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.
the gene and protein it encodes
GTPase HRas, from "Harvey Rat sarcoma virus", also known as transforming protein p21 is an enzyme that in humans is encoded by the gene. The HRAS gene is located on the short (p) arm of chromosome 11 at position 15.5, from base pair 522,241 to base pair 525,549. HRas is a small G protein in the Ras subfamily of the Ras superfamily of small GTPases. Once bound to Guanosine triphosphate, H Ras will activate a Raf kinase like c Raf, the next step in the MAPK/ERK pathway.
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.