О.И. Епифанова - Лекции о клеточном цикле (1129781), страница 13
Текст из файла (страница 13)
В начале 90-х годов было установлено, что такими белками являются преимущественно протеинкиназы, которые, будучи акти ви рованы м итоге нам и, вызы ваюг каскад последовательного фосфорилирования протеинкиназ как по тирозиновым остаткам, так и по остаткам сернна и треоннна, причем процесс может переключаться с одних остатков на другие (см. рис, 28). Эти протеинкиназы получили название МАР-кнназ (пз)гойеп-асг)уагег! ргогегп !г)навез) или ЕВК (ех[гасе!!ц!аг-з!8па(- гейц!агег! 'к)пазах). Они представляют собой семейство белков с мол. массой 44 кД (ЕВК!) и 42 кД (Е((К2).
Возможность их двоякого (бца!) действия оказалась необычайно важным свойством для передачи митогенного сигнала в ядро, поскольку при этом активируются не только сами МАР-киназы, но также и факторы транскрипции, являющиеся их субстратами. Факторами транскрипции считаются ядерные регуляторы, вызывающие экспрессию линейно расположенных генов, в том числе генов пролиферативного ответа. Следует особо отметить большой вклад, который внесли в эту область исследования работы биохимического центра в Ницце, возглавляемого Пюисегюром (Роцуззейцг; см.
Вгоните((о ег а!., !997, а также обзоры Зейег, КгеЬВ !995 и %азк(еа!сх, Соорег, !995). Активация факторов транскрипции происходит, как правило, в ядре, причем МАР-киназы способны проникать в ядро только в фосфорилированном виде. Однако в некоторых случаях факторы транскрипции могут пребывать в латентном состоянии в цитоплазме, где и происходит их активация, после чего они уже сами перемещаются в ядро (Капп, Нцпгег, (995). Весь процесс передачи митогенного сигнала от момента взаимодействия фактора роста с рецептором до начала экспрессии генов пролиферативного ответа занимает 8-!О минут, Гены нролнфератнвного ответа.
Протоонкогены В литературе нередко встречается такое понятие как «гены клеточного цикла». Эти гены весьма многочисленны, поскольку кодируемые ими белки регулируют прохождение разных этапов цикла. Естественно, что в центре внимания оказались гены, экспрессия которых происходит при переходе клетки от состояния покоя к пролиферации, то есть в момент ее вступления в цикл.
Такие гены получили название генов раннего пролиферативного ответа, или «самых ранних» генов ()пипег))аге еаг!у йепез), в отличие от «поздних» генов, которые экспрессируются в пререпликативном периоде на границе периодов О,/Я, «Ранние» гены включают в себя довольно обширное семейство, куда входят некоторые протоонкогены, а также другие гены, Изучение их экспрессии осуществляется с помощью современных методов молекулярной биологии и генной инженерии, таких как блотгибридизация мРНК с ДНК-пробами; прямая трансфекция генов или их участков в клетки путем встраивания конструированных плазмид вДНК; микроинъекции продуктов активности генов и антител против этих продуктов с последующей иммунофлуоресценцией и других приемов. В последние два десятилетия детально изучены многочисленные гены вирусов, функция которых связана с неопластической трансформацией клеток.
Они получили название вирусных онкогенов (у-опс). В дальнейшем было установлено, что нормальные клетки позвоночных животных и других организмов содержат целые семейства эволюционно консервативных генов, ДН К которых сходна по нуклеотидной последовательности с ДНК вирусных онкогенов. Эти консервативные гены потенциально способны трансформировать клетки, однако не проявляют свою способность в обычных условиях. Они называются клеточными онкогенами (с-олс), или протоонкогенами, поскольку было показано клеточное происхождение вирусных онкогенов. Исследование протоонкогенов проводится путем анализа продуктов их активности — онкобелков. В табл.
8 представлены данные о функциях наиболее хорошо изученных онкобелков, участвующих в регуляции событий клеточного цикла. Названия конкретных протоонкогенов обычно соответствуют первым буквам или сокращенным обозначениям опухоли, вызываемой гомологичным онкогеном вируса (например, ген лз — произ- Таблица 8. Протооикогеиы и оикобелки в клеточном цикле Протоокаген Максималанаа зкспресснл Онкобелок Идентичен В-цепи молекулы РООР Тирозинкиназа (усеченный рецептор ЕОР) О-белок (р2)) Серии/треонинкиназа Слизан с лдерным матриксом Одинакоаа на протажеиин клеточного цикла ега В Граница О,/5 ге/ /ез /ил ыИ муЬ Ранний пререпликатиеный период ()5-20 мин) — ()-2ч) О,/5 из водное от 8)ппап загсов)а; ген егЬ — от ег)Ч!)гоЫаа(оп)а; гау— от г)заЬс)опзуоаагсогпа и т.п.).
Продукт гена у/у практически идентичен субъединице В молекулы фактора роста из тромбоцитов — РООР. Обнаружение этого породило в начале 80-х годов очередные надежды на скорое решение проблемы рака, что вылилось в настоящую гонкузаприоритетоткрытия междулабораториями Уотерфилда (%а(е(1)е1()) из Института раковых исследований в Лондоне и Дулитла ((лоо11((1е) из Национальных институтов здоровья в Бетесде, США, вплоть до опубликования предварительных данных в газетах.
К сожалению, большие надежды не оправдались, но все же было установлено, что клетки могут секретировать онкобелок, кодируемый геном з/з, в окружающую среду и таким образом стимулировать размножение клеток, имею(цих рецепторы к Р1)СтР. Ген егЬВ, является наиболее изученным представителем целой группы протоонкогенов (в том числе генов лен, год,/))ц и Ы), которые обьединяет то, что их продукты представляют собой тирозинкиназы, гомологичные по аминокислотной последовательности рецепторам зпидермального фактора роста, локализованным в наружной мембране.
В частности, продукт 'гена егЬВ можно считать усеченным рецептором эпидермального фактора роста, соответствую(цим его внутреннему домену. Продукт протоонкогена згс-тирозинкиназа, также расположенная в плазматической мембране, осуществляет фосфорнлирование предшественников фосфатидилинозит-4,5-дифосфата, участвуя в общем процессе передачи митогенного сигнала. Семейство протоонкогенов газ включает в себя несколько близких по первичной структуре генов, гомологичных онкогенам вирусов рабдомиосаркомы мыши Кирстена (К1-газ) и Харви (На-газ), а также онкогены, выделенные из клеток нейробластомы (Х-газ) и карциномы мочевого пузыря человека (Е3-газ) Продукт генов газ — белок р2! локализован на внутренней поверхности плазматической мембраны и может быть отнесеи к группе О-белков, участвующих в регуляции активности фос Фолипазы С и аденилатциклазы при взаимодействии факторо; роста с рецепторами.
Экспрессия гена газ осуществляется преимущественно в конце периода О, однако функция кодируемо го им белка не ограничивается участием в инициации синтез ~ ДНК. Как мы видели, он служит одним из звеньев в цепи передачи митогенного сигнала и должен присутствовать клетке при инициации событий следующего цикла. Другим, нижерасположенным (бороз!геат) звеном в переда че сигнала является продукт одного из группы протоонкогено ~ «а/ — серии/треонинкиназа КаП, активируемая непосредствен . но белком р2!гвз, который был ранее активирован вышераспсложенным (ирз1геатп) звеном цепи передачи — ферменто ! тирозинкиназой, представляющей собой внутреннюю част' рецептора Фактора роста, расположенную в плазматическо ! мембране.
Кай, в свою очередь, фосфорилирует и активируа г нижерасположе иную МАР-киназу, способную к двоякому Фос. Форилированию по остаткам тирозина и серина/треонина (г ! называют МЕК вЂ” ш!!ояеп-ас!!ча!ест ех!гасе!!и!аг з!япа1-геяп!а1е1 'к!паве). Функция МЕК заключается в фосфорил ировании ЕКК ! и ЕКК2, которые только в таком виде проникают в ядро, г! сами фосфорилируют факторы транскрипции и вызывают экспрессию генов раннего пролиферативного ответа. Указанны! процесс схематически представлен на рис. 29. При этом следу т иметь в виду, что белки, кодируемые протоонкогенами га/и га, участвуют в митогенной стимуляции только в случае поредела»- ного (умеренного) уровня своей активности, в то время как в условиях их иитенсивной активации наблюдается торможен~ а пролиферативных процессов.
Ядерная локализация белков, кодируемых протоонкогенал в /ш,/ил, тус и гпуЬ, сразу же позволила высказать предположений которое в дальнейшем подтвердилось, об их участии в регуляц! я перехода покоящихся клеток к размножению. Особое вниман!к Рис.29. Передача сигнала от тирозинкиназ в ядро с последующей экспрессией генов раннего прел иферативного ответа (объяснения в тексте). привлекают к себе геньг/ог, /ил и ягус, поскольку их экспрессия относится к ранним событиям после воздействия на клетки митогенов, Иногда их объединяют под общим названием «семейство генов компетентности» или «семейство ранних генов». Белок, кодируемый геномуог, представляет собой фосфопротеид с мол.
массой 55 кД. Экспрессия генауог резко увеличивается уже через! 5-20 мин после стимуляции клеток м итогенами. Для него характерна транзиторность экспрессии. Образующиеся при этом молекулы мРНК и белка деградируют уже через 40 мин после воздействия. Кроме того, ген аког образует путем прямого стерического взаимодействия гетеродимерный транскрипционный комплекс с геном уепг, продукт которого— онкобелок 1цп подавляет транскрипционную активность гена ~оз (классический пример ингибирования по принципу обрат,ной связи).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
