PTEN (сокр. от англ. phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome 10) — фосфатаза с двойной субстратной специфичностью, продукт гена PTEN. Субстратами этой фосфатазы могут быть как белки, так и фосфатидилинозитол-3-фосфаты. PTEN катализирует отщепление фосфатной группы в положении 3D инозитольного кольца фосфатидилинозитол-3-фосфатов, лишая их таким образом функций вторичных посредников при передаче сигнала в клетке. Эта фосфатаза является одним из немногих негативных регуляторов PI3K/AKT/mTOR-сигнального пути, что делает её антионкобелком. Ген PTEN часто бывает мутирован при различных типах злокачественных опухолей[1].
История открытия и структура гена
В 1980-х годах было обнаружено, что в ряде злокачественных опухолей головного мозга, мочевого пузыря и предстательной железы происходит частичная или полная потеря 10-й хромосомы[2]. Однако только в 1997 году новый ген-супрессор опухолей PTEN был картирован в локусе 10q23.3 и было установлено, что он потенциально кодирует тирозиновую фосфатазу[3][4][5]. Было установлено, что этот ген часто претерпевает мутации при различных видах спорадического рака, а также в случае наследственной предрасположенности к нему[6][7].
Последующие эксперименты на мышах, у которых этот ген был нокаутирован, показали важную роль PTEN в подавлении роста опухолей некоторых тканей, в работе сердца и мозга, метаболизме глюкозы, а также в дифференцировке и пролиферации Т- и В-лимфоцитов[8].
Ген PTEN имеет размер 105 тысяч пар оснований и содержит 9 экзонов[9].
Структура белка
Фосфатаза PTEN состоит из 403 аминокислотных остатков и содержит аминокислотный мотив (I/V)HCXAGXXR(S/T)G (где Х — любая аминокислота), характерный для тирозиновых протеинфосфатаз и фосфатаз двойной субстратной специфичности. PTEN содержит следующие структурные компоненты: короткий N-концевой домен связывания фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфата (PBD, 1—13 а. о.), фосфатазный домен (14—185 а. о.), домен C2 (190—350 а. о.), C-концевой домен (351—400 а. о.) и мотив, связывающий PDZ-домен (401—403 а. о.)[9].
N-концевой фрагемент PTEN имеет голомогическое сходство по аминокислотной последовательности с актинсвязывающим белком тензином 1 (TNS1), откуда эта фосфатаза и получила своё название. Фосфатазный домен состоит из пятицепочечного β-листа, окружённого двумя α-спиралями с одной стороны и четырьмя — с другой. Домен C2 представляет собой β-сэндвич из двух антипараллельных β-листов с двумя короткими α-спиралями между этими листами. Этот домен отвечает за связывание липидов и удержание молекулы в мембране. С-концевой домен содержит PEST-последовательность и отвечает за регуляцию стабильности белка. Мутации, являющиеся причиной злокачественного перерождения клеток, обнаруживаются во всех доменах PTEN, что говорит об их важности для антионкогенной функции белка[2].
Функции
Уникальная фосфатидид-3-фосфатазная активность PTEN делает её одним из ключевых супрессоров опухолей в организме. PTEN катализирует отщепление фосфатной группы в положении 3D инозитольного кольца фосфатидилинозитол-3-фосфатов, тормозя передачу сигнала по PI3K/AKT/mTOR-сигнальному пути. К белковым субстратам PTEN относятся FAK, ETS2, Sp1, PDGFR[10]. Нормальная работа PTEN необходима для контроля за пролиферацией клеток и их внедрением в соседние ткани. Делеция этого гена приводит к избытку андрогенов и дисфункции яичников у мышей[11].
Роль в развитии заболеваний
В соответствии с антионкогенной функцией PTEN, нарушение её нормальной работы приводит к формированию опухолей. Мутации в гене PTEN ассоциированы с несколькими наследственными синдромами, характеризующимися развитием множественных доброкачественных опухолей в различных органах и тканях. К таким синдромам относятся синдром Коудена и болезнь Лермитт-Дуклос. Кроме того, мутации или биохимическая инактивация PTEN обуславливают предрасположенность к ряду онкологических заболеваний, таких как рак простаты, эндометрия и глиома[12]. В экспериментах на мышах обнаружено что повысив с помощью генной терапии дозу гена PTEN или генетически заингибировав его прямую мишень фосфоинозитид-3-киназу класса 1 (PI3K), что эквивалентно активации PTEN, можно продлить жизнь мышей[13].
См. также
Примечания
- ↑ Cell Signaling Biology. (недоступная ссылка)
- 1 2 Song M. S., Salmena L., Pandolfi P. P. The functions and regulation of the PTEN tumour suppressor // Nat. Rev. Mol. Cell Biol.. — 2012. — Т. 13, вып. 5. — С. 283-296. — DOI:10.1038/nrm3330. — PMID 22473468.
- ↑ Li J., Yen C., Liaw D., Podsypanina K., Bose S., Wang S. I., Puc J., Miliaresis C., Rodgers L., McCombie R., Bigner S. H., Giovanella B. C., Ittmann M., Tycko B., Hibshoosh H., Wigler M. H., Parsons R. (1997). “PTEN, a putative protein tyrosine phosphatase gene mutated in human brain, breast, and prostate cancer”. Science. 275 (5308): 1943—1947. DOI:10.1126/science.275.5308.1943. PMID 9072974.
- ↑ Steck P. A., Pershouse M. A., Jasser S. A., Yung W. K., Lin H., Ligon A. H., Langford L. A., Baumgard M. L. , Hattier T., Davis T., Frye C., Hu R., Swedlund B., Teng D. H., Tavtigian S. V. (1997). “Identification of a candidate tumour suppressor gene, MMAC1, at chromosome 10q23.3 that is mutated in multiple advanced cancers”. Nat Genet. 15 (4): 356—362. DOI:10.1038/ng0497-356. PMID 9090379.
- ↑ Li D. M., Sun H. TEP1, encoded by a candidate tumor suppressor locus, is a novel protein tyrosine phosphatase regulated by transforming growth factor beta // Cancer Res.. — 1997. — Т. 57, вып. 11. — С. 2124-2129. — PMID 9187108.
- ↑ Liaw D., Marsh D. J., Li J., Dahia P. L., Wang S. I., Zheng Z., Bose S., Call K. M., Tsou H. C., Peacocke M., Eng C., Parsons R. Germline mutations of the PTEN gene in Cowden disease, an inherited breast and thyroid cancer syndrome // Nat. Genet.. — 1997. — Т. 16, вып. 1. — С. 64-67. — DOI:10.1038/ng0597-64. — PMID 9140396.
- ↑ Marsh D. J., Dahia P. L., Zheng Z., Liaw D., Parsons R., Gorlin R. J., Eng C. Germline mutations in PTEN are present in Bannayan-Zonana syndrome // Nat. Genet.. — 1997. — Т. 16, вып. 4. — С. 333-334. — DOI:10.1038/ng0897-333. — PMID 9241266.
- ↑ Kishimoto H., Hamada K., Saunders M., Backman S., Sasaki T., Nakano T., Mak T. W., Suzuki A. Physiological functions of Pten in mouse tissues // Cell Struct. Funct.. — 2003. — Т. 28, вып. 1. — С. 11-21. — PMID 12655146.
- 1 2 Aguissa-Touré A. H., Li G. Genetic alterations of PTEN in human melanoma // Cell. Mol. Life Sci.. — 2012. — Т. 69, вып. 9. — С. 1475-1491. — DOI:10.1007/s00018-011-0878-0. — PMID 22076652.
- ↑ McCubrey J. A., Steelman L. S., Chappell W. H., Abrams S. L., Montalto G., Cervello M., Nicoletti F., Fagone P., Malaponte G., Mazzarino M. C., Candido S., Libra M., Bäsecke J., Mijatovic S., Maksimovic-Ivanic D., Milella M., Tafuri A., Cocco L., Evangelisti C., Chiarini F., Martelli A. M. Mutations and deregulation of Ras/Raf/MEK/ERK and PI3K/PTEN/Akt/mTOR cascades which alter therapy response // Oncotarget. — 2012. — Т. 3, вып. 9. — С. 954—987. — PMID 23006971.
- ↑ Zi-Jian Lan, M. S. Krause, S. D. Redding, X. Li, G. Z. Wu. Selective deletion of Pten in theca-interstitial cells leads to androgen excess and ovarian dysfunction in mice // Molecular and Cellular Endocrinology. — 2017-03-15. — Т. 444. — С. 26–37. — ISSN 1872-8057. — DOI:10.1016/j.mce.2017.01.043.
- ↑ PTEN в базе данных UniProt. Проверено 15 ноября 2013.
- ↑ Ortega-Molina, A., Efeyan, A., Lopez-Guadamillas, E., Muñoz-Martin, M., Gómez-López, G., Cañamero, M., ... & Gonzalez-Barroso, M. M. Pten positively regulates brown adipose function, energy expenditure, and longevity // Cell metabolism. — 2012. — Т. 15, вып. 3. — С. 382-394. — DOI:10.1016/j.cmet.2012.02.001. — PMID 22405073.
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .