p53蛋白在细胞凋亡中的作用机制研究

p53蛋白在细胞凋亡中的作用机制研究下载全文加入收藏夹点击:101下载:1Bad(Bcl-2antagonistofcelldeath)是Bcl-2蛋白家族的成员之一，是细胞凋亡的正调控因子，正常情况下定位于细胞质中。像其它的BH3-only蛋白一样，使结合在Bcl-2或者Bcl-xl上的Bax游离下来从而促进凋亡。Bad的凋亡活性通过它的Ser112，Ser136和Ser155三点的磷酸化来调控。在没有外界压力的细胞中，Bad被几个蛋白激酶如蛋白激酶A(PKA)或者蛋白激酶B(AKT)磷酸化，从而与14-3-3结合。但是，当细胞受到凋亡刺激时，Bad被迅速地去磷酸化并且迁移到线粒体上，从而诱导细胞凋亡。肿瘤抑制因子p53在不同的刺激下分别调节细胞周期或者细胞凋亡。它可以转录活化许多靶基因，如p21，Bax，p53DINP1，Bid，Puma等等。但是，还有研究证明p53也通过转录非依赖的形式来调节细胞凋亡，尽管这个作用的机制还没有被详细的阐明，但是最近的研究报道说明了，p53可以直接转移定位到线粒体上，与Bcl-2或者Bcl-xl结合后，从而使Bax游离下来并活化。同样，p53还可以通过打断Bak/Mcl-1或者Bak/Bcl-2之间的结合来诱导细胞凋亡。尽管Bcl-2家族中的许多分子，例如Puma，Noxa，Bax和Bid，都可以被p53转录调控，这些已经被报道并且研究的很透彻，但是Bad与p53之间的关系至今仍没有被报道和研究。这里，我们报道了p53可以结合在Bad基因起始密码子上游的大约6.6kb的区域，转录活化Bad的表达。我们还阐明了Bad可以和细胞质中的p53结合，从而阻止了p53的进核，导致了p53对于Bad转录活性的降低。另外，Bad可以介导p53定位于线粒体上，并且在线粒体上形成Bad/p53的复合物。两个系列的证据说明了此结论：其一，当我们利用从H1299细胞中纯化的线粒体和纯化的p53蛋白，野生型的Bad或者突变体的Bad(这个突变体仍然可以结合p53，但是不能定位于线粒体上)蛋白质共同孵育时，p53只可以被野生型的Bad蛋白介导定位于线粒体上，而不能被突变体的Bad介导并定位到线粒体上；其二，利用小RNA干扰的实验，降低细胞内Bad的蛋白水平时，同时也减少了p53在线粒体上的定位。在线粒体上形成的Bad/p53复合物通过诱导Bak的活化和寡聚化从而诱导了细胞凋亡。通过小RNA干扰试验减少Bad的表达水平明显的降低了etoposide(鬼臼毒素)诱导的细胞凋亡。从而，我们的实验数据首次证明了Bad在p53转录依赖的和非依赖的通路中扮演了双重的角色。总之，我们发现了Bad基因上游6.6kb处的p53的结合作用区域，并且可以被p53转录活化；Bad通过与p53结合，一方面抑制了p53的进核，控制了细胞核内p53的量，从而使细胞内Bad的蛋白水平处于平衡，另一方面，Bad通过介导p53定位于线粒体上从而促进了p53诱导的细胞凋亡。蛋白之间相互作用Siva1是CD27结合的蛋白，在细胞凋亡的内在途径和外在途径中均起着重要的作用。过量表达Siva1可以结合BCl-xl，并抑制Bcl-xl介导的对于uv诱导细胞凋亡的防护。Siva1和它的剪切突变体Siva2在T淋巴细胞中都可以介导caspase依赖的线粒体途经的细胞凋亡。据报道，Siva1包含在TCR介导的细胞凋亡过程中。JacobsSBR等人报道，Siva1对于神经元细胞中p53依赖的凋亡是重要的。总之，这些报道都是关于Siva1在凋亡刺激的情况下，它的促凋亡能力，但是，在没有外加压力的情况下，Siva1和Siva2在细胞中起着怎样的功能一直没有报道。肿瘤抑制因子p53,在细胞周期，细胞凋亡和基因组的稳定性等的多个方面中起着关键的调节作用。它可以转录活化很多的靶基因，如p21waf1，Bax，Bad，Hmd2和Siva等等。其中一些靶蛋白如Hdm2和Bad等可以结合p53,从而形成了负反馈来调节p53。在正常情况下，p53的蛋白水平被严格地控制着，通过许多的调控因子进行严格的调节，其中最关键的是Hdm2。Hdm2所介导的p53的泛素化降解又可以被细胞内的很多分子进一步更加精确的调节，如PCAT和Daxx等。PACT可以直接与Hdm2结合，增加了Hdm2与p53之间结合的能力，从而增加了p53的泛素化降解。与此相近的是，Daxx通过结合Hausp来稳定了Hdm2，从而增加了Hdm2对于p53的降解活性，进一步增加了p53的泛素化降解。此外，p53还可以影响细胞的迁移和肿瘤的发生。据文章报道，在没有外界压力的情况下，p53可以促进细胞迁移，而缺乏p53的细胞其迁移能力减弱。然而，也有文章报道，GadeaG等报道p53的缺失可以促进RhoA-ROCK依赖的细胞迁移。当细胞受到外界压力时，肿瘤抑制因子p53诱导很强的抗存活能力，p53的这种能力在正常的细胞中被限制，主要是由于被Hdm2所介导的迅速泛素化和降解。p53诱导Hdm2蛋白的表达，从而两者之间建立了负反馈调控机制。p53-Hdm2二者之间相互作用的调控机制以及其他的哪些蛋白也存在于p53的这种负反馈抑制中还没有被完全地研究。在本章中，我们主要展示了在没有外界压力的细胞中，p53-Hdm2的相互作用被Siva1蛋白所加强。Siva1蛋白，与Hdm2相类似的是，它也是p53靶基因的产物。Siva1既可以与p53结合，也可以与Hdm2结合，与二者结合的区域是不同的，从而加强了Hdm2介导的p53的泛素化和降解。此外，Siva1抑制了p53所介导的基因表达，细胞凋亡和细胞的迁移。Siva1的功能可能与它自身可以形成同源二聚体有关，因为Siva1的一个剪切突变体Siva2，它不能形成二聚体而且丧失了降解p53的功能。在小鼠成瘤试验中，过量表达的Siva1可以抑制p53介导的肿瘤抑制功能，而下调Siva1的表达则增加了p53的这种功能。当DNA受到损伤时，Siva1与p53之间和Siva1与Hdm2之间的结合被减弱。这些结果证明了Siva1作为一个重要的接头分子促进了Hdm2介导的p53降解。综上所述，当细胞受到外界压力时，Siva1将作为抑制p53活性的负反馈的一部分。