DLC1
| DLC1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Identifierare | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| , ARHGAP7, HP, STARD12, p122-RhoGAP, DLC1 Rho GTPasaktiverande protein | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Externa ID:n | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wikidata | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deleterad i levercancer 1 även känd som DLC1 och StAR-relaterat lipidöverföringsprotein 12 (STARD12) är ett protein som hos människor kodas av DLC1 -genen .
Denna gen deleteras i den primära tumören av hepatocellulärt karcinom . Det mappas till 8p22-p21.3, en region som ofta raderas i solida tumörer. Det föreslås att denna gen är en kandidatgen för tumörsuppressor för human levercancer, såväl som för prostata-, lung-, kolorektal- och bröstcancer.
Gen
Den humana DLC1 -genen är belägen på den korta armen av kromosom 8 (8p21.3-22), inom en region som ofta genomgår förlust av heterozygositet genom antingen genomisk deletion eller epigenetiska tystnadsmekanismer i flera typer av solida cancerformer. Genen innehåller 14 exoner och producerar ett mRNA- transkript som är 6,3 kb långt; den andra AUG som finns närvarande i den öppna läsramen är det huvudsakliga translationella startstället och producerar en polypeptid som är 1091 aminosyror lång.
Promotorregionen av DLC1 -genen innehåller en CpG-ö som innehåller flera CpG-ställen som kan metyleras för att främja gentystnad och förhindra transkription.
DLC1 inaktiveras ofta i humant hepatocellulärt karcinom, såväl som vissa nasofarynx-, lung-, bröst-, prostatacancer, njure, kolon, livmoder, äggstockscancer och magcancer.
Proteinstruktur och lokalisering
DLC1-proteinet innehåller fyra huvudfunktionella domäner: ett N-terminalt sterilt α-motiv (SAM), en serinrik (SR) region, en Rho-GAP-domän och en C-terminal steroidogen akut regulatorisk proteinrelaterad lipidöverföring (START ) domän. DLC1 är lokaliserad till fokala vidhäftningar belägna vid periferin av celler.
SAM-domän
SAM-domänen (som sträcker sig från aminosyrorna 11-78) tros vara involverad i protein-protein-interaktioner. Den exakta funktionen för DLC1 SAM-domänen har ännu inte fastställts.
SR-regionen
Den relativt ostrukturerade och okonserverade SR-regionen (aminosyrorna 86-638) innehåller en focal adhesion targeting (FAT) domän, inklusive en tyrosinrest vid position 442, som interagerar med SH2-domäner av tensin1 och cten. Dessa interaktioner tillåter DLC1 att samlokalisera tillsammans med dessa proteiner till fokala adhesioner vid cellens periferi, där den kan utföra sin funktion som ett Rho-GAP-protein.
Rho-GAP-domän
Den mycket konserverade Rho-GAP-domänen (aminosyrorna 639-847) fungerar för att öka GTPas-aktiviteten hos Rho-GTPas-proteinerna RhoA och Cdc42 , främja hydrolysen av deras bundna GTP till GDP och därmed "stänga av" dessa proteiner. DLC1 innehåller en konserverad argininrest av "argininfinger" i position 677, som är belägen inom proteinets aktiva ställe och är väsentlig för katalysering av GTP-hydrolysen. Rho-GTPaser är involverade i reglering av cellmorfologi (genom cytoskelettorganisation) och migration (genom fokal adhesionsbildning).
START domän
START -domänen (aminosyrorna 878-1081) innehåller ett β-ark som bildar en hydrofob tunnel som hålls på plats av α-helixar . Denna region interagerar med fosfolipas C-δ1 (PLCδ1) och aktiverar dess förmåga att hydrolysera membranlipiden fosfatidylinositol 4,5-bisfosfat (PIP2) till diacylglycerol (DAG) och inositol 1,4,5-trifosfat (IP3 ) aktiverar proteinkinas C (PKC) och ökar intracellulär kalciumjonkoncentration, vilket reglerar aktincytoskelettet. Dessutom frisätter hydrolys av PIP2 aktinregulatoriska proteiner sammansatta vid PIP2-molekyler på membranet och tillåter dem att främja demonteringen av aktinfilament . C-terminalen av DLC1 är också känd för att interagera med caveolin-1, även om den biologiska betydelsen av denna interaktion ännu inte har upptäckts.
Roll i embryogenes
Mushomologen av DLC1 krävdes under embryogenes. Medan möss som var heterozygota för dlc1 -genen inte visade några fysiska avvikelser, kunde musembryon som är homozygota negativa för dlc-1 inte utvecklas efter tio och en halv dag av graviditeten. Ytterligare analys av embryona visade att de hade defekter i flera organ, inklusive hjärnan, hjärtat och moderkakan. Dessutom hade celler från DLC1-/- embryona få långa aktinfibrer (vilket indikerar att deras cytoskelettorganisation var försämrad) och färre fokala vidhäftningar än de hos normala DLC1-uttryckande celler.
Betydelse i cancer
Som tidigare nämnts har dlc1 -genen visat sig vara deleterad eller nedreglerad i flera solida cancerformer, inklusive human lever, icke-småcellig lungcancer, nasofaryngeal, bröst-, prostata-, njur-, kolon-, livmoder-, äggstockscancer och magcancer. Den fungerar som en tumörsuppressorgen för att hämma celltillväxt och proliferation samt inducera apoptos när en cell är under stress. DLC1 är också involverad i bildandet av fokala vidhäftningar, så förlust av DLC1 leder till minskad cellvidhäftning och ökad metastatisk potential hos celler.
Tumörsuppressorgenaktivitet
DLC1-uttryck går ofta förlorat i tumörceller, vilket resulterar i konstitutiv aktivering av RhoGTPases RhoA och Cdc42. Detta resulterar i ökad celltillväxt och proliferation, förändringar i cellmorfologi och hämning av apoptos.
En tumörsuppressorgen är en gen vars proteinprodukt verkar för att förhindra celler från att proliferera vid olämpliga tidpunkter, eller för att inducera apoptos av celler som är skadade och inte kan repareras.
Förlusten av heterozygositet av DLC1 resulterar när en kopia av genen raderas eller inaktiveras, men på grund av närvaron av en andra funktionell kopia av genen observeras inga fenotypiska förändringar. Men om denna andra kopia sedan raderas eller inaktiveras, kan proteinet inte längre uttryckas, och förändringar i cellulär fenotyp och tumörbildning kan resultera. Dessa observationer överensstämmer med tumörsuppressionsegenskaperna hos DLC1 .
Huvudfunktionen hos DLC1 är dess Rho-GAP-aktivitet: dess förmåga att förbättra aktiverade GTP-bundna Rho-GTPases (specifikt RhoA och Cdc42 ) inneboende förmåga att omvandla deras GTP till GDP, vilket gör dem inaktiva. RhoGTPases är medlemmar av Ras-superfamiljen och är involverade i aktincytoskelettorganisation och cellvidhäftning. Aktiviteten hos RhoA reglerar bildningen av aktinstressfibrer och fokala vidhäftningar - komplex av många proteiner belägna vid ändarna av aktinstressfibrer som länkar aktincytoskelettet med integrin extracellulära matrisreceptorer. Därför, när RhoA är inaktivt, kan aktincytoskelettfilamenten inte bildas och cellmorfologin förändras, vilket resulterar i en standardrund form. Dessutom hämmas fokal adhesionsbildning och celler är inte väl fästa till den extracellulära matrisen och närliggande celler, vilket gör det möjligt för dem att lossa och metastasera lättare.
Rho-GTPase Cdc42 är involverad i regleringen av cellcykeln och förhindrar olämplig celldelning. Konstitutiv aktivering av Cdc42 på grund av frånvaron av RhoGAP-proteiner såsom DLC1 kommer att bidra till en kontinuerlig upprepning av cellcykeln, vilket resulterar i okontrollerad celltillväxt och proliferation.
Tillägget av DLC1 till tumörcellslinjer som är bristfälliga i DLC1-uttryck minskar RhoA-GTP- nivåerna i cellerna, vilket i sin tur främjar demonteringen av aktinstressfibrer och får celler att anta en avrundad morfologi. Överuttryck av DLC1 resulterar också i hämmad celltillväxt, proliferation, tumörbildning, migration och ökad apoptos .
Engagemang i signalvägar
DLC1 är involverad i fosfoinositid och insulinsignaleringskaskader.
Som nämnts är den C-terminala START-domänen av DLC1 involverad i fosfoinositidsignalering: den kan interagera med fosfolipas C-δ1 (PLC-δ1), och stimulerar därigenom att hydrolysera fosfatidylinositol 4,5-bisfosfat (PIP2) till den andra budbärare inositol 1,4,5-trifosfat (IP3) och diacylglycerol (DAG) . IP3 gör att kalcium frigörs från vesiklar till cytoplasman, vilket i sin tur reglerar proteiner som är känsliga för höga kalciumkoncentrationer. DAG aktiverar proteinkinas C (PKC) och utlöser en kaskad av intracellulära signaler.
DLC1 kan ha ytterligare roll i insulinsignalering, eftersom närvaron av insulin resulterar i fosforylering av serinresten i position 329 (inom SR-regionen) på DLC1 av proteinkinas B (PKB) aka AKT , även om betydelsen och funktionen av detta fosforylering är ännu okänd.
Apoptos
DLC1 är ansvarig för att inducera programmerad celldöd genom minst två mekanismer: kaspas-3-medierad apoptos och Bcl-2-aktiverad mitokondriemedierad apoptos.
Processen med apoptos , eller programmerad celldöd, tillåter celler som är stressade eller skadade att dö på ett kontrollerat och inneslutet sätt. Experiment har visat att DLC1-uttryck initierar en signaleringskaskad som klyver prekursorproteinet procaspase-3 till caspase-3 , och därigenom tillåter det att inducera caspas-3-medierad apoptos. Därför, i frånvaro av DLC1, reduceras apoptos av celler som prolifererar och passerar genom cellcykeln okontrollerat signifikant. Dessa celler kan inte förstöra sig själva och fortsätter därför att föröka sig och bilda tumörer.
DLC1 utför också en andra pro-apoptotisk funktion: det minskar cellulära nivåer av det anti-apoptotiska proteinet Bcl-2 . Mitokondriemedierad apoptos inträffar när förhållandet mellan det pro-apoptotiska proteinet Bax och Bcl-2 är högt; därför kommer en minskning av Bcl-2-nivån att leda till en ökning av Bax/Bcl-2-förhållandet och inducera mitokondriemedierad apoptos. I tumörceller som inte uttrycker DLC1 förblir Bcl-2-nivåerna höga och förhållandet Bax/Bcl-2 lågt, så apoptos hämmas.
De detaljerade vägarna genom vilka DLC1 resulterar i klyvning av procaspase-3 och minskning av Bcl-2-nivåer kräver ytterligare undersökning.
Genomisk instabilitet
Aktuell forskning tyder inte på att DLC1 spelar en roll för att destabilisera genomet och göra det mer mottagligt för kromosomförändringar eller genmutationer.
Hormonell reglering
DLC1 är känt för att uppregleras av minst två hormoner: progesteron och peroxisomproliferatorer.
I äggstockscancer uppregleras DLC-1-uttryck av steroidhormonet progesteron. Genprofileringsstudier har visat att tillsats av progesteron till äggstockscancercellinjer resulterar i en ökning av uttrycket av DLC1, vilket i sin tur resulterar i tillväxthämning, minskad cellmotilitet och ökad kaspas-3-medierad apoptos.
Lungcancerceller ökar också DLC1-uttryck som svar på peroxisomproliferatoraktiverade receptor y (PPARy) aktivatorer. PPARy är en steroidhormonreceptor som hämmar celltillväxt av flera epiteliala cancerformer.
Roll i migration och metastaser
I HCC minskar förlust av DLC1 fokal adhesionsomsättning och tillåter celler att lossna från primära tumörer. Vid bröstcancer förhindrar förlust av DLC1 celler från att dela sig och kolonisera ett nytt sekundärt tumörställe.
DLC1 är nedreglerad i hepatocellulära karcinomcellinjer, vilket, genom inaktivering av Rho-GTPases, resulterar i förankringsoberoende tillväxt i ett halvfast medium (mjuk agar), vilket indikerar att dessa celler inte hålls fast vid sina grannar och kan lossna och kan metastasera relativt lätt. Uttryck av DLC1 i hepatocellulära karcinomceller resulterade i defosforylering av tyrosinrester på molekylfokalt adhesionskinas (FAK), vilket resulterar i disassociationen av fokala adhesionskomplex som krävs för celladhesion; därför leder defosforylering av FAK slutligen till en ökning av fokal adhesionsomsättning och cellulär adhesion, och hämning av cellmigration.
Vidare, i bröstcancerceller, fungerar DLC1 som en metastas-suppressorgen genom att hämma kolonisering av ett sekundärt tumörställe. Uttryck av DLC1 hämmade kolonisationsförmågan genom att förhindra att celler som kunde lossna från den primära brösttumören och migrera till en sekundär plats från att initiera delning i mikromiljön av ett nytt organ.
Angiogenes
Från och med 2010 indikerar aktuell forskning att DLC1 negativt reglerar angiogenes på ett parakrint sätt. Detta är genom uppreglering av VEGF medierad genom epidermal tillväxtfaktorreceptor (EGFR)-MAP/ERK Kinas (MEK)-hypoxiinducerbar faktor 1 (HIF1)-vägen.
Epigenetisk tystnad
DLC1-uttryck nedregleras av både promotorhypermetylering och histonacetylering.
I hepatocellulära karcinom är dlc1 -genen inte alltid raderad, och kan detekteras i tumörcellerna med PCR, vilket indikerar att gentystnad genom epigenetiska mekanismer också måste spela en viktig roll för att nedreglera DLC1-uttryck. De visade också att CpG-ön i promotorregionen av dlc1 -genen är hypermetylerad på grund av verkan av DNA-metyltransferasenzymer i hepatocellulära karcinomtumörer, vilket förhindrar cellernas RNA-polymeras och andra transkriptionsmaskineri från att binda till promotorn och initiera transkription. Detta resultat verifierades också i magcancerceller, prostatacancerceller och andra cancercellinjer med reducerat DLC1-uttryck.
förhindrar behandling av DLC1-nedreglerade tumörcellinjer med en histondeacetylashämmare histondeacetylas (HDAC) enzymer från att ta bort acetylgrupper från specifika histoner. DNA lindas tätt runt acetylerade histoner, vilket hindrar transkriptionsmaskineriet från att komma åt dlc1 -genen, som är gömd i tätt förpackat kromatin, och transkribera det till mRNA.
En hypotes säger att aktiviteten av HDAC i CpG-regionen av dlc1- genen främjar dess tystnad genom interaktion mellan DNA:t och acetylerade histonproteiner. Efter detta lägger histonmetyltransferaser till metylgrupper till svansen av histoner (specifikt histon H3), vilket gör att DNA-metyltransferaser kan metylera CpG:erna för själva dlc1-promotom, vilket främjar den täta kromatinförpackningen som förhindrar transkription.
Läkemedelsupptäckt och framtida terapier
Den genomiska deletionen eller nedregleringen av DLC1-uttryck i tidiga tumörer kan fungera som en indikator för framtida cancerprogression och spridning.
Forskning om terapier för cancer med reducerade nivåer av DLC1-uttryck på grund av epigenetisk tystnad kan ge insikt i effektiviteten hos epigenetiska reglerande molekyler. Till exempel skulle Zebularine, ett demetyleringsmedel, kunna användas för att avlägsna metylgrupperna från CpG:erna i dlcl- promotorn, vilket ökar uttrycket av DLC1 och hjälper till att blockera tumörcellsproliferation och metastasering. Dessutom kan histon-deacetylashämmare potentiellt användas för att förhindra deacetylering av histoner och luckra upp kromatinstrukturen, och därigenom tillåta RNA-polymeras och andra transkriptionsproteiner att nå DNA:t och låta transkription ske.
Naturliga kostflavoner , som finns i persilja, selleri och citrusskal, återaktiverar uttryck av DLC1 i bröstcancercellinjer som har minskat uttryck av DLC1 på grund av promotorhypermetylering, och kan potentiellt användas som ett anticancermedel för förebyggande och behandling av bröst- och bröstcancer. andra DLC1 nedreglerade cancerformer.
externa länkar
- DLC1+protein,+human vid US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)
|
PDB galleri
| |
|---|---|
|
