Кіріспе

Protein p21Cip1 protein p21Cip1 (басқаша p21Waf1), циклинге тәуелді киназа ингибиторы 1 немесе CDK өзара әрекеттесетін протеин 1 деп те аталады, бұл циклинге тәуелді киназа ингибиторы (CKI), ол барлық циклин / CDK кешендерін тежеуге қабілетті, бірақ негізінен CDK2 ингибиторымен байланысты. p21 - p53 белсенділігінің негізгі нысанасы болып табылады, сондықтан ол ДНК зақымдануын жасуша циклінің тоқтауына байланыстырады. Бұл белок адамда 6 хромосомадағы (6p21. 2) CDKN1A генінің кодымен кодталады.

CDK ингибициясы

p21 циклинге тәуелді кинеза ингибиторы (CKI) болып табылады. p21 (CIP1/ WAF1) ақуызы циклин CDK2, CDK1 және CDK4/ 6 кешендерінің белсенділігін байлайды және тежейді, осылайша G1 және S фазасында жасуша циклының прогрессиясын реттейтін функция атқарады. p21- ні CDK кешендеріне байлау p21- нің N терминал домені арқылы жүзеге асады, ол басқа CIP/ KIP CDK ингибиторларына p27 және p57 гомологты. CDK2 белсенділігін қарастыратын эксперименттерде митоздан кейін CDK2 белсенділігінің бифуркациясына р21 жауапты екені, p21 жоғары клеткалар G0/тыныштық күйге кіреді, ал p21 төмен клеткалар көбеюді жалғастырады. Келесі жұмыста бұл бистабильділіктің p21 және CDK2 арасындағы қос теріс кері байланыспен негізделетіндігі туралы дәлелдер табылды, онда CDK2 ubiquitin лигаза белсенділігі арқылы p21 белсенділігін тежейді.

PCNA ингибициясы

p21 ДНК полимеразаның аксессуарлық факторы болып табылатын пролиферацияланатын жасушалық ядролық антигенмен (PCNA) өзара әрекеттеседі және S фазалық ДНК репликациясы мен ДНК зақымдануын жөндеуде реттеуші рөл атқарады. Атап айтқанда, p21 PCNA-да PIP қорапты байланыстыру аймағына жоғары аффинитетке ие, p21-нің осы аймаққа байланысуы PCNA-ға тәуелді S фазалық ДНК синтезі үшін қажетті процессивтілік факторларының байланысуын бұғаттау үшін ұсынылады, бірақ PCNA-ға тәуелді нуклеотидтерді кесу жөндеу (NER) үшін емес. Осылайша, p21 S фазалық ДНҚ синтезінің тиімді ингибиторы ретінде әрекет етеді, бірақ NER-ге мүмкіндік береді, бұл p21 ДНҚ синтезінің контекстіне байланысты полимераза процессивтілік факторларын таңдап алуға мүмкіндік береді деген ұсынысқа әкеледі.

Апоптозды тежеу

Бұл белок CASP3- тегі каспаздар арқылы бөлініп шығады, бұл CDK2- нің белсенділігін арттырады және каспаздар белсенділігі кезінде апоптоздың пайда болуына ықпал етеді. Алайда p21 апоптозды тежеуі мүмкін және өздігінен жасуша өлімін тудырмайды. Сонымен қатар, репликациялық бұранданың қысымына жауап ретінде апоптозды тежеу қабілеті туралы хабарланған.

р53 тәуелді жауап

ДНК зақымдануына жауап ретінде p53 тәуелді жасуша циклының тоқтатылуын зерттеулер, p21 жасуша циклының төменгі ағыстағы тоқтатылуының негізгі медиаторы ретінде анықталды. Әсіресе, El Deiry және басқалар. Сонымен қатар, P21 протеинінің экспрессиясы бірнеше клетка түрінде жасуша циклының тоқтауына әкелді. Dulcic және басқалар. Сонымен қатар, фибробластардың γ сәулеленуі p53 және p21 тәуелді жасуша циклының тоқтатылуын тудырады, мұнда p21 белсенді емес циклин E / CDK2 кешендеріне байланған. Мысық модельдерінде жұмыс істеу кезінде p21 жетіспейтін мысықтар сау болғанымен, олардың өздігінен ісіктер пайда болып, G1 бақылау нүктесі осы мысықтардан алынған жасушаларда бұзылып кеткені көрсетілді. Сонымен қатар, циклдік клеткалар популяцияларындағы p21 деңгейлерін зерттеулер, ДНК-ға зақым келтіретін агенттерге ұшырамайтын, аналық клетканың S фазасында пайда болатын ДНК зақымдануы аналық G2 және қыздық G1 фазаларында p21 жиналуын тудырады, бұл кейіннен жасуша циклының тоқтатылуына әкеледі; бұл Спенсер және басқалар зерттеулерінде байқалған CDK2 белсенділігінің екіге бөлінуіне себепші. Зерттеулер сонымен қатар, E3 ubiquitin ligase CRL4Cdt2 кешені S фазасында p21-ті PCNA тәуелді түрде бұзады, бұл p21 тәуелді репликацияның алдын алу үшін, сондай-ақ УФ сәулеленуіне жауап ретінде қажет. Қазіргі кездегі зерттеулер адам жасушаларының желілерінде SCFSkp2 G1 фазасының соңында p21-ті ыдыратады, бұл жасушалардың тыныш күйден шығуына мүмкіндік береді, ал CRL4Cdt2 G1/S ауысуы кезінде SCFSkp2-ге қарағанда p21-ті әлдеқайда жоғары жылдамдықпен ыдыратады және содан кейін S фазасында p21-тің төмен деңгейін сақтайды.

Клиникалық маңызы

Цитоплазмалық р21 экспрессиясы лимфа түйіндерінің метастаздарымен, қашықтықтан метастаздарымен, TNM сатысының (оның ішінде: ісіктің өлшемі, жақын орналасқан лимфа түйіндерін сипаттау және қашықтықтан метастаздарымен) сатысының жіктелуімен, инвазия тереңдігімен және ОС (жалпы тіршілік ету деңгейі) маңызды түрде байланысты болуы мүмкін. Қатерлі тимистік эпителиялық ісіктердегі иммуногистохимиялық маркерлер бойынша зерттеу p21 экспрессиясы өмір сүру ұзақтығына теріс әсер ететінін және ДДСҰ (Дүниежүзілік денсаулық сақтау ұйымы) В2/В3 типтімен айтарлықтай байланысты екенін көрсетеді. Төмен p27 және жоғары p53 қосылған кезде DFS (Disease Free Survival) төмендейді. p21 гематопоэтикалық жасушалардың ВИЧ инфекциясына қарсы тұруын ВИЧ интегразасымен комплекстесу арқылы қамтамасыз етеді, осылайша провирустың хромосомалық интеграциясын тоқтатады. Вирустың көбеюін табиғи түрде тежейтін ВИЧ- инфекциялы адамдардың р21 және онымен байланысты мРНК деңгейі жоғары болады. p21 экспрессиясы CD4 Т- клеткалар ішіндегі ВИЧ- вирустың өмірлік циклының кем дегенде екі сатысына әсер етеді, бұл жаңа вирустардың пайда болуын едәуір шектейді. Иттердегі метастаздық сүт ісігінің ісіктерінде жасушалардың көбеюіне қарамастан, бастапқы ісіктерде, сондай-ақ олардың метастаздарында p21 деңгейінің жоғарылауы байқалады. P21 генін жоғалтқан тышқандар жоғалған мүшелерін қалпына келтіру қабілетін алады.