Множественные функции опухолевого супрессора p53

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Один из наиболее изучаемых и загадочных белков эукариотических организмов — фактор, позиционируемый как опухолевый супрессор, структурные изменения которого наблюдаются в 50 % злокачественных клеток. Этот белок в литературе обозначают как p53. Обобщенная функция p53 сводится к сохранению генетической стабильности клеток и предотвращению их автономизации, поэтому p53 получил название «хранитель» или «страж» генома. Супрессорная активность p53 в отношении возникновения злокачественных клеток, по-видимому, является побочной функцией данного белка. В настоящем обзоре представлены данные о роли p53 в различных процессах жизнеобеспечения эукариотических клеток. p53 — сложный с точки зрения доменной структуры белок, в котором отчетливо прослеживается полуавтономная роль отдельных доменов. В норме p53 не является критически важным фактором онтогенеза, в то же время модулирует активность около 500 различных генов, а также непосредственно за счет белок-белковых взаимодействий поддерживает гомеостаз в клетках и организме. В ответ на экзогенные и эндогенные воздействия p53 обеспечивает баланс клеточного метаболизма и либо способствует устранению нарушений, либо запускает апоптотическй каскад. В обзоре суммированы современные представления о множественных функциях p53, а также обсуждены уже установленные и еще не раскрытые механизмы участия этого фактора в клеточном метаболизме.

Об авторах

Александра Яковлевна Гудкова

Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова; Национальный медицинский исследовательский центр имени В.А. Алмазова

Email: alexagood-1954@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0156-8821
SPIN-код: 7246-7349

д-р мед. наук, заведующая лабораторией кардиомиопатий НИИ сердечно-сосудистых заболеваний НКИЦ, профессор кафедры факультетской терапии; ведущий научный сотрудник Института молекулярной биологии и генетики

Россия, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург

Ольга Игоревна Антимонова

Институт экспериментальной медицины

Email: oa0584@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2843-7688
SPIN-код: 9214-2677
Scopus Author ID: 36019791600

младший научный сотрудник Отдела молекулярной генетики

Россия, Санкт-Петербург

Михаил Михайлович Шавловский

Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова; Институт экспериментальной медицины

Автор, ответственный за переписку.
Email: mmsch@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0002-2119-476X
SPIN-код: 5009-9383
ResearcherId: E-4115-2014

д-р мед. наук, профессор, заведующий лабораторией молекулярной генетики человека Отдела молекулярной генетики; ведущий научный сотрудник лаборатории кардиомиопатий НИИ сердечно-сосудистых заболеваний НКИЦ

Россия, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Chang C., Simmons D.T., Martin M.A., Mora P.T. Identification and partial characterization of new antigens from simian virus 40-transformed mouse cells // J. Virol. 1979. Vol. 31, No. 2. P. 463–471. doi: 10.1128/jvi.31.2.463-471.1979
  2. Kress M., May E., Cassingena R., May P. Simian virus 40-transformed cell express new species of proteins precipitable by anti-simian virus 40 tumor serum // J. Virol. 1979. Vol. 31, No. 2. P. 472–483. DOI: 10.1128/ jvi.31.2.472-483.1979
  3. DeLeo A.B., Jay G., Appella E. et al. Detection of a transformation-related antigen in chemically induced sarcomas and other transformed cells of the mouse // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1979. Vol. 76, No. 5. P. 2420–2424. doi: 10.1073/pnas.76.5.2420
  4. Harris C.C. Structure and function of the p53 tumor suppressor gene: clues for rational cancer therapeutic strategies // J. Natl. Cancer Inst. 1996. Vol. 88, No. 20. P. 1442–1455. doi: 10.1093/jnci/88.20.1442
  5. Oren M., Levine A.J. Molecular cloning of a cDNA specific for the murine p53 cellular tumor antigen // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1983. Vol. 80, No. 1. P. 56–59. doi: 10.1073/pnas.80.1.56
  6. Finlay C.A., Hinds P.W., Levine A.J. The p53 proto-oncogene can act as a suppressor of transformation // Cell. 1989. Vol. 57, No. 7. P. 1083–1093. doi: 10.1016/0092-8674(89)90045-7
  7. Barboza J.A., Liu G., Ju Z. et al. p21 delays tumor onset by preservation of chromosomal stability // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2006. Vol. 103, No. 52. P. 19842–19847. doi: 10.1073/pnas.0606343104
  8. Liu G., Parant J.M., Lang G. et al. Chromosome stability, in the absence of apoptosis, is critical for suppression of tumorigenesis in Trp53 mutant mice // Nat. Genet. 2004. Vol. 36, No. 1. P. 63–68. doi: 10.1038/ng1282
  9. Lane D.P., Benchimol S. p53: oncogene or anti-oncogene? // Genes Dev. 1990. Vol. 4, No. 1. P. 1–8. doi: 10.1101/gad.4.1.1
  10. Aubrey B.J., Kelly G.L., Janic A. et al. How does p53 induce apoptosis and how does this relate to p53-mediated tumour suppression? // Cell Death Differ. 2018. Vol. 25, No. 1. P. 104–113. doi: 10.1038/cdd.2017.169
  11. Lane D.P. Cancer. p53, guardian of the genome // Nature. 1992. Vol. 358, No. 6381. P. 15–16. doi: 10.1038/358015a0
  12. Brooks C.L., Gu W. p53 ubiquitination: Mdm2 and beyond // Mol. Cell. 2006. Vol. 21, No. 3. P. 307–315. doi: 10.1016/j.molcel.2006.01.020
  13. Sullivan K.D., Galbraith M.D., Andrysik Z., Espinosa J.M. Mechanisms of transcriptional regulation by p53 // Cell Death Differ. 2018. Vol. 25, No. 1. P. 133–143. doi: 10.1038/cdd.2017.174
  14. Vousden K.H., Lane D.P. p53 in health and disease // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2007. Vol. 8, No. 4. P. 275–283. doi: 10.1038/nrm2147
  15. Чумаков П.М. Белок p53 и его универсальные функции в многоклеточном организме // Успехи биологической химии. 2007. Т. 47. С. 3–52.
  16. Желтухин А.О., Чумаков П.М. Повседневные и индуцируемые функции гена p53 // Успехи биологической химии. 2010. Т. 50. С. 447–516.
  17. Michael D., Oren M. The p53 and Mdm2 families in cancer // Curr. Opin. Genet. Dev. 2002. Vol. 12, No. 1. P. 53–59. doi: 10.1016/s0959-437x(01)00264-7
  18. Montes de Oca Luna R., Wagner D.S., Lozano G. Rescue of early embryonic lethality in mdm2-deficient mice by deletion of p53 // Nature. 1995. Vol. 378, No. 6553. P. 203–206. doi: 10.1038/378203a0
  19. Ranjan A., Iwakuma T. Non-canonical cell death induced by p53 // Int. J. Mol. Sci. 2016. Vol. 17, No. 12. P. 2068. doi: 10.3390/ijms17122068
  20. Cordani M., Butera G., Pacchiana R., Donadelli M. Molecular interplay between mutant p53 proteins and autophagy in cancer cells // Biochim. Biophys. Acta Rev. Cancer. 2017. Vol. 1867, No. 1. P. 19–28. doi: 10.1016/j.bbcan.2016.11.003
  21. Weizer-Stern O., Adamsky K., Margalit O. et al. Hepcidin, a key regulator of iron metabolism, is transcriptionally activated by p53 // Br. J. Haematol. 2007. Vol. 138, No. 2. P. 253–262. doi: 10.1111/j.1365-2141.2007.06638.x
  22. Gnanapradeepan K., Basu S., Barnoud T. et al. The p53 tumor suppressor in the control of metabolism and ferroptosis // Front. Endocrinol. (Lausanne). 2018. Vol. 9. P. 124. doi: 10.3389/fendo.2018.00124
  23. Zhang L., Vijg J. Somatic mutagenesis in mammals and its implications for human disease and aging // Annu. Rev. Genet. 2018. Vol. 52. P. 397–419. doi: 10.1146/annurev-genet-120417-031501
  24. Chen J. The cell-cycle arrest and apoptotic functions of p53 in tumor initiation and progression // Cold Spring Harb. Perspect. Med. 2016. Vol. 6, No. 3. P. a026104. doi: 10.1101/cshperspect.a026104
  25. Muller P.A.J., Vousden K.H., Norman J.C. p53 and its mutants in tumor cell migration and invasion // J. Cell Biol. 2011. Vol. 192, No. 2. P. 209–218. doi: 10.1083/jcb.201009059
  26. Woodstock D.L., Sammons M.A., Fischer M. p63 and p53: collaborative partners or dueling rivals? // Front. Cell Dev. Biol. 2021. Vol. 9. P. 701986. doi: 10.3389/fcell.2021.701986
  27. Wang Y., Blandino G., Oren M., Givol D. Induced p53 expression in lung cancer cell line promotes cell senescence and differentially modifies the cytotoxicity of anti-cancer drugs // Oncogene. 1998. Vol. 17, No. 15. P. 1923–1930. doi: 10.1038/sj.onc.1202113
  28. Mijit M., Caracciolo V., Melillo A. et al. Role of p53 in the regulation of cellular senescence // Biomolecules. 2020. Vol. 10, No. 3. P. 420. doi: 10.3390/biom10030420
  29. Bojesen S.E., Nordestgaard B.G. The common germline Arg72Pro polymorphism of p53 and increased longevity in humans // Cell Cycle. 2008. Vol. 7, No. 2. P. 158–163. doi: 10.4161/cc.7.2.5249
  30. Levine A.J., Puzio-Kuter A.M., Chan C.S., Hainaut P. The role of the p53 protein in stem-cell biology and epigenetic regulation // Cold Spring Harb. Perspect. Med. 2016. Vol. 6, No. 9. P. a026153. doi: 10.1101/cshperspect.a026153
  31. Pfaff M.J., Mukhopadhyay S., Hoofnagle M. et al. Tumor suppressor protein p53 negatively regulates ischemia-induced angiogenesis and arteriogenesis // J. Vasc. Surg. 2018. Vol. 68, No. 6S. P. 222S–233S.e1. doi: 10.1016/j.jvs.2018.02.055
  32. Regulski M.J. Cellular senescence: what, why, and how // Wounds. 2017. Vol. 29, No. 6. P. 168–174.
  33. Nomura S., Satoh M., Fujita T. et al. Cardiomyocyte gene programs encoding morphological and functional signatures in cardiac hypertrophy and failure // Nat. Commun. 2018. Vol. 9, No. 1. P. 4435–4452. doi: 10.1038/s41467-018-06639-7
  34. Krstic J., Reinisch I., Schupp M. et al. p53 functions in adipose tissue metabolism and homeostasis // Int. J. Mol. Sci. 2018. Vol. 19, No. 9. P. 2622. doi: 10.3390/ijms19092622
  35. Schwartzenberg-Bar-Yoseph F., Armoni M., Karnieli E. The tumor suppressor p53 down-regulates glucose transporters GLUT1 and GLUT4 gene expression // Cancer Res. 2004. Vol. 64, No. 7. P. 2627–2633. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-03-0846
  36. Lacroix M., Riscal R., Arena G. et al. Metabolic function of the tumor suppressor p53: Implications in normal physiology, metabolic disordes, and cancer // Mol. Metab. 2020. Vol. 33. P. 2–22. doi: 10.1016/j.molmet.2019.10.002
  37. Schmidt V., Nagar R., Martinez L.A. Control of nucleotide metabolism enables mutant p53’s oncogenic gain-of-function activity // Int. J. Mol. Sci. 2017. Vol. 18, No. 12. P. 2759. doi: 10.3390/ijms18122759
  38. Kim H.-R., Roe J.-S., Lee J.-E. et al. A p53-inducible microRNA-34a downregulates Ras signaling by targeting IMPDH // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2012. Vol. 418, No. 4. P. 682–688. doi: 10.1016/j.bbrc.2012.01.077
  39. Sablina A.A., Budanov A.V., Ilyinskaya G.V. et al. The antioxidant function of the p53 tumor suppressor // Nat. Med. 2005. Vol. 11, No. 12. P. 1306–1313. doi: 10.1038/nm1320
  40. Giacomelli A.O., Yang X., Lintner R.E. et al. Mutational processes shape the landscape of TP53 mutations in human cancer // Nat. Genet. 2018. Vol. 50, No. 10. P. 1381–1387. doi: 10.1038/s41588-018-0204-y
  41. Hainaut P., Pfeifer G.P. Somatic TP53 mutations in the era of genome sequencing // Cold Spring Harb. Perspect. Med. 2016. Vol. 6, No. 11. P. a026179. doi: 10.1101/cshperspect.a026179
  42. Gene: GSTP1 ENSG00000084207 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.ensembl.org/Homo_sapiens/Gene/Variation_Gene/Table?db=core;g=ENSG00000141510;r=17:7661779-7687538. Дата обращения: 17.03.2022.
  43. Jeong B.-S., Hu W., Belyi V. et al. Differential levels of transcription of p53-regulated genes by the arginine/proline polymorphism: p53 with arginine at codon 72 favors apoptosis // FASEB J. 2010. Vol. 24, No. 5. P. 1347–1353. doi: 10.1096/fj.09-146001
  44. Pim D., Banks L. p53 polymorphic variants at codon 72 exert different effects on cell cycle progression // Int. J. Cancer. 2004. Vol. 108, No. 2. P. 196–199. doi: 10.1002/ijc.11548
  45. Tzovaras A.A., Gentimi F., Nikolaou M. Tumor protein p53 gene and cardiovascular disease // Angiology. 2018. Vol. 69, No. 8. P. 736–737. doi: 10.1177/0003319718772412
  46. Kolovou V., Tsipis A., Mihas C. et al. Tumor protein p53 (TP53) gene and left main coronary artery disease // Angiology. 2018. Vol. 69, No. 8. P. 730–735. doi: 10.1177/0003319718760075
  47. Gaulton K.J., Willer C.J., Li Y. et al. Comprehensive association study of type 2 diabetes and related quantitative traits with 222 candidate genes // Diabetes. 2008. Vol. 57, No. 11. P. 3136–3144. doi: 10.2337/db07-1731
  48. Burgdorf K.S., Grarup N., Justesen J.M. et al. Studies of the association of Arg72Pro of tumor suppressor protein p53 with type 2 diabetes in a combined analysis of 55,521 Europeans // PLoS One. 2011. Vol. 6, No. 1. P. e15813. doi: 10.1371/journal.pone.0015813
  49. Jennis M., Kung C.-P., Basu S. et al. An African-specific polymorphism in the TP53 gene impairs p53 tumor suppressor function in a mouse model // Genes Dev. 2016. Vol. 30, No. 8. P. 918–930. doi: 10.1101/gad.275891.115
  50. Wang Y., Wu X.-S., He J. et al. A novel TP53 variant (rs78378222 A > C) in the polyadenylation signal is associated with increased cancer susceptibility: evidence from a meta-analysis // Oncotarget. 2016. Vol. 7, No. 22. P. 32854–32865. doi: 10.18632/oncotarget.9056
  51. Lee A.S., Galea C., DiGiammarino E.L. et al. Reversible amyloid formation by the p53 tetramerization domain and a cancer-associated mutant // J. Mol. Biol. 2003. Vol. 327, No. 3. P. 699–709. doi: 10.1016/s0022-2836(03)00175-x
  52. Ano Bom A.P.D., Rangel L.P., Costa D.C.F. et al. Mutant p53 aggregates into prion-like amyloid oligomers and fibrils: implications for cancer // J. Biol. Chem. 2012. Vol. 287, No. 33. P. 28152–28162. doi: 10.1074/jbc.M112.340638
  53. Kanapathipillai M. Treating p53 mutant aggregation-associated cancer // Cancers (Basel). 2018. Vol. 10, No. 6. P. 154. doi: 10.3390/cancers10060154
  54. Perdrix A., Najem A., Saussez S. et al. PRIMA-1 and PRIMA-1Met (APR-246): from mutant/wild type p53 reactivation to unexpected mechanisms underlying their potent anti-tumor effect in combinatorial therapies // Cancers (Basel). 2017. Vol. 9, No. 12. P. 172. doi: 10.3390/cancers9120172
  55. Lambert J.M.R., Gorzov P., Veprintsev D.B. et al. PRIMA-1 reactivates mutant p53 by covalent binding to the core domain // Cancer Cell. 2009. Vol. 15, No. 5. P. 376–388. doi: 10.1016/j.ccr.2009.03.003
  56. Rangel L.P., Ferretti G.D.S., Costa C.L. et al. p53 reactivation with induction of massive apoptosis-1 (PRIMA-1) inhibits amyloid aggregation of mutant p53 in cancer cells // J. Biol. Chem. 2019. Vol. 294, No. 10. P. 3670–3682. doi: 10.1074/jbc.RA118.004671
  57. Dötsch V., Bernassola F., Coutandin D. et al. p63 and p73, the ancestors of p53 // Cold Spring Harb. Perspect. Biol. 2010. Vol. 2, No. 9. P. a004887. doi: 10.1101/cshperspect.a004887

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Гудкова А.Я., Антимонова О.И., Шавловский М.М., 2022

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».