Cyp19 ген ароматазы и процессы эстрогенобразования
Образование эстрогенов из андрогенов катализируется членом микросомного суперсемейства цитохромов Р450 - ароматазой (эстрогенсинтетазой). В обзоре рассмотрены современные представления о молекулярно-генетическом обеспечении эстрогенобразования. Ароматаза кодируется геном семейства цитохромов Р450 - CYP19 , локализованном у человека на хромосоме 15 . Ген ароматазы включает в себя 10 экзонов, причем стартовый участок трансляции располагается в экзоне II. 5'-область гена ароматазы содержит несколько последовательностей, каждая из которых может считываться как некодирующий экзон I. Подобный альтернативный сплайсинг осуществляется тканеспецифически и, по-видимому, играет существенную роль в регуляции гонадного и экстрагонадного синтеза эстрогенов, в том числе, в тканях некоторых злокачественных новообразований.
Эстрогены относятся к числу гормональных факторов, которые могут способствовать неопластической трансформации ряда тканей, в частности, эндометрия и эпителия молочных желез. (См. Гормональный канцерогенез ) Эстрогены вырабатываются прежде всего в гонадах . Кроме того они синтезируются и в других тканях организма - жировой , мышечной , костной , а также в некоторых опухолях, например, в новообразованиях молочной железы, эндометрия, меланомах кожи и т.д. [ Берштейн ea В печати ]. Образование эстрогенов из андрогенов катализируется членом микросомного суперсемейства цитохромов Р450 ароматазой (эстрогенсинтетазой), и состоит из трех основных этапов, два из которых являются обычными реакциями гидроксилирования, а третий - перекисным окислением угловой метальной группы в положении С19 [ Akhtar ea 1993 ]. Еще 10-15 лет тому назад области знания, вынесенной в название настоящего обзора, практически не существовало. Ее развитию способствовали несколько событий: получение высокоочищенной ароматазы из плаценты человека, секвенирование этого белка, клонирование кДНК, кодирующей ароматазу, и трансфекция полученным материалом клеточных линий, конститутивно не способных к стероидогенезу и т.д. [ Harada ea 1998 , Corbin ea 1988 ]. В связи с тем что в разных тканях могут преимущественно синтезироваться различные эстрогены (эстрадиол -в яичниках, эстриол - в плаценте и эстрон - в жировой ткани), до появления работ [ Harada ea 1998 , Corbin ea 1988 ] предполагали, что могут существовать две-три изоформы ароматазы с различной субстратной специфичностью [ Osawa ea 1988 ]. Высказывалось также мнение о наличии двух генов ароматазы в геноме человека по аналогии с генами еще одного фермента из группы цитохромов Р450-стероид-21-монооксигеназы [ Chen ea 1998 ]. Поскольку гомология Р450аром с другими представителями суперсемейства цитохромов Р450 не превышает 20-30% и в связи с тем, что гены, кодирующие белки этого семейства, представлены на разных хромосомах, считали, что идентификация хромосомного локуса, в котором располагается ген ароматазы, может дать непредвиденные результаты [ Chung ea 1987 ].
Эксперимент и время все расставили на свои места. Было доказано, что существует один ген, кодирующий ароматазу. Последняя, в свою очередь, представлена одним полипептидом и не имеет изоформ [ Mendelson ea 1990 ].
Ген ароматазы человека картирован на длинном плече хромосомы 15 [ Chen ea 1998 ]. Эта хромосома является местом локализации и генов ряда других цитохромов Р450 (например, цитохрома, индуцируемого диоксинами, или цитохрома, отщепляющего боковую цепь холестерина). До сих пор нет единодушия по поводу хромосомной локализации гена ароматазы у мыши - по одним данным ген связан с хромосомой 9, а по другим он расположен на хромосоме 2 [ Youngbhod ea 1989 , Spearrow ea 1996 ].
Самым главным событием, существенно продвинувшим молекулярно-генетические исследования эстрогенообразования, явилось доказательство тканевой специфичности регуляции этого процесса, обеспечиваемой существованием множественных промоторов гена ароматазы и их избирательным использованием в отдельных тканях.
Исследование кДНК, ароматазы человека , показало, что ее длина составляет 2736 п.н. [ Corbin ea 1988 ]. Транслируемая область кодирует белок из 503 аминокислотных остатков. N-концевой участок молекулы, особенно аминокислотные остатки 10-20 важны для сохранения активной конформации фермента, поскольку, если отщепление первых 10 аминокислот не влияет на активность ароматазы, то отщепление 20 аминокислот уже приводит к снижению ее активности более, чем на 95% [ Simpson ea 1994 ]. Вблизи С-конца молекулы расположен гем-связывающий участок (содержащий важный и сохраняющийся в филогенетическом ряду остаток цистеина), а примерно на расстоянии 1000 п.н. от него в 3'- нетранслируемой области выявлена сигнальная последовательность полиаденирования. Еще ниже обнаружен дополнительный сайт полиаденилирования [ Means ea 1989 ]. Наличие двух участков полиаденилирования объясняет существование двух основных типов мРНК Р450аром человека размером соответственно 2.9 и 3.4 т.н. [ Mendelson ea 1990 ].
Более важным, однако, оказалось то, что мРНК ароматазы, выделенные из различных эстроген-продуцирующих тканей, имеют идентичную кодирующую область, но различные 5"-нетранслируемые участки. Такое своеобразие, как выяснилось, связано с необычной для генов цитохромов Р450, но присущей генам некоторых белков ( инсулиноподобные факторы роста I и II, пролактин и т.д.) [ Simpson ea 1994 ] структурой гена ароматазы человека ( CYP19 ) ( рис. 1 , рис 2 ).
