CIP/KIP - CIP/KIP
A CIP/KIP (CDK kölcsönhatásba lépő fehérje/kináz gátló fehérje) család egyike a sejtciklus szabályozásában részt vevő emlős ciklinfüggő kináz ( CDK ) inhibitorok ( CKI ) két családjának (CIP/KIP és INK4 ) . A CIP / KIP család alkotja három fehérje: p21 CIP1 / WAF1 , P27 kip1 , p57 kip2 Ezek a proteinek részesedése szekvencia homológia az N-terminális domént, amely lehetővé teszi számukra, hogy kötődnek mind a ciklin és CDK . Tevékenységük elsősorban a G1/S- és S-Cdk kötődését és gátlását foglalja magában; azonban azt is kimutatták, hogy fontos szerepet játszanak a G1-CDK-k CDK4 és CDK6 aktiválásában . Ezenkívül az újabb munkák azt mutatták, hogy a CIP/KIP családtagoknak számos CDK-független szerepük van, beleértve a transzkripció , az apoptózis és a citoszkeleton szabályozását .
Szerep a sejtciklus progressziójában
A CIP/KIP család fehérjéi a G1/S és S fázisú ciklin-CDK komplexek széles körét kötik, beleértve a ciklin D-CDK4,6 és a ciklin E-, A-CDK2 komplexeket. Hagyományosan azt feltételezték, hogy a CIP/KIP fehérjék szerepet játszanak ezen komplexek gátlásában; később azonban felfedezték, hogy a CIP/KIP fehérjék, miközben gátolják a CDK2 aktivitást, aktiválhatják a ciklin D-CDK4,6 aktivitást is, elősegítve a stabil kötődést a ciklin D és a CDK4,6 között.
ciklin-CDK2 szabályozás
A p27 kristályszerkezetét ciklinA-CDK2 komplexben 1996-ban publikálták. A szerkezet azt mutatja, hogy a p27 kölcsönhatásba lép a ciklin A-val és a CDK2-vel. Ezenkívül a p27 utánozza az ATP -t, és beilleszkedik az ATP -kötőhelybe, megakadályozva ezzel az ATP -kötődést. Ez a mechanizmus blokkolja a kináz aktivitását, és megakadályozza az Rb hiper-foszforilációját, ami lehetővé teszi az E2F transzkripciós faktor felszabadulását és a sejtciklushoz kapcsolódó gének transzkripcióját.
ciklinD-CDK4,6 szabályozás
A Cyclin D alacsony affinitással rendelkezik a CDK -val szemben. Ezért feltételezték, hogy további fehérjékre van szükség a stabil ciklin D-CDK4,6 komplex létrehozásához. Egyre több bizonyíték mutatta, hogy a CIP/KIP fehérjék részt vesznek ebben a stabilizációban. Ennek első bizonyítéka abból a megfigyelésből származik, hogy a p27 gyakran immunprecipitálódik az aktív ciklin D-CDK4 komplexekkel. Futhurmore szerint az egér embrionális fibroblasztokban, amelyekben hiányos a p21 és a p27, alacsonyabb volt a ciklin D1 szintje, és az immunprecipitált ciklinD-CDK komplexeknek nem volt kinázaktivitása. Ezeket a hatásokat megmentették a p21 és a p27 újbóli bevezetésével, de nem a ciklin D1 újbóli bevezetésével, ami arra utal, hogy a CIP/KIP fehérjék döntő fontosságúak a ciklin D-CDK aktivitásában. In vitro bizonyítékok kimutatták, hogy a CIP/KIP ciklin D-CDK-kötődése nem korlátozódik a p21-re és a p27-re, és a p57 által is elvégezhető.
A CIP/KIP G1-S szabályozás modellje
A CIP/KIP fehérjék eltérő szerepe aszerint, hogy kötődnek -e a CDK2 -hez vagy a CDK4,6 -hoz, olyan modellhez vezetett, amelyben a CIP/KIP fehérjék kötődnek és inaktiválják a CDK2 komplexeket a G1 elején; azonban a Cyclin D előállítását követően a CIP/KIP fehérjéket eltávolítják, és újra a ciklin D-CDK stabilizálása felé teszik. Ez a leválasztás felszabadítja a Cyclin A-, E-CDK2-t az Rb hiperfoszforilációjához és elősegíti a sejtciklus progresszióját. Ezt a modellt alátámasztja az a megállapítás, hogy akár a vad típusú, akár a katalitikusan inaktív CDK4 expressziója képes megkötni a CIP/KIP fehérjéket, ami ciklin E-CDK2 aktivációt eredményez. Ez a megállapítás azt sugallja, hogy a ciklinD-CDK komplexek azon képessége, hogy megkötik a CIP/KIP fehérjéket, túlsúlyban vannak a CDK2 gátló aktivitásukban.
A sejtciklus progresszióján kívüli szerepek
Apoptózis
A CIP/KIP fehérjékről kimutatták, hogy különböző mechanizmusokon keresztül szabályozzák az apoptózist . A p21 és p27 hasításról ismert, hogy elősegítik az apoptózist a CDK2 aktiváció aktiválása révén. A p57 -ről is kimutatták, hogy gátolja az apoptózist, mivel a p57 null egerek számos fejlődési rendellenességet mutatnak, beleértve a szájpadhasadékot és a fokozott apoptózissal járó bélrendszeri rendellenességeket.
A CIP/KIP fehérjékről azt is kimutatták, hogy CDK-független mechanizmusokon keresztül szabályozzák az apoptózist. A p57 megkötheti a JNK1/SAPK-t , egy stresszhez kapcsolódó kinázt, és blokkolhatja annak aktivitását, megvédve a JNK1 által szabályozott apoptózistól.
Átirat
A CIP/KIP fehérjék közvetve szabályozhatják a transzkripciót a ciklinD-CDK stabilizálása és a gátlás nélküli ciklin-CDK2 komplexek révén, amelyek kulcsfontosságúak az Rb foszforiláció és az E2F transzkripciós faktor felszabadulása szempontjából. A CIP/KIP fehérjékről kimutatták, hogy közvetlenül kötődnek a transzkripciós faktorokhoz. Például. A p27-ről kimutatták, hogy kötődik és stabilizálja a Neurogenin-2-t, elősegítve a neurális progenitor sejtek differenciálódását.
Citoszkeleton
CIP / KIP fehérjéket korábban kimutatták, hogy gátolja a Rho / ROCK / LIMK / Cofilin jelátvitel. Ezenkívül a p27 hiányos fibroblasztok csökkentik a motilitást. A p27 hiányos fibroblasztok is fokozott stresszszálakat és fokális adhéziókat tartalmaznak. A CIP/KIP fehérjék motilitásban betöltött szerepe különösen érdekessé vált a rák iránt is, ahol a p27 rossz szabályozása fokozott proliferációt és fokozott motilitást eredményezhet, ami hozzájárulhat az invazív rákos megbetegedések kialakulásához.
Szerepe a rákban és a betegségekben
Ciklinfüggő kináz inhibitorokként a CIP/KIP fehérjéket klasszikusan tumorszuppresszoroknak tekintették ; azonban a CIP/KIP fehérjék pontos szerepét a rák progressziójában nehéz volt felmérni, mivel a CIP/KIP funkció teljes elvesztését egyetlen rák esetében sem figyelték meg. Azonban alacsony expressziós p27-t figyeltek meg a daganatok széles skálájában, és fokozott daganat-agresszivitással járnak. Ezenkívül a p27 null egerekben spontán tumorok alakulnak ki az agyalapi mirigyben, és érzékenyebbek a kémiai rákkeltő anyagokra vagy a besugárzásra. Különösen úgy vélik, hogy nemcsak a p27 expressziója, hanem a p27 szubcelluláris lokalizációja is fontos szerepet játszik a daganatképződésben. A p27 emelkedett citoplazmatikus lokalizációját számos rákos megbetegedésben figyelték meg, és rossz prognózissal társították. Ez a téves helymeghatározás potenciálisan megmagyarázhatja, hogy a p27 egyidejűleg elősegítheti -e a sejtciklus előrehaladását és a rákos megbetegedések fokozott mozgékonyságát. Hasonló modell más CIP/KIP fehérjékre is igaz lehet.