быть вызвана принудительной экспрессией E2F . Хотя экспрессия E2F увеличивается в течение клеточного цикла , экспрессия ARF, вероятно, не происходит потому, что активация второго, неизвестного транскрипционного фактора может быть необходима для предотвращения ответа ARF на временное увеличение E2F. [ 11 ] АРФ отрицательно регулируется комплексами Rb-E2F. [ 11 ] и усиленной активацией р53. [ 8 ] Аберрантные сигналы роста также увеличивают экспрессию smARF. [ 16 ]

ARF представляет собой высокоосновный (pI>12) и гидрофобный белок. [ 8 ] Его основная природа объясняется содержанием в нем аргинина; более 20% его аминокислот составляют аргинин, а лизин практически отсутствует. Из-за этих характеристик ARF, скорее всего, будет неструктурированным, если он не связан с другими целями. Сообщается, что он образует комплексы с более чем 25 белками, хотя значение каждого из этих взаимодействий не известно. [ 1 ] Одно из этих взаимодействий приводит к сумоилирующей активности, что позволяет предположить, что ARF может модифицировать белки, с которыми он связывается. Белок SUMO представляет собой небольшой убиквитин -подобный модификатор, который добавляется к лизным ε-аминогруппам. В этом процессе участвует трехферментный каскад , аналогичный тому, как происходит убиквитилирование . Е1 — активирующий фермент, Е2 — фермент конъюгации, Е3 — лигаза. ARF ассоциируется с UBC9, единственным известным SUMO E2, что позволяет предположить, что ARF облегчает конъюгацию SUMO. Важность этой роли неизвестна, поскольку сумойлирование участвует в различных функциях, таких как транспортировка белков, вмешательство убиквитилирования и изменения экспрессии генов. [ 1 ]

Период полувыведения АРФ составляет около 6 часов. [ 4 ] тогда как период полувыведения smARF составляет менее 1 часа. [ 3 ] Обе изоформы деградируют в протеасоме . [ 1 ] [ 4 ] ARF нацелен на протеасому путем N-конца убиквитилирования . [ 4 ] Белки обычно убиквинизированы по остаткам лизина . Человек [[p14 АРФ ]], однако не содержит лизинов, а мышиный p19 Арф содержит только один лизин. Если лизин мыши заменить на аргинин, это не повлияет на его деградацию, что позволяет предположить, что он также убиквинирован на N-конце. Это добавляет уникальности белкам ARF, поскольку большинство эукариотических белков ацетилируются на N-конце , предотвращая убиквининирование в этом месте. Предпоследние остатки влияют на эффективность ацетилирования, поскольку ацетилированию способствуют кислотные остатки и ингибируют основные. N-концевые аминокислотные последовательности p19 Арф (Met-Gly-Arg) и p14 АРФ (Met-Val-Arg) будет процессироваться метионинаминопептидазой, но не будет ацетилироваться, что позволит продолжить убиквининацию. Однако последовательность smARF предсказывает, что инициирующий метионин не будет расщепляться метионинаминопептидазой и, вероятно, будет ацетилирован и, таким образом, расщепляется протеасомой без убиквинизации. [ 1 ]

Полноразмерная ядрышковая ARF, по-видимому, стабилизируется NPM. Комплекс NPM-ARF не блокирует N-конец ARF, но, вероятно, защищает ARF от доступа механизмов деградации. [ 4 ] Белок митохондриального матрикса p32 стабилизирует smARF. [ 16 ] Этот белок связывает различные клеточные и вирусные белки, но его точная функция неизвестна. Нокаут p32 резко снижает уровень smARF за счет увеличения его оборота. Уровни p19 Арф на них не влияет нокдаун p32, и поэтому p32 специфически стабилизирует smARF, возможно, защищая его от протеасомы или от митохондриальных протеаз . [ 16 ]

  1. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л Шерр CJ (сентябрь 2006 г.). «Развод АРФ и p53: нерешенный случай». Нат. Преподобный Рак . 6 (9): 663–73. дои : 10.1038/nrc1954 . ПМИД   16915296 . S2CID   29465278 .
  2. ^ Jump up to: а б Абида В.М., Гу В. (январь 2008 г.). «Р53-зависимая и р53-независимая активация аутофагии с помощью АРФ» . Рак Рез . 68 (2): 352–7. дои : 10.1158/0008-5472.CAN-07-2069 . ПМЦ   3737745 . ПМИД   18199527 .
  3. ^ Jump up to: а б с Шерр CJ (май 2006 г.). «Аутофагия АРФ: краткая история» . Мол. Клетка . 22 (4): 436–7. doi : 10.1016/j.molcel.2006.05.005 . ПМИД   16713573 .
  4. ^ Jump up to: а б с д и Куо М.Л., ден Бестен В., Бертвистл Д., Руссель М.Ф., Шерр С.Дж. (август 2004 г.). «N-концевое полиубиквитинирование и деградация супрессора опухоли Arf» . Генс Дев . 18 (15): 1862–74. дои : 10.1101/gad.1213904 . ПМК   517406 . ПМИД   15289458 .
  5. ^ Jump up to: а б Стоун С., Цзян П., Даянант П. и др. (июль 1995 г.). «Сложная структура и регуляция локуса P16 (MTS1)» . Рак Рез . 55 (14): 2988–94. ПМИД   7606716 .
  6. ^ Jump up to: а б Мао Л., Мерло А., Беди Г. и др. (июль 1995 г.). "Роман стр16 ИНК4А стенограмма» . Cancer Res . 55 (14): 2995–7. PMID   7541708 .
  7. ^ Jump up to: а б с Квелле Д.Е., Зинди Ф., Ашмун Р.А., Шерр СиДжей (декабрь 1995 г.). «Альтернативные рамки считывания гена-супрессора опухоли INK4a кодируют два неродственных белка, способных индуцировать остановку клеточного цикла» . Клетка . 83 (6): 993–1000. дои : 10.1016/0092-8674(95)90214-7 . ПМИД   8521522 . S2CID   14839001 .
  8. ^ Jump up to: а б с д и Шерр CJ (октябрь 2001 г.). «Сеть INK4a/ARF в подавлении опухолей». Нат. Преподобный мол. Клеточная Биол . 2 (10): 731–7. дои : 10.1038/35096061 . ПМИД   11584300 . S2CID   26220426 .
  9. ^ Jump up to: а б с Бертвистл Д., Сугимото М., Шерр С.Дж. (февраль 2004 г.). «Физические и функциональные взаимодействия белка-супрессора опухолей Arf с нуклеофосмином / B23» . Мол. Клетка. Биол . 24 (3): 985–96. дои : 10.1128/MCB.24.3.985-996.2004 . ПМК   321449 . ПМИД   14729947 .
  10. ^ Jump up to: а б Апичелли А.Дж., Магги Л.Б., Хирбе А.С. и др. (февраль 2008 г.). «Роль базального p14ARF, не являющаяся супрессором опухоли, в поддержании структуры и функции ядрышка» . Мол. Клетка. Биол . 28 (3): 1068–80. дои : 10.1128/MCB.00484-07 . ПМК   2223401 . ПМИД   18070929 .
  11. ^ Jump up to: а б с Лоу С.В., Шерр С.Дж. (февраль 2003 г.). «Подавление опухоли с помощью Ink4a-Arf: прогресс и загадки». Курс. Мнение. Жене. Дев . 13 (1): 77–83. дои : 10.1016/S0959-437X(02)00013-8 . ПМИД   12573439 .
  12. ^ Йи Ю, Шепард А, Киттрелл Ф, Мулак-Еричевич Б, Медина Д, Саид ТК (май 2004 г.). «p19ARF определяет баланс между нормальной скоростью пролиферации клеток и апоптозом во время развития молочной железы» . Мол. Биол. Клетка . 15 (5): 2302–11. дои : 10.1091/mbc.E03-11-0785 . ПМК   404024 . ПМИД   15105443 .
  13. ^ Вебер Дж.Д., Джефферс Дж.Р., Рег Дж.Э. и др. (сентябрь 2000 г.). «p53-независимые функции супрессора опухоли p19ARF» . Генс Дев . 14 (18): 2358–65. дои : 10.1101/gad.827300 . ПМК   316930 . ПМИД   10995391 .
  14. ^ Jump up to: а б с Риф С., Залквар Е., Шифман О. и др. (май 2006 г.). «Короткая митохондриальная форма p19 АРФ индуцирует аутофагию и независимую от каспаз гибель клеток» . Mol. Cell . 22 (4): 463–75. doi : 10.1016/j.molcel.2006.04.014 . PMID   16713577 .
  15. ^ Исследование Атласа генома рака, Сеть (23 октября 2008 г.). «Комплексная геномная характеристика определяет гены глиобластомы человека и основные пути» . Природа . 455 (7216): 1061–8. Бибкод : 2008Natur.455.1061M . дои : 10.1038/nature07385 . ПМЦ   2671642 . ПМИД   18772890 .
  16. ^ Jump up to: а б с д Риф С., Шифман О., Орен М., Кимчи А. (октябрь 2007 г.). «Индуктор аутофагии smARF взаимодействует с митохондриальным белком p32 и стабилизируется им» . Онкоген . 26 (46): 6677–83. дои : 10.1038/sj.onc.1210485 . ПМИД   17486078 .

Чжан Ю., Ю. Сюн и В.Г. Ярбро. ARF способствует деградации MDM2 и стабилизирует p53: делеция локуса ARF-INK4a нарушает пути подавления опухоли как Rb, так и p53. Cell 1998, 92(6):725-34.

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: d4e961f22e8af2e81056bba59c6540f9__1662727980
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/d4/f9/d4e961f22e8af2e81056bba59c6540f9.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
p14arf - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)