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Ras基因及其异常表达蛋白P21的相关研究.doc
Ras基因及其异常表达蛋白P21的相关研究
关键词: Ras ; 肿瘤; 法尼酰基转移酶抑制剂
摘要:研究发现大约30%的人类肿瘤存在ras基因突变,且多种肿瘤均检测到Ras 过表达, 表明ras 基因突变和过表达确实与恶性肿瘤的发生有关。因此,针对ras基因表达蛋白p21的肿瘤靶向治疗也成为肿瘤治疗学的研究热点。P21是ras抑癌基因编码的一组蛋白,本文介绍了P21的发现 、蛋白结构和功能、基因表达、染色体定位、长度、调控区、编码区(外显子、内含子),重点介绍了基因的表达调控、异常表达及与疾病的关系的必威体育精装版进展。
正文:
近年来随着分子生物学技术的发展,认为人类肿瘤的发生是控制正常细胞增殖、分化和凋亡的多个基因突变的结果。其中,ras基因及其表达的P21蛋白引起的关注较多,并且在许多方面都对其进行了深入研究取得了许多进展。
1、P21蛋白的发现:
1992年.Xiong[1]等从不同的研究角度发现了一类依赖细胞周期激酶(Cyelin—Depedent Kinases,CDKs)形成复合物的蛋白质,分于量、基因序列相同,都是单体小G蛋白,拥有高度保守的GTP 结合域( G12G5) ,能与GTP 和GDP 结合; 都有内源性GTP 酶活性,能水解GTP 生成GDP ; 多数ras 超家族成员通过翻译后的脂酰化修饰与膜结合,后统一以分子量命名为P21蛋白。
2 、p21蛋白的基因表达及蛋白结构和染色体定位:
P21在正常细胞中由ras 原癌基因(简称ras 基因) 表达出4种异构型P21蛋白:H-Ras、N-Ras、K-Ras4A 和K-Ras4B ,它们是3 种基因的产物(H.ras、N.ras、K.ras4A.Ras4B), 基因片段大小分别为3 kb、35 kb 和7 kb,而k-Ras4A 和K-Ras4B 是同一基因不同剪接的结果。已证明N-ras位于人类1号染色体短臂上(1p22-p32) ,而H-ras 与K-ras 分别位于11 号染色体(11p15. 1-p15. 3) 上和12 号染色体(12p1. 1-pter) 上,除了K-ras 第四个外显子有变异外,每个ras 基因编码p21 的序列都平均分配在四个外显子上,而内含子的序列及大小相差很大。虽然其内部结构不同,在正常细胞中p21分于量为21KD,由188 或189 个氨基酸组成,它的第一个结构域含有85 个氨基酸残基的高度保守序列,接下来含有80 个氨基酸残基的结构域中,p21Ras结构轻微不同,除了K-Ras 末端25 个氨基酸由于不同的外显子而分为A 型和B 型外,其余Ras 家族成员最后四个氨基酸均为Cys186-A-A-X-COOH 序列。p21ras的N 末端G12 、A59 、Q61是调节GTP 酶活性的关键位点[2],正常人的细胞中P21是以四价复合物的形式存在。
3、p21的表达调控及正常功能:
Ras 蛋白在合成后,可经过两种途径加工修饰[3]:第一, 通过法尼基转移酶(farnesyl t rans-ferase ,FTase) 在Ras 的羧基端的CAAX 四肽结构中的Cys 残基上加上一个类异戊二烯基团法尼基,随后AAX残基从C 端上断裂脱落,法尼基化Cys 发生羧甲基化后具疏水性。第二,N 2或H2Ras 的半胱氨酸的S2酰基化, 长链的S2酰基取代基使Ras 具有疏水性。修饰后Ras 蛋白定位于细胞膜,才具有生物活性定位于细胞膜内侧。它的生物活性由可调控的GDP/ GTP 循环所控制。以N -乙酰-S-顺法尼基半胱氨酸抑制羧基甲酰基转移酶, 则可抑制Ras 瞄定于细胞膜。
p21在传递细胞的生长分化信号方面起重要作用。它属于三磷酸鸟苷(guanosine 5’2 t riphosphate , GTP) 结合蛋白(一种细胞信息传递的偶联因子) ,通过GTP 与二磷酸鸟苷(guanosine 5’2 diphosphate ,GDP) 的相互转化来调节信息的传递。p21 与GTP 和GDP 有很强的亲和性,而且有较弱的GTP 酶活性。正常情况下p21 和GDP 结合并没有活性,当细胞外的生长分化因子把信号传导到胞膜内侧的p21 时,可增强p21 与GTP结合活性,使p21 和GTP 结合呈激活状态,信号系统开放。因为p21 有GTP 酶活性,可使GTP 水解成GDP ,p21 和GDP 结合后p21 失活,信号系统关闭。正常情况下p21 的GTP 酶活性很弱, 当和GTP 酶激活蛋白( GTPase activating protein , GAP)结合后其水解速度可提高1 万倍而使p21 失活。p21 和GDP 结合后可以激活鸟苷酸释放蛋白( guani
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