Кіріспе
Homo sapiens түріндегі белокты кодтаушы ген, ісікке қарсы әрекет ететін APC, ондағы мутациялар тоқ ішектің қатерлі ісігіне алып келеді. Аденоматозды полипоз coli (APC), сондай-ақ полипоз 2.5 (DP2.5) деп те аталады, адамдарда APC генімен кодталатын ақуыз. APC ақуызы – бета-катенин концентрациясын бақылайтын және жасушалардың жабысуына қатысатын E-кадеринмен өзара әрекеттесетін теріс регулятор. APC геніндегі мутациялар колоректальды қатерлі ісіктер мен десмоидтық ісіктерге себеп болуы мүмкін, сондай-ақ жасуша тіндер ішінде немесе олардан қозғалғандағы процестерге де әсер етеді. Бұл ақуыз жасуша бөлінуі нәтижесінде пайда болатын жасушалардағы хромосомалардың дұрыс санын қамтамасыз етуге де көмектеседі. APC ақуызы бұл міндеттерді негізінен басқа ақуыздармен байланысу арқылы орындайды, әсіресе жасушалардың жабысуы мен сигнал беруге қатысатын ақуыздармен. Бета-катениннің белсенділігін, атап айтқанда, APC ақуызы бақылайды (Wnt сигналдық жолына қараңыз). Бета-катениннің реттелуі жасуша бөлінуін ынталандыратын гендердің тым жиі қосылуын және жасушаның шамадан тыс өсуін болдырмайды. Адамның APC гені 5-ші хромосоманың ұзын (q) қолдағы q22.2 (5q22.2) аймағында орналасқан. APC генінде ішкі рибосомалық кіру орны бар екені анықталды. APC ортологтары толық геномдық деректері бар барлық сүтқоректілерде де анықталған.
the tumor suppressor APC, in which mutations lead to colon cancer
Adenomatous polyposis coli (APC) also known as deleted in polyposis 2.5 (DP2.5) is a protein that in humans is encoded by the APC gene. The APC protein is a negative regulator that controls beta catenin concentrations and interacts with E cadherin, which are involved in cell adhesion. Mutations in the APC gene may result in colorectal cancer and desmoid tumors. or whether a cell moves within or away from tissue. This protein also helps ensure that the chromosome number in cells produced through cell division is correct. The APC protein accomplishes these tasks mainly through association with other proteins, especially those that are involved in cell attachment and signaling. The activity of one protein in particular, beta catenin, is controlled by the APC protein (see: Wnt signaling pathway). Regulation of beta catenin prevents genes that stimulate cell division from being turned on too often and prevents cell overgrowth. The human APC gene is located on the long (q) arm of chromosome 5 in band q22.2 (5q22.2). The APC gene has been shown to contain an internal ribosome entry site. APC orthologs have also been identified in all mammals for which complete genome data are available.
Құрылымы
Адамның толық ұзындығындағы ақуызы 2843 аминқышқылынан тұрады, оның (болжамды) молекулалық массасы 311646 Да. Бірнеше N-терминалды домендері ерекше атомдық жоғары ажыратымды кешенді құрылымдарда құрылымдық жағынан анықталды. Ақуыздың көп бөлігі өздігінен бұзылған деп болжанады. 800-ден 2843-ке дейінгі аминқышқылы аралығындағы осы үлкен болжамды құрылымсыз аймақ in vivo жағдайында сақталады ма, әлде тұрақталған кешендер құрай ма – әлі белгісіз, мүмкін, әлі анықталмаған өзара әрекеттесетін ақуыздармен. Жақында, АПК ортасындағы мутациялық кластер аймағының in vitro жағдайында өздігінен бұзылатыны эксперименттік жолмен расталды.
Қатерлі ісікке әсері
Ішек қатерлі ісігінде ең көп кездесетін мутация – АПК-ның инактивациясы. АПК-ны инактивациялайтын мутациялар болмаған жағдайда, ішек қатерлі ісіктері көбінесе бета-катениннің белсендіретін мутацияларын немесе RNF43-тің инактивациялайтын мутацияларын қамтиды. Классикалық және әлсіреген түрдегі туыстық аденоматозды полипозға шалдыққан отбасыларда APC генінде 800-ден астам мутация анықталды. Бұл мутациялардың көпшілігі қалыптан тыс қысқа және, демек, жұмыс істемейтін APC белоктың өндірілуіне себеп болады. Бұл қысқа белок полиптердің пайда болуына әкелетін жасушалардың шектен тыс өсуін тоқтата алмайды, ал полиптер қатерлі ісікке айналуы мүмкін. Туыстық аденоматозды полипозда ең көп кездесетін мутация – APC геніндегі бес негіздің жойылуы. Бұл мутация нәтижесіндегі APC белоктағы аминқышқылдар тізбегі 1309-шы позициядан бастап өзгереді. APC геніндегі мутациялар ФАП-қа (отбасылық аденоматозды полипоз) шалдыққан науқастарда десмоидтық ісіктердің дамуына да алып келеді. Ашкенази (Шығыс және Орталық Еуропа) еврей тегіндегі шамамен 6% адамдардың арасында тағы бір мутация кездеседі. Бұл мутация APC белоктағы 1307-ші позицияда (I1307K немесе Ile1307Lys деп те жазылады) изолейцин аминқышқылының лизинмен алмасуына әкеледі. Бұл өзгеріс ішек қатерлі ісігінің қаупінің артуымен байланысты, әсері орташа. APC I1307K басқа да кейбір қатерлі ісіктердің пайда болуына қатысты фактор ретінде де қарастырылады. Сондай-ақ, APC PDZ байланысу домені арқылы микротубулаларға бағытталып, оларды тұрақтандырады деп есептеледі. APC белогының инактивациясы цитоплазмадағы тізбекті реакциялардың басталуынан кейін жүзеге асуы мүмкін, мысалы, Wnt сигналдары арқылы, бұл кешеннің конформациясын бұзады. Ядрода ол legless/BCL9, TCF және Pygo-мен кешендеседі. APC-ның β-катенинге байланысу қабілеті классикалық түрде SAMP қайталаулары арқылы аксинге байланысумен бірге, бұл белоктың жойғыш кешендегі механикалық функциясының ажырамас бөлігі деп есептелді. Бұл модельдер мутация кластерінің аймағындағы АПК-ның функциясын жоғалтуға байланысты мутациялар көбінесе бірнеше β-катенин байланысу орындарын және SAMP қайталауларын жояды деген байқаулармен расталды. Алайда, Ямулла және оның әріптестерінің жақындағы зерттеулері бұл модельдерді тікелей тексерді және APC-ның негізгі механикалық функциялары β-катенинге тікелей байланысуды қажет етпеуі мүмкін, бірақ аксинмен өзара әрекеттесуді қажет етеді деген қорытындыға келді. Зерттеушілер APC-ның көптеген β-катенин байланысу орындары белоктың β-катенинды жою тиімділігін арттырады, бірақ белоктың механикалық функциясы үшін қажет емес деп болжады. АПК-ның жойғыш кешендегі нақты механикалық функциясын анықтау үшін қосымша зерттеулер қажет.
Мутация
АПК-ның мутациялары көбінесе, қуық ішектің қатерлі ісігі сияқты қатерлі ісіктердің бастапқы сатыларында кездеседі.
Неврологиялық рөлі
Розенберг және авторлар тобы АХЖ нейрондар арасындағы холинергиялық синапс құрастыруын басқарады деген қорытындыға келді, бұл автономды нейропатия, Альцгеймер ауруы, жасқа байланысты есту қабілетінің төмендеуі, сондай-ақ эпилепсия мен шизофренияның кейбір түрлері үшін маңызды жаңалық. (29)