Введение

Ген, кодирующий белок, у вида Homo sapiens – это ген и кодируемый им белок. GTPase HRas, происходящий от "вируса саркомы Харви-крысы", также известный как трансформирующий белок p21, является ферментом, который у человека кодируется данным геном. Ген HRAS расположен на коротком (p) плече хромосомы 11 в позиции 15.5, от 522 241 до 525 549 пар оснований. HRas – это небольшой G-белок в подсемействе Ras семейства малых GTPases Ras. После связывания с гуанозинтрифосфатом H Ras активирует Raf-киназу, например c Raf, что является следующим этапом в MAPK/ERK-пути.

Функция

GTPase HRas участвует в регуляции деления клеток в ответ на стимуляцию факторами роста. Факторы роста действуют, связываясь с клеточными поверхностными рецепторами, пронизывающими плазматическую мембрану клетки. После активации рецепторы стимулируют события передачи сигналов в цитоплазме – процесс, посредством которого белки и вторичные мессенджеры передают сигналы извне клетки в ядро, инструктируя клетку расти или делиться. Белок HRAS является GTPазой и ранним участником многих путей передачи сигналов, обычно ассоциированным с клеточными мембранами благодаря наличию изопренильной группы на его C-конце. HRAS действует как молекулярный переключатель включения/выключения: будучи включенным, он рекрутирует и активирует белки, необходимые для распространения сигнала рецептора, такие как c-Raf и PI3-киназа. HRAS связывается с GTP в активном состоянии и обладает собственной ферментативной активностью, расщепляющей концевой фосфат этого нуклеотида, превращая его в GDP. При преобразовании GTP в GDP HRAS выключается. Скорость этого преобразования обычно низкая, но может быть значительно увеличена вспомогательным белком класса GTPase-активирующих белков (GAP), например RasGAP. В свою очередь, HRAS может связываться с белками класса факторов обмена гуаниннуклеотидов (GEF), например SOS1, который вызывает высвобождение связанного нуклеотида. После этого GTP, присутствующий в цитозоле, связывается, а HRAS-GTP диссоциирует от GEF, что приводит к активации HRAS. HRAS принадлежит к семейству Ras, которое также включает два других протоонкогена: KRAS и NRAS. Все эти белки регулируются одинаково и, по-видимому, в основном различаются по месту действия внутри клетки.

Синдром Костелло

У людей с синдромом Костелло было выявлено по меньшей мере пять унаследованных мутаций в гене HRAS. Каждая из этих мутаций изменяет аминокислоту в критической области белка HRAS. Наиболее распространенная мутация заменяет аминокислоту глицин аминокислотой серин в позиции 12 (обозначается как Gly12Ser или G12S). Мутации, вызывающие синдром Костелло, приводят к продукции постоянно активного белка HRAS. Вместо того, чтобы запускать рост клеток в ответ на определенные сигналы извне, этот сверхактивный белок заставляет клетки постоянно расти и делиться. Это неконтролируемое деление клеток может приводить к образованию доброкачественных и злокачественных опухолей. Исследователи пока не выяснили, как мутации в гене HRAS вызывают другие проявления синдрома Костелло (такие как умственная отсталость, характерные особенности лица и проблемы с сердцем), но многие признаки и симптомы, вероятно, являются следствием избыточного роста клеток и аномального строения клеток.

Рак мочевого пузыря

HRAS был показан как протоонкоген. При мутации протоонкогены могут вызывать превращение нормальных клеток в раковые. Некоторые мутации генов приобретаются в течение жизни и присутствуют только в определенных клетках. Эти изменения называются соматическими мутациями и не наследуются. Соматические мутации в гене HRAS в клетках мочевого пузыря связаны с раком мочевого пузыря. Одна конкретная мутация выявлена в значительном проценте опухолей мочевого пузыря; эта мутация заменяет одну аминокислоту – строительный блок белка HRAS – на другую. В частности, мутация заменяет аминокислоту глицин на аминокислоту валин в 12-й позиции (обозначается как Gly12Val, G12V или H RasV12). Измененный белок HRAS постоянно активирован внутри клетки. Этот сверхактивный белок стимулирует рост и деление клетки в отсутствие внешних сигналов, что приводит к неконтролируемому делению клеток и образованию опухоли. Мутации в гене HRAS также связаны с прогрессированием рака мочевого пузыря и повышенным риском рецидива опухоли после лечения.

Другие виды рака

Соматические мутации в гене HRAS, вероятно, играют роль в развитии нескольких других типов рака. Эти мутации приводят к образованию белка HRAS, который постоянно активен и может стимулировать неконтролируемый рост и деление клеток. Недавние исследования показывают, что мутации HRAS часто встречаются при раке щитовидной железы, слюнопроводной карциноме, эпителиально-миоэпителиальной карциноме и раке почек. Увеличение числа копий ДНК участка, содержащего HRAS, входит в состав геномного паттерна, который был обнаружен в корреляции с прогнозом у пациентов с астроцитомой. Белок HRAS также может быть произведен в повышенных количествах (сверхэкспрессирован) в других типах раковых клеток.