抑癌基因p53的突变和修护激活

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1、抑癌基因p53的突变与修护激活031134刘潇钦摘要：p53作为一种代表性的抑癌蛋白，是肿瘤分子生物学的研究热点。然而，野生型的p53通过不同位点的点突变会形成不同类型的突变型p53，突变型p53不仅丧失了野生型p53的抑癌功能，更获得了一些癌症症状起促进作用的新功能。本文着重介绍野生p53的结构和功能，阐述其突变的方法和类型，罗列突变p53的危害，以及重新激活修护p53的方法。关键词p53；突变；激活修护野生型p53的介绍人的p53基因位于第17号染色体短臂，分布于大约20Kb的DNA区域中。它由11个外显子和10个内含子组成。启动子中不含有CAAT、TATA、

2、GC盒等常见启动序列，转录产生2.5kbmRNA，翻译生成由393个氨基酸残基组成的，分子量为53kd的蛋白质。(1)p53蛋白包括3个功能调节区域(如图1):图1(1)N-端的活化：通过与转录因子TFⅡD结合而发挥转录激活功能，序列上又可细分为转录活化域和富含脯氨酸的SH3域；(2)序列中段DNA结合域：能与特定的DNA序列结合,调节靶基因的转录活性，p53突变多发于此区域；(3）C端功能域：包含核定位信号、出核信号、四聚化结构域及一个调控功能域,参与p53细胞内定位、四聚化以及对中央DNA结合域的调控作用。(2)(3)正常情况下细胞内p53蛋白的含量很低,这主

3、要是由MDM2介导的p53快速降解来调节的。当应激各种损伤信号时,p53蛋白被磷酸化修饰,避免了在细胞质中发生的MDM2对p53的降解，从而使核内的p53水平迅速升高。激活的p53通过其DNA结合区结合靶基因的启动子。并借助其转录激活区诱导其下游基因的转录表达。p53活化对细胞有两种潜在影响:一是使细胞停止在G1或G2期，导致损伤的细胞得以修复；二是诱发细胞凋亡，去除变异细胞。但p53的抑癌功能常因突变而消失，使细胞无限分裂增殖，导致癌症的发生。(3)(4)但肿瘤细胞中的p53或因突变而失活，或因与宿主或病毒的某种蛋白质的结合而失活。失活后的p53蛋白便丧失上述功

4、能。P53的调控机制近年来，对p53抑癌机制研究日趋深入。在不同的癌症中，其调节网络各有特点。下面就一个典型的调节通路：MDM2的调控作简要介绍。癌基因MDM2编码的蛋白质通过与p53的17-22位氨基酸残基相结合，阻断p53的转录调控通路。MDM2还可与p53特异的泛素酶共同作用,促进p53蛋白降解。MDM2-p53复合物广泛存在于s和G2/M期细胞中。p53激活MDM2的表达，而生成的MDM2蛋白抑制p53活性，形成MDM2依赖的负反馈调节机制。研究发现，MDM2在肉瘤,乳腺癌,脑瘤,膀胱癌,肺癌和白血病中的表达量明显高于正常组织或细胞。乙酰化是调节p53蛋白

5、活性十分重要的方式：1.乙酰化可封闭p53赖氨酸泛素结合位点，抑制其降解，增强p53稳定性。2.乙酰化有助于转录调节活性的短暂分离，对下游靶基因的活化起重要作用。3.乙酰化作用或许诱发p53C端构象变化，破坏C端的回折，提高p53与DNA的结合能力。4.乙酰化可协调p53在胞质与胞核间的分隔分布。磷酸化可增强p53与乙酰化酶的相互作用，促进p53C端乙酰化，建立p53磷酸化-乙酰化级联反应，p53在细胞内聚集并向核内转位。修饰后的p53形成有生物学活性的四聚体，与靶基因的p53反应元件结合，控制着下游靶基因的表达，从而引起细胞生长阻滞、凋亡。研究发现MDM2的酸性

6、结构域是抑制p300介导的p53乙酰化的必要因素，该结构域还介导p53去乙酰化作用，进而影响p53的功能和活性。研究发现p14ARF不但可使MDM2失活,还可促进p53蛋白的稳定表达。检查点激酶1和检查点激酶2可诱导p53磷酸化，削弱MDM2与p53的结合，从而提高p53稳定性。(3)p53的突变类型TP53突变在肿瘤发生中是非常常见的,不同位点的点突变产生了多种形式的突变P53蛋白(1)。P53突变的类型包括基因片段缺失、插入,点突变引起的错义突变,以及杂合性缺失。但是在所有p53突变形式中,占主导地位的还是因点突变引起的错义突变,其比例约占总体的80%。而在这

7、些p53错义突变中,发生在DBD区的点突变比例高达97%。实际上，p53的DBD区每一个氨基酸都可发生点突变而形成相应的突变体,。但是以下6个位点的突变在癌症中高频率出现，与癌症进程紧密关联，被称为热点突变。它们分别是:R175、G245、R248、R249、R273、R282(标注如图1)。p53的突变可以分为三类：1.DNA结合缺陷突变体：是指那些负责与特定DNA序列结合的氨基酸残基发生点突变，致使p53与DNA结合能力减弱。例如R273H(小鼠中为R270H)。2.构象突变体：是指那些发生点突变后改变了原来野生型p53的整体构象。例如R175H(小鼠中为R1

8、72H)。