P53基因在超过50%的肿瘤中发生突变
P53基因位于17号染色体的短臂上,编码的蛋白有393个氨基酸残基。P53之所以为P53,是因为在电泳中,它的条带处在分子量Marker所标示的53KD的位置,但其分子量实际上是47.3KD(脯氨酸拖累其前游的脚步)。
P53蛋白单体没有生物学功能,其四聚体是功能单位。
P53蛋白在抑制细胞的癌变中主要起四个左作用:
1、当DNA有损伤的时候,P53就可以把让细胞停在细胞周期的G1期,不进入S期,不进行细胞分裂和增殖
2、当DNA有损伤的时候,P53会启动对DNA的修复功能
3、对于难以修复的DNA细胞,使其衰老,senescence
4、当DNA严重损伤时,P53启动凋亡(程序性自杀机制),apoptosis
1、细胞周期:G1期,S期,G2期,M期
G1期:first gap,准备原材料,合成RNA和蛋白
S期:synthesis,是DNA合成期
G2期:second gap,DNA合成后期,准备有丝分裂所需要的物质,包括微观蛋白等
M期:mitosis,有丝分裂期
P53将有损伤的细胞停留在G1期,给细胞时间修复有损伤的DNA,防止DNA的突变被带到下一代。
2、DNA修复
常见的DNA损害:DNA链的断裂,DNA链上单个碱基的脱落,DNA链上单个碱基的突变
3、细胞凋亡
细胞的程序性自杀,DNA被切成200BP左右的小片段,细胞皱缩,形成由细胞膜包裹的凋亡小体,最后凋亡小体被其他细胞所吞噬。
1、对P53蛋白浓度的调控
2、对P53蛋白分子活性的调控
1、对P53蛋白浓度的调控
浓度调控主要依赖MDM2泛素化蛋白,被结合了泛素的P53蛋白,就会进入到蛋白的降解过程中去。P53蛋白会启动MDM2蛋白的转录,加速P53蛋白的降解,形成负反馈循环,两者达到动态平衡。
P53蛋白半衰期在6-20分钟,在细胞中保持一个相对较低的浓度水平。
2、对P53蛋白分子活性的调控
ATM/ART及CHK1/CHK2可以使P53蛋白磷酸化,使得P53蛋白与目标DNA的结合能力大大增加;与MDM2的亲和力大大下降,使得被降解的速度降低
能够活化P53的因素有:
1、DNA损伤
2、强的增值信号
3、氧化压力
4、缺氧
5、缺少营养
6、缺少核苷酸
7、复制压力
8、端粒损耗
增加细胞中P53的浓度,促进P53磷酸化,进一步调控下游基因
作为反式调控因子(蛋白)结合到目标基因的顺势调控因子(DNA序列,启动子,增强子等)上,与下序列结合。
在这个序列上,一个字母越高,就表示这个碱基在这个位置上出现的频率越高,P53四聚体在被磷酸化之后,与目标蛋白的结合能力大大增强。
P53蛋白在对下游的调控当中,会增加部分基因的表达,也会减少另一部分基因的表达
目前已知,P53蛋白直接调控的基因超过129个,
这些基因按照功能可以分为9大类:
1、细胞周期捕获
2、DNA修复
3、细胞老化
4、细胞凋亡
总的来说,P53蛋白总是将细胞向静止、修复、死亡的方向调控。
5、代谢和抗氧化,减弱细胞合成代谢
6、细胞自噬,加强细胞自噬,清楚细胞内部的垃圾
9、干细胞功能,阻止干细胞功能
75%是错义突变,主要发生在与DNA结合的区域(DBD),其中又以以下六个氨基酸残基的突变频率最高
有些突变,不仅使P53蛋白丧失抑制肿瘤的能力,还会一定程度上促进肿瘤生长。
··一个人又两个P53基因(拷贝),其中一个拷贝坏掉之后,他翻译出来的突变蛋白的单体让整个四聚体都失去了蛋白活性。
··另外,P53蛋白的氨基酸序列发生改变后,结合到不该结合的位点,启动了不该启动的基因,抑制了不该抑制的基因,一定程度上促进肿瘤的发生。
目前,没有针对P53的靶向药物上市,原因使看门的人生病死掉了,把他救起来很难实现。
but,科学家发现了以下两种化合物,可以一定程度上回复突变的P53蛋白与DNA结合的能力,并且可以增强突变的P53蛋白引导细胞凋亡的能力。
Li-Fraumeni Syndrom(Li-Fraumeni 综合征,LFS)
在一个人的基因组中,天生有一个TP53基因(拷贝)有失活突变的,患者得癌症的概率远高于普通人,50%的患者会在30岁之前的癌症,90%的患者会在70岁之前得癌症
增加P53基因的拷贝呢?
P53蛋白使细胞趋向静止、不分裂、不增殖,这时,组织和器官就得不到足够的、新的细胞来补充,当然人就会显得衰老。
大象有多个P53基因拷贝(大象有20个P53基因,及40个P53基因拷贝)
癌症发病率:大象 vs. 人类= 3% vs. 10%
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