MDC1

MDC1
Protein MDC1 PDB 2ado.png
Dostępne konstrukcje
WPB Wyszukiwanie ortologów:
Identyfikatory
, NFBD1, mediator uszkodzenia DNA punkt kontrolny 1
Identyfikatory zewnętrzne
ortologi
Gatunek Człowiek Mysz
Entrez
Ensembl
UniProt
RefSeq (mRNA)

RefSeq (białko)

Lokalizacja (UCSC)
PubMed search
Wikidane
Wyświetl/edytuj człowieka Wyświetl/edytuj mysz

Białko punktu kontrolnego uszkodzeń DNA 1 jest białkiem o długości 2080 aminokwasów , które u ludzi jest kodowane przez gen MDC1 zlokalizowany na krótkim ramieniu (p) chromosomu 6 . Białko MDC1 jest regulatorem fazy Intra-S i punktów kontrolnych cyklu komórkowego G2/M oraz rekrutuje białka naprawcze do miejsca uszkodzenia DNA. Bierze udział w określaniu losu przeżycia komórek w połączeniu z białkiem supresorowym guza p53 . Białko to nosi również nazwę czynnika jądrowego z domeną BRCT 1 (NFBD1).

Funkcjonować

Rola w odpowiedzi na uszkodzenia DNA

Gen MDC1 koduje białko jądrowe MDC1 , które jest częścią szlaku odpowiedzi na uszkodzenie DNA (DDR), mechanizmu, za pomocą którego komórki eukariotyczne reagują na uszkodzone DNA, w szczególności pęknięcia podwójnej nici DNA (DSB), które są spowodowane przez promieniowanie jonizujące lub chemiczne klastogeny . DDR komórek ssaków składa się z kinaz oraz czynniki pośredniczące/adapterujące. W komórkach ssaków DDR to sieć szlaków składających się z białek, które działają jako kinazy lub mediatory/adaptery, które rekrutują kinazy do ich celów fosforylacji. Czynniki te współpracują ze sobą, aby wykryć uszkodzenie DNA i sygnalizować mechanizm naprawy . jako aktywacja punktów kontrolnych cyklu komórkowego . Rolą MDC1 w DDR jest działanie zarówno jako białko mediatora / adaptera, pośredniczące w kompleksie innych białek DDR w miejscu uszkodzenia DNA, jak i naprawiające uszkodzenia DNA poprzez swoją domenę PST.

Kiedy komórka jest wystawiona na promieniowanie jonizujące , jej chromatyna może zostać uszkodzona przez DSB , wyzwalając DDR, który zaczyna się od kompleksu MRN rekrutującego kinazę ATM do odsłoniętych histonów H2AX na uszkodzonym DNA. ATM fosforyluje C -koniec histonu H2AX (fosforylowane histony H2AX są powszechnie określane jako γH2AX) i stają się epigenetycznym flaga wskazująca miejsce uszkodzenia DNA. Domena SDT białka MDC1 jest fosforylowana przez kinazę kazeinową 2 (CK2) , co umożliwia mu wiązanie innego kompleksu MRN . miejscu uszkodzonego DNA i ułatwia rekrutację i retencję innej kinazy ATM . Druga kinaza ATM fosforyluje domenę TQXF na MDC1, co pozwala jej rekrutować ligazę ubikwityny E3 RNF8, która ubikwitynuje histony w pobliżu DSB, co inicjuje dalszą ubikwitynację chromatyny wokół miejsca uszkodzenia przez inne czynniki DDR. Ta agregacja czynników DDR i stężenie ufosforylowanych i ubikwitynowanych histonów nazywa się ogniskami uszkodzenia DNA lub ogniskami wywołanymi promieniowaniem jonizującym, a główną rolą MDC1 jest koordynacja tworzenia ognisk uszkodzeń DNA. Białko to jest wymagane do aktywacji punktów kontrolnych cyklu komórkowego fazy wewnątrz-S i fazy G2/M w odpowiedzi na uszkodzenie DNA .

Rola w apoptozie

MDC1 ma właściwości przeciwapoptotyczne przez bezpośrednie hamowanie aktywności apoptotycznej białka p53 hamującego nowotwór . Uszkodzenie DNA może indukować apoptozę, gdy kinaza ATM i Chk2 fosforylują p53 na jego resztach Ser-15 i Ser-20, co aktywuje p53 i stabilizuje go, umożliwiając mu oddzielenie się od ligazy białkowej ubikwityny E3 MDM2 . MDC1 może wykonywać swoją aktywność przeciwapoptotyczną poprzez hamowanie p53 na dwa sposoby. Białko MDC1 może wiązać się z końcem n p53 poprzez swoją domenę BRC1, która blokuje domenę transaktywacyjną p53. MDC1 może również inaktywować p53 poprzez zmniejszenie poziomów fosforylacji reszt p53 Ser-15 niezbędnych do aktywności apoptotycznej p53. Badania linii komórkowych raka płuc ( komórki A549 ) wykazały wzrost apoptozy w odpowiedzi na czynniki genotoksyczne , gdy poziomy białka MDC1 zostały obniżone za pomocą siRNA.

Utrata białka MDC1

Hamowanie lub utrata białka MDC1 poprzez badania siRNA na ludzkich komórkach lub badania knockout na myszach wykazały kilka defektów zarówno na poziomie komórkowym, jak i organizmowym. Myszy pozbawione MDC1 są mniejsze, mają bezpłodne samce, są wrażliwe na promieniowanie i są bardziej podatne na nowotwory. Wyeliminowane komórki myszy MDC1 i wyciszone komórki ludzkie były radiowrażliwe, nie zainicjowały punktów kontrolnych fazy Intra-S i G2 / M, nie wytworzyły ognisk wywołanych promieniowaniem jonizującym, miały słabą fosforylację przez kinazy DRR (ATM, CHK1, CHK2), defekty w rekombinacja homologiczna. Ludzkie komórki z wyciszonym MDC1 wykazywał również losową integrację plazmidu, zmniejszoną apoptozę i spowolnioną mitozę.

Interakcje

Wykazano, że MDC1 wchodzi w interakcje z:

MDC1 wiąże się również z mRNA lub poliadenylowanym RNA w jądrze.

Struktura białka

Białko MDC1 zawiera następujące domeny wymienione w kolejności od N-końcowej do C-końcowej:

  • domena związana z widelcem ( FHA ), domena N-końcowa leży między resztami aminokwasowymi 54 i 105
  • SDT (lub SDTD) - Ta domena znajduje się między aminokwasami 218 a 460.
  • TQXF - Ta domena znajduje się pomiędzy aminokwasami 699 i 768.
  • PST - Ta domena leży między resztami aminokwasowymi 114 i 1662.
  • BRCA 1 C-końcowa domena ( BRCT ) i leży pomiędzy aminokwasami 1891 i 2082.
Domena FHA
W przeciwieństwie do domen FHA na innych czynnikach DRR, domena FHA na MDC1 nie jest dobrze scharakteryzowana. Jest zaangażowany w naprawę DSB, fazę Intra-S i punkty kontrolne G2 / M, ale konkretny mechanizm nie został jeszcze określony. Domena FHA ma kilka przypuszczalnych czynników interakcji MDC1-FHA, takich jak ATM , CHK2 i RAD51 .
Domena SDT
Gdy domena SDT jest ufosforylowana, może wiązać się z kompleksem MRN (złożonym z MRE11/RAD50/NBS1) i jest odpowiedzialna za utrzymanie kompleksu MRN związany z chromatyną DSB. Domena ta wraz z NBS1 kompleksu MRN jest niezbędna do aktywacji punktów kontrolnych wewnątrz fazy S i G2/M, jednak ich rola w molekularnym mechanizmie kontroli punktu kontrolnego nie została wyjaśniona.
Domena TQXF
Ta domena charakteryzuje się czterema treoniną-glutaminą, a następnie fenyloalaniną w pozycji 3+. ATM fosforyluje tę domenę, umożliwiając jej wiązanie RNF8 z ligazą ubikwitynową E3 . To sprzężenie MDC1 / RNF8 ułatwia następnie rekrutację innych czynników DDR, takich jak RNF168, 53BP1 i BRCA1. TQXF jest ważny dla prawidłowego przejścia przez punkt kontrolny G2/M , jednak mechanizm molekularny, poprzez który MDC1 i RNF8 regulują punkt kontrolny G2/M, nie został jeszcze rozwiązany.
Domena PST
Domena PST zbudowana jest z powtórzeń motywu prolina-seryna-treonina. Domena ta odgrywa rolę w naprawie DNA zarówno poprzez rekombinację homologiczną, jak i łączenie końców niehomologicznych, jednak mechanizm, poprzez który ułatwia naprawę uszkodzonego DNA, nie jest jeszcze znany.
domena BRCT
Domena BRCT na MDC1 bezpośrednio wiąże się z γH2AX uszkodzonej chromatyny. Domena BRCT tworzy fałd α/β, który rozciąga się od C-końca MDC1 przez region łącznika. Preferencyjnie wiąże się z fosforylowanymi resztami Ser, a następnie z motywem Glu, Tyr, na γH2AX. Domena ta wiąże się również z kompleksem promującym anafazę (APC/C), który jest ligazą ubikwitynową E3 , która rozkłada cykliny . Domena BRCT bierze udział w regulacji punktu kontrolnego dekatenacji na końcu replikacji poprzez wiązanie Topo IIα to zatrzyma komórkę w cyklu G2, aż siostrzana chromatyna całkowicie się rozdzieli. Domena BRCT oddziałuje również z supresorem guza p53 i hamuje p53 poprzez blokowanie jego domeny transaktywacyjnej, jak również wspomaganie inaktywacji p53 przez MDM2 .

Rozporządzenie

MDC1 jest pośrednio regulowany w dół przez onkogen AKT1 . AKT1 aktywuje ekspresję mikroRNA -22 ( miR-22 ), które celuje w koniec 3' mRNA MDC1 , hamując translację . Nieprawidłowa nadekspresja AKT1 , którą obserwuje się w kilku nowotworach, w tym w raku piersi, płuc i prostaty, skutkuje zmniejszoną produkcją MDC1, a następnie destabilizacją genomu i zwiększoną rakotwórczością.

Rola w raku

MDC1 jest domniemanym supresorem guza. Badania nokautowe na myszach wykazały wzrost rozwoju guza po utracie MDC1 . Zmniejszenie poziomu białka MDC1 zaobserwowano w wielu przypadkach raka piersi i płuc. Kilka badań nad różnymi ludzkimi liniami komórek nowotworowych, w tym komórkową ludzkiego raka płuc A549 , wieloma liniami komórkowymi raka przełyku (TE11, YES2 , YES5) i liniami komórkowymi raka szyjki macicy ( HeLa , SiHa i CaSki), wykazało zwiększoną wrażliwość na leki przeciwnowotworowe leki ( adriamycyna i cisplatyna ), kiedy poziomy endogennego białka MDC1 zostały obniżone za pomocą siRNA . Ze względu na udział MDC1 w kilku szlakach, które są często niewłaściwie przywłaszczane przez komórki nowotworowe, w tym w punktach kontrolnych cyklu komórkowego, supresji guza DDR i p53, terapie przeciwnowotworowe ukierunkowane na MDC1 mogą potencjalnie być silnym środkiem uczulającym na promieniowanie i chemiouczulaczem .

Dalsza lektura

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=MDC1&oldid=1142707742 ”