A humán p53fehérje kötődik egy rövid DNS fragmentumhoz.
A p53gén, más néven TP53 a 2.7.1.37-es EC számú fehérjét kódolja, mely a sejtciklus szabályozója és tumorszupresszor is egyben. A soksejtű élőlények számára kulcsfontosságú, hogy visszaszorítsák a daganatok kialakulását. A p53-at a genom őrzőjének is nevezik, utalva ezzel a genom mutációk elleni védelemben játszott szerepére (Strachan and Read, 1999). A neve a molekulatömegére utal, mivel SDS-PAGE (nátrium-dodecil-szulfát – poliakrilamid-gél-elektroforézis) során annyit halad a gélen, mint egy 53 kilodalton tömegű fehérje.
A specifikus DNS szekvenciát felismerő core (mag) domén.
A fehérje tetramerizációjáért (négyes egységbe szerveződéséért) felelős domén.
A sérült DNS-t, vagyis bázispárosodási hibát és egyszálú szakaszokat felismerő domén.
A vad típusú p53 nem stabilis, tartalmaz szerkezeti elemeket és a szerveződésben részt nem vevő egységeket is, melyek szinergista módon képesek funkcionálni (Bell et al. 2002).
Funkció
A p53 számos tumorellenes mechanizmussal bír:
DNS károsodást helyreállító fehérjéket aktiválhat.
A normális p53 inaktív, az MDM-2 fehérjéhez van kötve, így működése gátolt. Ezenkívül az MDM-2 fehérje ubikvitin-ligázként működve a p53 bontásához is hozzájárul. A p53 fehérjét számos rákkeltő hatás indukálhatja, úgy mint UV-sugárzás, onkogének vagy DNS károsító vegyszerek. A DNS hibáját a sejtciklus ellenőrző pontjai érzékelik és arra serkentik az ATM (Ataxia Telangiectasia mutált), Chk1, Chk2 kinázokat, hogy foszforilálják a p53-at az MDM-2-höz közeli helyeken, ezáltal a p53 felszabadulását és lebomlásának lassítását okozzák, így szabad, aktív p53 halmozódik fel a sejtben. Hasonló módon járnak el az onkogének, melyek a p14ARF fehérje által érik el hatásukat.
A p53 azáltal viszi véghez feladatát, hogy a DNS azon régiójához kötődik, mely a p21 nevű fehérjét kódolja, kifejezésre serkenti a gént, a p21 pedig a sejtciklus folytatása szempontjából fontos ciklin-ciklin-dependens kinázok gátlását képes előidézni úgy, hogy a fehérjék közé kötődik.
Kutatások kimutattak kapcsolatot a p53 és más fontos tumorellenes gének, a Retinoblastoma tumorszupresszor gén (RB) ill. a H2AX, egy speciális tumorszupresszor hisztonfehérjét termelő gén jelátviteli útvonalai között (Bates et al, 1998).
Szerepe a betegségekben
Ha a p53 gén megsérül, a tumorok visszaszorítása jelentős kárt szenved. Azok az egyének, akik a p53 génjének csak egy kópiáját öröklik, nagyobb valószínűséggel fognak szenvedni valamilyen tumortól. A p53 a sejtekben is károsodhat mutagén hatásokra, vegyszerekre, sugárzásra vagy vírusok miatt. A humán tumorok több mint 50%-ában kimutatható a p53 valamilyen mutációja.
Egészséges egyénben a p53 állandó képződésen és lebontáson megy keresztül. A lebontás kapcsoltban van az MDM-2-vel. Egy negatív visszacsatolás részeként a p53 indukálja az MDM-2-t. Így a mutáns p53 nem indukálja azt, ezzel is lehetővé téve a nagy mértékű feldúsulását. Sőt a mutáns p53 képes inaktiválni a megfelelő p53-at (Blagosklonny, 2002).
Potenciális terápiás célpont
In vitro p53 bejuttatása a p53-deficiens sejtekbe gyors tumorsejt-elhalást okozott, ezzel is növelve a hozzá fűzött reményeket. Ha egy rendszer hibás, a legtöbb kapcsolódással rendelkező pontját kell rendbehozni. A p53 ilyen a sejtben (mint a hub a számítógépes hálózatokban). Ezért a legfőbb feladat a tumorsejtekben visszaállítani a p53 gén eredeti szekvenciáját, hiszen ezen sejtekben az esetek felében találni mutációt (Vogelstein et al 2000).
Számos stratégiát kipróbáltak már a p53 funkciójának visszaállítására a rákos sejtekben. Találtak fehérjéket, melyek képesek a mutáns p53-at megjavítani azáltal, hogy konformációját addig változtatják, míg az újra funkcióképes nem lesz. Lehetséges terápiás célpont lehet a Hsp90hősokk fehérje, mely in vivo is kapcsolatba lép a p53-mal.
Az adenovírus a gazdasejtben sokszorozódik azáltal, hogy olyan fehérjéket bocsát ki, melyek a gazdasejtet a virális DNS megkettőződésére kényszerítik. Az adenovírusok egyes tumorok kialakulásában szerepet játszanak. Fordulatot jelentett, mikor az adenovírusokat kezdték használni tumorellenes terápiákban. Az ONYX-015 egy módosított adenovírus, amely szelektíven képes sokszorozódni a p53-deficiens rákos sejtekben, de normál sejtekben nem. Annak a vírusnak a módosításából jött létre, mely az E1B fehérjét fejezi ki, ez pedig inaktiválja a p53-at. A p53 hatásának visszaszorítása fontos a vírus replikálódása szempontjából. A módosított verzióban az E1B-t törölték. Azt várták, hogy a vírus a tumorsejteket megtámadja, azokban sokszorozódik, majd továbbterjed a malignus szövetben. Azok a sejtek, melyekben a vírus többszöröződni képes, szétesnek, így a tumor is felszívódik.
Az ONYX-015-tel egereken végzett preklinikai kísérletek biztatóak. Azonban a klinikai kísérletek korántsem. Csak olyan esetben volt látható jelentős javulás, melyben a vírust kombinálva alkalmazták kemoterápiával (McCormick, 2001). A gondot az E1B okozhatja, melynek az újabb felfedezések nyomán kiderült, a vírus számára más esszenciális funkciói is vannak. A vírus használatának klinikai sikertelenségét okozhatja az is, hogy a tumort a vírus számára csak nehezen átjárható fibrotikus szövet veszi körül.
Bates S, Phillips AC, Clark PA, Stott F, Peters G, Ludwig RL, Vousden KH. (1998) p14ARF links the tumour suppressors RB and p53. Nature 395:124-125
Bell S, Klein C, Muller L, Hansen S, Buchner J. (2002). p53 contains large unstructured regions in its native state. J Mol Biol, 322:917-927
Bischoff JR, Kirn DH, Williams A, Heise C, Horn S, Muna M, Ng L, Nye JA, Sampson-Johannes A, Fattaey A, McCormick F. (1996). An adenovirus mutant that replicates selectively in p53-deficient human tumor cells. Science, 274:373-376
Blagosklonny, MV. (2002). P53: An ubiquitous target of anticancer drugs. International Journal of Cancer, 98:161-166
Lacroix M, Toillon RA, Leclercq G. (2006). p53 and breast cancer, an update. Endocrine-Related Cancer, 13:293-325
McCormick F. (2001). Cancer gene therapy: fringe or cutting edge? Nat Rev Cancer, 1:130-141
Strachan T, Read AP. (1999). Human Molecular Genetics 2. Ch. 18, Cancer Genetics
Vogelstein B, Lane D, Levine AJ. (2000). Surfing the p53 network. Nature, 408:307-310
Strategi Solo vs Squad di Free Fire: Cara Menang Mudah!
