p53-Белок: влияние на клеточный цикл
Способность р53 дикого типа супрессировать рост опухолевых клеток позволяло сделать предположение об участии р53 как негативного регулятора в регуляции клеточного цикла . Еще в 1984 году ( Maltzman, Czyzyk, 1984 ) было обнаружено, что в клетках, обработанных ДНК-повреждающими агентами (УФ, гамма- облучение, химические агенты), повышается уровень р53. Однако только в 1991 году было показано ( Kastan et al., 1991 ), что это повышение уровня является следствием резкого увеличения времени жизни р53 на уровне белка: уровень мРНК и скорость трансляции р53 при этом не меняются. Обработка клеток ДНК-повреждающими агентами приводит к задержке клеток на границе фаз G1 / S и G2 / М . р53 принимает активное участие в этих процессах. Так, фибробласты из -/- по р53 мышей, в отличие от нормальных, утратили способность к G1 аресту в ответ на облучение гамма- радиацией ( Kastan et al., 1991 ). Арест строго коррелировал с повышением уровня р53. G1 арест является активным процессом и для его индукции требовался синтез белков, обработка клеток ингибитором белкового синтеза циклогексемидом подавляла G1 арест ( Kastan et al., 1991 ).
Повышение уровня р53 сопровождается увеличением ДНК- связывающей и транскрипционной активности р53, что в свою очередь, приводит к изменению экспрессии генов-мишеней р53 , таких как waf1 , mdm2 , gadd45 . Все эти гены принимают активное участие в контроле регуляции клеточного цикла.
Механизм р53/waf1-опосредованного G1-ареста изучен достаточно хорошо, что позволяет предложить следующую модель этого процесса. Повышение уровня р53 приводит к повышению уровня waf1, который в свою очередь ингибирует циклин/циклин-зависимый киназный комплекс. Ингибирование циклин-зависимых киназ вызывает недофосфорилирование их генов-мишеней, среди которых находятся белки из Rb-семейства . В нормальном гипофосфорилированном состоянии продукт гена Rb связывает и ингибирует транскрипционные факторы из семейства EIIF , активность которых необходима для входа клеток в S фазу. Образование комплекса между Rb и EIIF строго коррелирует с остановкой клеток на границе фаз G1/S. Таким образом, р53-зависимый G1 арест осуществляется через блокирование транскрипционных факторов семейства EIIF.
Гиперэкспрессия р53 дикого типа приводит к остановке клеток не только на границе G1/S, но и G2/M. Клетки, утратившие р53, утратили и способность к задержке клеток на границе G2/M в ответ на повреждение ДНК. Механизм, как и участие в нем р53, G2 ареста изучены значительно хуже, чем G1/M задержка. Известно, что в ответ на повреждение ДНК клеки задерживаются на границе G2/M. Возможно, в этих процессах принимает участие Wee1-подобная киназа и CDc25 фосфатаза .
Возможно, роль р53 в G2 аресте важна для контролирования числа хромосом или хромосомной амплификации, хотя, может быть, этот контроль осуществляется на уровне митотического веретена .
