Белок ретинобластомы (сокращенно: белок pRb , ген RB или RB1 ) (англ.retinoblastoma protein) — белок супрессора опухоли, дисфункционального при некоторых тяжелых формах рака.[1] Одной из функций pRb является предотвращение прогрессии чрезмерного роста клеток путём ингибирования клеточного цикла, пока клетки не будут готовы к делению. Когда клетка готова к делению, pRb фосфорилируется, становится неактивным и позволяет прогрессировать клеточному циклу. Он также рекрутёр нескольких ферментовремоделирования хроматина, таких как метилазы и ацетилазы.[2]
Rb принадлежит семейству «карманных» белков(англ.pocket protein family), члены которого имеют карман для функционального связывания с другими белками.[3][4] В случае онкогенных белков, подобных производимым клетками, инфицированными вирусами высокого риска типа папилломы человека, связывание и инактивация pRb может привести к раку.
Имя и генетика
В организме человека белок кодируется геном RB1, расположенным в 13q14.1-q14.2. Если оба аллеля этого гена мутируют в начале жизни, белок инактивируется, что приводит к развитию ретинобластомы рака, отсюда и название Rb . Клетки сетчатки не отшелушиваются или заменяются, подвергаясь воздействию высоких уровней мутагенного УФ-излучения, и, таким образом большинство поражений pRB происходит в ткани сетчатки (Однако нечто подобное было зарегистрировано и в некоторых раковых заболеваниях кожи у пациентов из Новой Зеландии, где интенсивность УФ-излучения значительно выше).
Существуют две формы ретинобластомы: двусторонняя, наследственная и односторонняя, спорадическая. Страдающие первой были в 6 раз более склонны к развитию других видов рака в дальнейшей жизни.[5] Это подчеркивает тот факт, что мутантный Rb может быть унаследован и этот факт оказывает поддержку мутационной теории канцерогенеза. Здесь указано, что только один рабочий аллель гена-супрессора опухоли необходим для его функционирования (мутантный ген является рецессивным) и обоим необходим мутантный фенотип до появления рака. В наследственной форме, мутированный аллель наследуется вместе с нормальным аллелем. В этом случае клеткам следует поддерживать только одну мутацию в другом гене Rb, все Rb в этой ячейке будет неэффективны для ингибирования прогрессирования клеточного цикла, что позволит клеткам делиться бесконтрольно и в конечном счете стать злокачественными. Кроме того, раз один аллель уже мутирован во всех других соматических клетках, в будущем заболеваемость раком у этих лиц наблюдается по линейной кинетике.[6] Рабочие аллели не должны подвергать себя мутации, а утрата гетерозиготности (LOH) является часто наблюдаемым в таких опухолях.
Тем не менее, в спорадической форме, оба аллеля должны поддерживать мутацию, прежде чем клетка может стать раковой. Это объясняет, почему у больных спорадической ретинобластомой не растет риск рака в дальнейшей жизни, а оба аллеля функциональны во всех других клетках. Заболеваемость раком в будущем для спорадических случаев Rb наблюдается с полиномиальной кинетикой, не совсем квадратичной, как ожидалось, потому что сначала должны возникать мутации с помощью обычных механизмов, а затем могут быть продублированы LOH для получения источника опухоли[en].
Ортологи Rb1[7] были также определены у большинстве млекопитающих, для которых доступны полные данные генома.
Rb ограничивает способность клеток к репликации ДНК, предотвращая её прогрессирование из (G-1) в (S) фазы цикла клеточного деления.[9] Rb связывает и ингибирует транскрипционные факторы семейства E2F, которые состоят из димеров белка в E2F и димеризованного партнера белка (DP).[10] Активация транскрипции комплексов (E2F-DP) может птолкнуть клетки в S фазу.[11][12][13][14][15] Пока инактивируется E2F-DP, клетка стопорится в фазе G1. Когда Rb связывается с E2F, комплекс действует как супрессор роста и предотвращает прогрессирование клеточного цикла.[4] Комплекс Rb-E2F/DP привлекает белок гистондеацетилазы (HDAC) к хроматину, уменьшая транскрипцию способствующих факторов S фазы, дополнительно подавляя синтез ДНК.
Обнаружение
Известно несколько разработанных способов обнаружения генных мутаций RB1[16], включая способ, который может обнаружить большие делеции, коррелирующие с поздней стадией ретинобластомы.[17]
Rb фосфорилируется в pRb определенными циклин-зависимыми киназзами (CDK). pRb описан как гиперфосфорилированный и когда он в этом состоянии, он пассивизирует комплекс E2F и, следовательно, возможность ограничения движение от фазы G1 к фазе S клеточного цикла. Во время перехода М=>G1, PRB постепенно дефосфорилируется РР1, возвращая свой гипофосфолированный статус супрессора роста.[4][18]
Когда пришло время вхождения клеток в фазу S, комплексы циклин-зависимых киназ (CDK) и циклинов фосфорилируют Rb в pRb, подавляя его активность.[3][4][19][20] Начальное фосфорилирование осуществляется циклин D/CDK4/CDK6 и последующее дополнительное фосфорилирование осуществляют циклин Е/CDK2. pRb остаётся фосфорилированным в течение S, G2 и M фаз.[4]
Фосфорилирование Rb позволяет E2F-DP отмежеваться от pRb и стать активным.[4][12][19] Когда E2F свободен, он активизирует факторы циклинов (например, циклинов Е и A), которые толкают клетку в клеточный цикл, активируя циклин-зависимую киназу и молекулу, называемую ядерным антигеном пролиферирующих клеток, или PCNA, что ускоряет репликацию ДНК и её репарацию, помогая присоединить полимеразу к ДНК.[11][14][19]
Белки семейства Rb являются компонентами комплекса DREAM[en] (называемого также комплексом LINC), который состоит из LIN9, LIN54, LIN37, MYBL2, RBL1, RBL2, RBBP4, TFDP1, TFDP2, E2F4 и E2F5. Существует простато-специфическая версии комплекса, где LIN54, MYBL2 и RBBP4 заменены соответственно на MTL5, MYBL1 и RBBP7. У дрозофилы обе версии DREAM также существует, с компонентами клеток mip130 (гомолог (lin9, заменяет aly в семенниках), mip120 (гомолог lin54, заменяет tomb в семенниках) и Myb, Caf1p55, DP, Mip40, E2F2, RBF и Rbf2. Комплекс DREAM существует в покоящихся клетках в ассоциации с MuvB (состоящей из HDAC1 или HDAC2, LIN52 и L3mbtl1, L3mbtl3 или L3mbtl4), где он подавляет влияющие на клеточный цикл гены. DREAM диссоциирует в S фазе от MuvB и получает рекрутированный MYB.
Подключения к регенерации
Функция улиток у млекопитающих
Белок ретинобластомы участвует в росте и развитии у млекопитающих волосковых клеток в улитке и, кажется, связан с неспособностью клеток к регенерации. Эмбриональные волосковые клетки требует Rb помимо других важных белков, чтобы выйти из клеточного цикла и прекратить деление, что обеспечивает созревание слуховой системы. После того, как млекопитающие дикого типа достигли совершеннолетия, их кохлеарные волосковые клетки становятся неспособными к пролиферации. В исследованиях, где ген Rb был удален у мышей, волосковые клетки продолжали размножаться в раннем взрослом возрасте. Хотя это может показаться положительным, у мышей, как правило, развивается тяжелая потеря слуха из-за дегенерации органа Корти. По этой причине, Rb по-видимому, играет важную роль для завершения развития волосковых клеток млекопитающих и поддержания их жизнеспособными.[21][22] Однако, очевидно, что без Rb, волосковые клетки обладают способностью к пролиферации, поэтому Rb известен как супрессор опухоли. Временное и точное выключение Rb у взрослых млекопитающих с поврежденными волосковыми клетками может привести к их размножению и успешному восстановлению. Подавлением функции белка ретинобластомы у взрослых крыс была установлена причина, вызывающая пролиферацию поддерживающих и волосковых клеток . Rb может быть подавлен путём активации пути SHH, который фосфорилирует белки и снижает транскрипцию гена.[23]
Нейроны
Исследования обнаружили, что нарушения экспрессии Rb in vitro по причине делеции гена или удара Rb короткой интерфериренцией РНК, вызывает дальнейшее ветвление дендритов. Кроме того, шванновские клетки, которые обеспечивают существенную поддержку для выживания нейронов, перемещаются с невритами[en], расширяясь дальше, чем обычно. Ингибирование Rb поддерживает постоянный рост нервных клеток.[24]
↑ Kleinerman RA, Tucker MA, Tarone RE, Abramson DH, Seddon JM, Stovall M, Li FP, Fraumeni JF (April 2005). “Risk of new cancers after radiotherapy in long-term survivors of retinoblastoma: an extended follow-up”. J. Clin. Oncol. 23 (10): 2272—9. DOI:10.1200/JCO.2005.05.054. PMID15800318.
↑ Frolov MV, Dyson NJ (May 2004). “Molecular mechanisms of E2F-dependent activation and RB-mediated repression”. J. Cell. Sci. 117 (Pt 11): 2173—81. DOI:10.1242/jcs.01227. PMID15126619.
↑ Goodrich DW, Wang NP, Qian YW, Lee EY, Lee WH (November 1991). “The retinoblastoma gene product regulates progression through the G1 phase of the cell cycle”. Cell. 67 (2): 293—302. DOI:10.1016/0092-8674(91)90181-w. PMID1655277.
↑ Ali MJ, Parsam VL, Honavar SG, Kannabiran C, Vemuganti GK, Reddy VA (2010). “RB1 gene mutations in retinoblastoma and its clinical correlation”. Saudi Journal of Ophthalmology. 24 (4): 119—123. DOI:10.1016/j.sjopt.2010.05.003. PMID23960888.
1 2 3 Das SK, Hashimoto T, Shimizu K, Yoshida T, Sakai T, Sowa Y, Komoto A, Kanazawa K (November 2005). “Fucoxanthin induces cell cycle arrest at G0/G1 phase in human colon carcinoma cells through up-regulation of p21WAF1/Cip1”. Biochim. Biophys. Acta. 1726 (3): 328—35. DOI:10.1016/j.bbagen.2005.09.007. PMID16236452.
↑ Bartkova J, Grøn B, Dabelsteen E, Bartek J (February 2003). “Cell-cycle regulatory proteins in human wound healing”. Arch. Oral Biol. 48 (2): 125—32. DOI:10.1016/S0003-9969(02)00202-9. PMID12642231.
↑ Christie KJ, Krishnan A, Martinez JA, Purdy K, Singh B, Eaton S, Zochodne D (2014). “Enhancing adult nerve regeneration through the knockdown of retinoblastoma protein”. Nat Commun. 5: 3670. DOI:10.1038/ncomms4670. PMID24752312.
↑ Miyamura T, Nishimura J, Yufu Y, Nawata H (February 1997). “Interaction of BCR-ABL with the retinoblastoma protein in Philadelphia chromosome-positive cell lines”. Int. J. Hematol. 65 (2): 115—21. DOI:10.1016/S0925-5710(96)00539-7. PMID9071815.
↑ Welch PJ, Wang JY (November 1993). “A C-terminal protein-binding domain in the retinoblastoma protein regulates nuclear c-Abl tyrosine kinase in the cell cycle”. Cell. 75 (4): 779—90. DOI:10.1016/0092-8674(93)90497-E. PMID8242749.
↑ Lu J, Danielsen M (November 1998). “Differential regulation of androgen and glucocorticoid receptors by retinoblastoma protein”. J. Biol. Chem. 273 (47): 31528—33. DOI:10.1074/jbc.273.47.31528. PMID9813067.
↑ Yeh S, Miyamoto H, Nishimura K, Kang H, Ludlow J, Hsiao P, Wang C, Su C, Chang C (July 1998). “Retinoblastoma, a tumor suppressor, is a coactivator for the androgen receptor in human prostate cancer DU145 cells”. Biochem. Biophys. Res. Commun. 248 (2): 361—7. DOI:10.1006/bbrc.1998.8974. PMID9675141.
↑ Bruno T, De Angelis R, De Nicola F, Barbato C, Di Padova M, Corbi N, Libri V, Benassi B, Mattei E, Chersi A, Soddu S, Floridi A, Passananti C, Fanciulli M (November 2002). “Che-1 affects cell growth by interfering with the recruitment of HDAC1 by Rb”. Cancer Cell. 2 (5): 387—99. DOI:10.1016/S1535-6108(02)00182-4. PMID12450794.
↑ Fanciulli M, Bruno T, Di Padova M, De Angelis R, Iezzi S, Iacobini C, Floridi A, Passananti C (May 2000). “Identification of a novel partner of RNA polymerase II subunit 11, Che-1, which interacts with and affects the growth suppression function of Rb”. FASEB J. 14 (7): 904—12. PMID10783144.
↑ Ge NL, Elferink CJ (August 1998). “A direct interaction between the aryl hydrocarbon receptor and retinoblastoma protein. Linking dioxin signaling to the cell cycle”. J. Biol. Chem. 273 (35): 22708—13. DOI:10.1074/jbc.273.35.22708. PMID9712901.
↑ Fan S, Yuan R, Ma YX, Xiong J, Meng Q, Erdos M, Zhao JN, Goldberg ID, Pestell RG, Rosen EM (August 2001). “Disruption of BRCA1 LXCXE motif alters BRCA1 functional activity and regulation of RB family but not RB protein binding”. Oncogene. 20 (35): 4827—41. DOI:10.1038/sj.onc.1204666. PMID11521194.
↑ Nishitani J, Nishinaka T, Cheng CH, Rong W, Yokoyama KK, Chiu R (February 1999). “Recruitment of the retinoblastoma protein to c-Jun enhances transcription activity mediated through the AP-1 binding site”. J. Biol. Chem. 274 (9): 5454—61. DOI:10.1074/jbc.274.9.5454. PMID10026157.
1 2 Simone C, Bagella L, Bellan C, Giordano A (June 2002). “Physical interaction between pRb and cdk9/cyclinT2 complex”. Oncogene. 21 (26): 4158—65. DOI:10.1038/sj.onc.1205511. PMID12037672.
↑ Gupta S, Luong MX, Bleuming SA, Miele A, Luong M, Young D, Knudsen ES, Van Wijnen AJ, Stein JL, Stein GS (September 2003). “Tumor suppressor pRB functions as a co-repressor of the CCAAT displacement protein (CDP/cut) to regulate cell cycle controlled histone H4 transcription”. J. Cell. Physiol. 196 (3): 541—56. DOI:10.1002/jcp.10335. PMID12891711.
↑ Dowdy SF, Hinds PW, Louie K, Reed SI, Arnold A, Weinberg RA (May 1993). “Physical interaction of the retinoblastoma protein with human D cyclins”. Cell. 73 (3): 499—511. DOI:10.1016/0092-8674(93)90137-F. PMID8490963.
↑ Robertson KD, Ait-Si-Ali S, Yokochi T, Wade PA, Jones PL, Wolffe AP (July 2000). “DNMT1 forms a complex with Rb, E2F1 and HDAC1 and represses transcription from E2F-responsive promoters”. Nat. Genet. 25 (3): 338—42. DOI:10.1038/77124. PMID10888886.
↑ Taniura H, Taniguchi N, Hara M, Yoshikawa K (January 1998). “Necdin, a postmitotic neuron-specific growth suppressor, interacts with viral transforming proteins and cellular transcription factor E2F1”. J. Biol. Chem. 273 (2): 720—8. DOI:10.1074/jbc.273.2.720. PMID9422723.
↑ Craven RJ, Cance WG, Liu ET (September 1995). “The nuclear tyrosine kinase Rak associates with the retinoblastoma protein pRb”. Cancer Res. 55 (18): 3969—72. PMID7664264.
↑ Lavender P, Vandel L, Bannister AJ, Kouzarides T (June 1997). “The HMG-box transcription factor HBP1 is targeted by the pocket proteins and E1A”. Oncogene. 14 (22): 2721—8. DOI:10.1038/sj.onc.1201243. PMID9178770.
↑ Fuks F, Burgers WA, Brehm A, Hughes-Davies L, Kouzarides T (January 2000). “DNA methyltransferase Dnmt1 associates with histone deacetylase activity”. Nat. Genet. 24 (1): 88—91. DOI:10.1038/71750. PMID10615135.
↑ Puri PL, Iezzi S, Stiegler P, Chen TT, Schiltz RL, Muscat GE, Giordano A, Kedes L, Wang JY, Sartorelli V (October 2001). “Class I histone deacetylases sequentially interact with MyoD and pRb during skeletal myogenesis”. Mol. Cell. 8 (4): 885—97. DOI:10.1016/S1097-2765(01)00373-2. PMID11684023.
↑ Wang S, Fusaro G, Padmanabhan J, Chellappan SP (December 2002). “Prohibitin co-localizes with Rb in the nucleus and recruits N-CoR and HDAC1 for transcriptional repression”. Oncogene. 21 (55): 8388—96. DOI:10.1038/sj.onc.1205944. PMID12466959.
↑ Luo RX, Postigo AA, Dean DC (February 1998). “Rb interacts with histone deacetylase to repress transcription”. Cell. 92 (4): 463—73. DOI:10.1016/S0092-8674(00)80940-X. PMID9491888.
↑ Radulescu RT, Bellitti MR, Ruvo M, Cassani G, Fassina G (January 1995). “Binding of the LXCXE Insulin Motif to a Hexapeptide Derived from Retinoblastoma Protein”. Biochemical and Biophysical Research Communications. 206 (1): 97–102. DOI:10.1006/bbrc.1995.1014. PMID7818556.
↑ Chan SW, Hong W (July 2001). “Retinoblastoma-binding protein 2 (Rbp2) potentiates nuclear hormone receptor-mediated transcription”. J. Biol. Chem. 276 (30): 28402—12. DOI:10.1074/jbc.M100313200. PMID11358960.
1 2 Leung JK, Berube N, Venable S, Ahmed S, Timchenko N, Pereira-Smith OM (October 2001). “MRG15 activates the B-myb promoter through formation of a nuclear complex with the retinoblastoma protein and the novel protein PAM14”. J. Biol. Chem. 276 (42): 39171—8. DOI:10.1074/jbc.M103435200. PMID11500496.
↑ Gu W, Schneider JW, Condorelli G, Kaushal S, Mahdavi V, Nadal-Ginard B (February 1993). “Interaction of myogenic factors and the retinoblastoma protein mediates muscle cell commitment and differentiation”. Cell. 72 (3): 309—24. DOI:10.1016/0092-8674(93)90110-C. PMID8381715.
↑ Goo YH, Na SY, Zhang H, Xu J, Hong S, Cheong J, Lee SK, Lee JW (February 2004). “Interactions between activating signal cointegrator-2 and the tumor suppressor retinoblastoma in androgen receptor transactivation”. J. Biol. Chem. 279 (8): 7131—5. DOI:10.1074/jbc.M312563200. PMID14645241.
↑ Xia X, Cheng A, Lessor T, Zhang Y, Hamburger AW (May 2001). “Ebp1, an ErbB-3 binding protein, interacts with Rb and affects Rb transcriptional regulation”. J. Cell. Physiol. 187 (2): 209—17. DOI:10.1002/jcp.1075. PMID11268000.
↑ Takemura M, Kitagawa T, Izuta S, Wasa J, Takai A, Akiyama T, Yoshida S (November 1997). “Phosphorylated retinoblastoma protein stimulates DNA polymerase alpha”. Oncogene. 15 (20): 2483—92. DOI:10.1038/sj.onc.1201431. PMID9395244.
↑ Simons A, Melamed-Bessudo C, Wolkowicz R, Sperling J, Sperling R, Eisenbach L, Rotter V (January 1997). “PACT: cloning and characterization of a cellular p53 binding protein that interacts with Rb”. Oncogene. 14 (2): 145—55. DOI:10.1038/sj.onc.1200825. PMID9010216.
↑ Wang S, Nath N, Adlam M, Chellappan S (June 1999). “Prohibitin, a potential tumor suppressor, interacts with RB and regulates E2F function”. Oncogene. 18 (23): 3501—10. DOI:10.1038/sj.onc.1202684. PMID10376528.
1 2 Qian YW, Lee EY (October 1995). “Dual retinoblastoma-binding proteins with properties related to a negative regulator of ras in yeast”. J. Biol. Chem. 270 (43): 25507—13. DOI:10.1074/jbc.270.43.25507. PMID7503932.
↑ Fusco C, Reymond A, Zervos AS (August 1998). “Molecular cloning and characterization of a novel retinoblastoma-binding protein”. Genomics. 51 (3): 351—8. DOI:10.1006/geno.1998.5368. PMID9721205.
↑ Woitach JT, Zhang M, Niu CH, Thorgeirsson SS (August 1998). “A retinoblastoma-binding protein that affects cell-cycle control and confers transforming ability”. Nat. Genet. 19 (4): 371—4. DOI:10.1038/1258. PMID9697699.
↑ Ji P, Jiang H, Rekhtman K, Bloom J, Ichetovkin M, Pagano M, Zhu L (October 2004). “An Rb-Skp2-p27 pathway mediates acute cell cycle inhibition by Rb and is retained in a partial-penetrance Rb mutant”. Mol. Cell. 16 (1): 47—58. DOI:10.1016/j.molcel.2004.09.029. PMID15469821.
↑ Hannan KM, Hannan RD, Smith SD, Jefferson LS, Lun M, Rothblum LI (October 2000). “Rb and p130 regulate RNA polymerase I transcription: Rb disrupts the interaction between UBF and SL-1”. Oncogene. 19 (43): 4988—99. DOI:10.1038/sj.onc.1203875. PMID11042686.
↑ Blanchette P, Gilchrist CA, Baker RT, Gray DA (September 2001). “Association of UNP, a ubiquitin-specific protease, with the pocket proteins pRb, p107 and p130”. Oncogene. 20 (39): 5533—7. DOI:10.1038/sj.onc.1204823. PMID11571651.
Classon M, Harlow E (2003). “The retinoblastoma tumour suppressor in development and cancer”. Nature Reviews Cancer. 2 (12): 910—7. DOI:10.1038/nrc950. PMID12459729.
Lai H, Ma F, Lai S (2003). “Identification of the novel role of pRB in eye cancer”. J. Cell. Biochem. 88 (1): 121—7. DOI:10.1002/jcb.10283. PMID12461781.
Lohmann DR, Gallie BL (2004). “Retinoblastoma: revisiting the model prototype of inherited cancer”. American Journal of Medical Genetics. 129 (1): 23—8. DOI:10.1002/ajmg.c.30024. PMID15264269.
Clemo NK, Arhel NJ, Barnes JD, Baker J, Moorghen M, Packham GK, Paraskeva C, Williams AC (2005). “The role of the retinoblastoma protein (Rb) in the nuclear localization of BAG-1: implications for colorectal tumour cell survival”. Biochem. Soc. Trans. 33 (Pt 4): 676—8. DOI:10.1042/BST0330676. PMID16042572.
Rodríguez-Cruz M, del Prado M, Salcedo M (2006). “[Genomic retinoblastoma perspectives: implications of tumor supressor gene RB1]”. Rev. Invest. Clin. 57 (4): 572—81. PMID16315642.
Knudsen ES, Knudsen KE (2006). “Retinoblastoma tumor suppressor: where cancer meets the cell cycle”. Exp. Biol. Med. (Maywood). 231 (7): 1271—81. PMID16816134.
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Другой контент может иметь иную лицензию. Перед использованием материалов сайта WikiSort.ru внимательно изучите правила лицензирования конкретных элементов наполнения сайта.
2019-2025 WikiSort.ru - проект по пересортировке и дополнению контента Википедии