P-гликопротеин (pgp): общие сведения

Полирезистентным опухолевым клеткам свойственно активное выведение цитостатиков из клетки. В роли переносчиков выступают мембранные белки - Р-гликопротеид с молекулярной массой 170000 и белок MRP (белок полирезистентности) с молекулярной массой 190000. Оба белка, относящиеся к семейству АВС-переносчиков, в избытке экспрессируются полирезистентными линиями перевиваемых опухолевых клеток.

Р-гликопротеин ( гликопротеин с молекулярной массой 170кДа , gp170 , Pgp ). Накопление Р-гликопротеина связано с повышенным уровнем иРНК гена MDR1 , кодирующего этот белок в клетках человека.

Установлено, что важнейшей причиной множественной лекарственной устойчивости является пониженное накопление цитостатиков в клетке, обусловленное активным выведением веществ в межклеточную среду. Этот транспорт осуществляется Р-гликопротеином, белком плазматической мембраны, за счет энергии гидролиза АТФ. У человека ген MDR1 (от multidrug resistance 1) локализован в VII хромосоме . Ген, предположительно, сформироваван в эволюции как результат внутренней дупликации примордиальной нуклеотидной последовательности.

Трансмембранный P-гликопротеид (кодируется геном ABCB1 ), транспортирующий лекарственные препараты из клетки, обеспечивает активное выведение цитостатиков , в частности антрациклинов , что способствует при его экспрессии возникновению полирезистентности к противоопухолевым средствам . Показано, что процент полирезистентных форм заболевания увеличивается с каждыми десятью прожитыми годами.

P-гликопротеид блокируется циклоспорином .

Р-гликопротеин - белок-переносчик с широкой специфичностью. Исследования in vitro показали, что спектр субстратов Рgp включает не только противоопухолевые препараты, но и препараты, используемые для реверсии МЛУ , флуоресцентные красители, стероидные гормоны ( Bradley, Ling, 1994 ).

Активность Pgp определяет резистентность опухолевых клеток ко многим противоопухолевым лекарствам ( антрациклиновым антибиотикам , алкалоидам растительного происхождения , в частности к винка-алкалоидам , подофиллотоксинам , таксанам и др.), а также ко многим другим веществам - флуоресцентным красителям , бромистому этидию , пуромицину , грамицидину Д и др.

Бытует шутка, что этот белок и белок MRP определяют резистентность клеток к половине веществ из каталога "Sigma".

Pgp - крупный трансмембранный белок с молекулярной массой ~170 кДа, состоящий из двух одинаковых частей, каждая из которых включает шесть гидрофобных трансмембранных участков ( рис. 1 ). Это позволяет считать, что молекула Pgp 12 раз пересекает плазматическую мембрану клетки. Молекула Pgp имеет два сайта связывания с АТР ( рис. 1 ), что свидетельствует об энергозависимости функционирования белка.

Накопление любого вещества - субстрата Pgp снижено в клетках с повышенной функцией Pgp. Это вещество быстрее выходит из клеток с Pgp-МЛУ, ингибитор функции Pgp тормозит процесс выброса препарата [ Egudina S.V. et al, 1993 ].

До сих пор не решен фундаментальный вопрос о биохимии Рgp: как один белок обеспечивает резистентность к широкому спектру разнообразных соединений. Возможная локализация сайта, связывающегося с лекарством, выявилась в результате анализа спонтанных мутаций в генах Рgp, которые были выделены из клеток линий китайского хомячка, резистентных к колхицину . Один из этих мутантов содержал валин на месте глицина в положении 185. Трансформанты, экспрессирующие эту мутацию, демонстрировали измененный профиль кросс-резистентности: увеличивалась резистентность к колхицину, адриамицину , снижалась к винбластину , винкристину и актиномицину Д . Из этих данных можно предположить, что Рgp имеет множественные сайты, связывающие лекарства, и это одно из возможных обьяснений тому, как один белок транспортирует различные вещества.

Р-гликопротеин - это очень консервативный белок. Он имеет гомологию с многочисленными бактериальными и эукариотическими транспортными белками . Показано, что семейство генов pgp принадлежит к суперсемейству генов, которые кодируют АТФ- связывающие мембранные транспортные системы в филогенетически далеких видах. Кроме pgp генов к АВС ( ATF-Binding Cassete ) принадлежит еще ряд генов млекопитающих: CFTR , TAP , MRP ( Bradley and Ling, 1994 ).

Р-гликопротеин кодируется небольшим генным семейством. Клетки грызунов имеют 3 Pgp гена (кодирующие I,II и III классы Pgp) ( Borst and Van der Bliek, 1991 ); клетки человека - 2 (кодирующие I и III классы) ( Chin et al., 1989 ; Roninson et al., 1991 ). Pgp гены класса I и II переносят лекарственную резистентность, будучи трансфицированными в чувствительные клетки, тогда как класс III напрямую не связан с лекарственной резистентностью.