Введение

Белок млекопитающих, обнаруженный у человека Бета-катенин 1, также известный как β-катенин (бета-катенин), является белком, который у людей кодируется геном CTNNB1. β Катенин - это белк двойной функции, участвующий в регуляции и координации клеточной адгезии и транскрипции генов. У человека белок CTNNB1 кодируется геном CTNNB1. У дрозофилы гомологичный белок называется армадилло. β-катенин является подединицей белкового комплекса кадерина и действует как внутриклеточный преобразователь сигнала в Wnt сигнальном пути. Он является членом семейства протеинов катенин и гомолог γ катенина, также известного как плакеглобин. β-катенин широко экспрессируется во многих тканях. В сердечной мышце β-катеноин локализуется в местах прикрепления в междоугольных дисковых структурах, которые имеют решающее значение для электрической и механической связи между соседними кардиомиоцитами. Мутации и переэкпрессия β-катенона связаны со многими видами рака, включая гепатоцеллюлярную карцинуму, колоректальную карцинуму, рак легких, злокачественные опухоли молочной железы, рак яичников и эндометрия. Изменения в локализации и уровнях экспрессии β-катенина связаны с различными формами сердечных заболеваний, включая дилатационную кардиомиопатию. β Катенин регулируется и разрушается комплексом разрушения бета- катенина, и в частности белком аденоматозного полипоза кишечной палочки (APC), кодируемым геном APC, подавляющим опухоль. Поэтому генетическая мутация гена APC также тесно связана с раковыми заболеваниями, и в частности колоректальным раком, возникающим в результате семейного аденоматозного полипоза (FAP).

Открытие

В начале 1990-х годов β-катенин был обнаружен как компонент клеточного адгезионного комплекса млекопитающих: белка, ответственного за цитоплазматическое закрепление кадхеринов. Но очень скоро было понято, что белковый броненосный гриб дрозофилы, участвующий в опосредованном морфогенном эффекте безкрылых/Wnt, гомологичен β-катенину млекопитающих не только по структуре, но и по функции. Таким образом, β-катенин стал одним из первых примеров лунного света: белок, выполняющий более одной радикально различной клеточной функции.

Структура белка

Ядро β-катеноина состоит из нескольких очень характерных повторов, каждый из которых длиной примерно 40 аминокислот. Все эти элементы складываются вместе в единый жесткий белковый домен с удлиненной формой, называемый доменом броненосца (ARM). Средний репликатор броненосца состоит из трех альфа-вертков. Первое повторение β-катеноина (близко к окончанию N) немного отличается от других, поскольку имеет удлиненную спираль с изгибом, образованную слиянием спиралей 1 и 2. Из-за сложной формы отдельных повторов, весь домен ARM не является прямым стержнем: он обладает небольшой кривизной, так что образуется наружная (выпуклая) и внутренняя (втульная) поверхность. Эта внутренняя поверхность служит местом связывания лигандов для различных партнеров взаимодействия доменов ARM. Сегменты N-терминала и дальнего C-терминала домена ARM сами по себе не принимают никакой структуры в растворе. Тем не менее, эти внутренне неупорядоченные области играют решающую роль в функции β-катенина. N-терминальная нарушенная область содержит консервативный короткий линейный мотив, ответственный за связывание TrCP1 (также известный как β TrCP) E3 убиквитин-лигазы , но только когда он фосфорилирован. Таким образом, деградация β-катенина происходит благодаря этому N-концевому сегменту. Терминальная область С, с другой стороны, является сильным трансактиватором при рекрутировании в ДНК. Этот сегмент не полностью нарушен: часть расширения терминала C образует стабильную спираль, которая упаковывается против домена ARM, но также может привлекать отдельных связывающих партнеров. Этот небольшой структурный элемент (HelixC) закрывает конечный конец ARM-домена, защищая его гидрофобные остатки. Для функционирования β-катенина при клеточной адгезии HelixC не нужен. С другой стороны, он необходим для Wnt-сигнализации: возможно, для привлечения различных коактиваторов, таких как 14 3 3zeta. Однако его точные партнеры среди общих транскрипционных комплексов до сих пор неполностью изучены, и они, вероятно, включают в себя тканевые специфические игроки. В частности, C- терминальный сегмент β-катенина может имитировать эффекты всего Wnt-пути, если искусственно слиться с ДНК-связывающим доменом фактора транскрипции LEF1. Плакоглобин (также называемый γ-катеноидом) имеет удивительно похожую архитектуру с β-катеноидом. Их ARM-домены не только похожи друг на друга как по архитектуре, так и по способности связывать лиганды, но и N-терминал β-мотив связывания TrCP также консервативен в плакеглобине, что предполагает общее происхождение и общую регуляцию с β-катеноидом. Однако плаглобин является очень слабым трансактиватором при связке с ДНК, что, вероятно, вызвано расхождением их C-терминальных последовательностей (плаглобин, по-видимому, не имеет трансактиваторных мотивов и, таким образом, ингибирует целевые гены Wnt-пути вместо их активации).

Партнеры, связанные с доменой броненосца

Как показано выше, ARM-домен β-катеноина действует как платформа, к которой могут связываться специфические линейные мотивы. Расположенные в структурно разнообразных партнерах, мотивы связывания β-катинина обычно самостоятельно нарушены и обычно принимают жесткую структуру при вовлечении домена ARM , как это видно для коротких линейных мотивов. Однако, взаимодействующие мотивы β-катеноина также имеют ряд особенных характеристик. Во-первых, они могут достигать или даже превышать длину 30 аминокислот в длину и контактировать с доменом ARM на чрезмерно большой площади поверхности. Еще одной необычной особенностью этих мотивов является их часто высокая степень фосфорилирования. Такие события фосфорилирования серы/трона значительно усиливают связывание многих ассоциирующих мотивов бета-катенина с доменом ARM. Структура β-катеноина в комплексе с доменом связывания с катеноином транскрипционного партнера трансактивации TCF предоставила первоначальную структурную дорожную карту того, сколько связывающих партнеров β-катеноина могут образовывать взаимодействия. Эта структура продемонстрировала, как иначе нарушенный N-концы TCF адаптировался к тому, что казалось жесткой конформацией, с связующим мотивом, охватывающим много повторений бета-катенина. Были определены относительно сильные заряженные "горячие точки" взаимодействия (предсказанные и позже проверенные, которые должны быть сохранены для взаимодействия β-катеноина / E-кадхерина), а также гидрофобные области, которые считаются важными в общем режиме связывания и как потенциальные терапевтические мишени ингибиторов малых молекул против определенных форм рака. Кроме того, последующие исследования показали еще одну особенность, пластичность в связывании конечного пункта TCF N с бета-катенином. Аналогичным образом, мы находим знакомый E-кадхерин, цитоплазматический хвост которого контактирует с доменом ARM тем же каноническим образом. Аксин белка скелета (два тесно связанных параллога, аксин 1 и аксин 2) содержит аналогичный мотив взаимодействия на своем длинном, неупорядоченном среднем сегменте. Хотя одна молекула аксина содержит только один мотив рекрутирования бета-катеноина, ее партнер - белок аденоматозного полипоза кишечника (APC) содержит 11 таких мотивов в тандемном расположении на протомер, что позволяет одновременно взаимодействовать с несколькими молекулами бета-катеноина. Поскольку поверхность домена ARM может обычно вместить только один пептидный мотив в любой момент времени, все эти белки конкурируют за один и тот же клеточный пул молекул β-катеноина. Этот конкурс является ключом к пониманию того, как работает Wnt сигнальный путь. Однако этот "основной" сайт связывания на домене ARM β-катенина далеко не единственный. Первые спирали ARM-домена образуют дополнительный, специальный карман белковой белковой взаимодействия: он может вместить линейный мотив, образующий спираль, обнаруженный в коактиваторе BCL9 (или близкородственном BCL9L) - важном белке, участвующем в передаче сигналов Wnt. Хотя точные детали гораздо менее ясны, похоже, что альфа-катенин использует то же место, когда β-катенин локализуется на стыках адгерен. Поскольку этот карман отличается от "главного" места связывания домена ARM, не существует конкуренции между альфа-катенином и E-кадхерином или между TCF1 и BCL9, соответственно. С другой стороны, BCL9 и BCL9L должны конкурировать с α-катеноидом для доступа к молекулам β-катеноина.

Регулирование деградации путем фосфорилирования

Клеточный уровень β-катенона в основном контролируется его убиквитинированием и протеосомной деградацией. Убиквитин-лигаза E3 TrCP1 (также известная как β TrCP) может распознавать β-катенин в качестве своего субстрата через короткий линейный мотив на нарушенном конце N. Однако этот мотив (Asp Ser Gly Ile His Ser) β-катеноина должен быть фосфорилирован на двух серинах, чтобы иметь возможность связывать β-TrCP. Фосфорилирование мотива осуществляется гликоген-синтазокиназой 3 альфа и бета (GSK3α и GSK3β). GSK3 являются активными ферментами, участвующими в нескольких важных регуляторных процессах. Однако есть одно требование: субстраты GSK3 должны быть предварительно фосфорилированы на четыре аминокислоты вниз по течению (концевая С) от фактического целевого участка. Таким образом, для своей деятельности она также требует "приминговой киназы". В случае с β-катеноином наиболее важной примерирующей киназой является казеинкиназа I (CKI). После того, как серин-треониновый субстрат был "прим", GSK3 может "прогуляться" по нему от терминала C в направлении терминала N, фосфорилируя каждый 4-й серин или треониновые остатки подряд. Этот процесс также приводит к двойной фосфорилированию вышеупомянутого мотива распознавания β TrCP.

Комплекс разрушения бета-катенина

Для того, чтобы GSK3 был высокоэффективной киназой на субстрате, недостаточно предварительного фосфорилирования. Существует еще одно требование: подобно митогеноактивированным белковым киназам (MAPK), субстраты должны ассоциироваться с этим ферментом посредством высокоаффинных узлов стыковки. В катинине нет таких мотивов, но есть специальный белок: аксин. Более того, его мотив стыковки GSK3 непосредственно примыкает к мотиву связывания с β-катеноином. APC может взаимодействовать с несколькими молекулами аксина одновременно, поскольку он имеет три мотива SAMP (Ser Ala Met Pro), чтобы связывать домены RGS, обнаруженные в аксине. Кроме того, аксин также имеет потенциал олигомеризации через свой C-терминал DIX-домена. В результате получается огромный мультимерический белковый сборник, предназначенный для фосфорилирования бета-катенина. Этот комплекс обычно называют комплексом разрушения бета-катеноина, хотя он отличается от протеосомного механизма, фактически ответственного за деградацию бета-катеноина. Он только маркирует молекулы бета-катенина для последующего уничтожения.

Сигнализация Wnt и регулирование уничтожения

В клетках покоя молекулы аксинов олигомеризируются друг с другом через их C-терминальные DIX-домены, которые имеют два связывающих интерфейса. Таким образом, они могут создавать линейные олигомеры или даже полимеры внутри цитоплазмы клеток. Домены DIX уникальны: единственные другие белки, которые, как известно, имеют домен DIX, - Dishevelled и DIXDC1. (Один единственный Dsh-белок дрозофилы соответствует трем параллогамным генам, Dvl1, Dvl2 и Dvl3 у млекопитающих.) Dsh ассоциируется с цитоплазматическими областями Frizzled рецепторов с его доменами PDZ и DEP. Когда молекула Wnt связывается с Frizzled, она вызывает малоизвестный каскад событий, которые приводят к воздействию DIX-домена dishevelled и созданию идеального места связывания для аксина. Затем аксин титруется от его олигомерных сборок комплекс разрушения β-катеноина с помощью Dsh. После связывания с комплексом рецепторов аксин становится неспособным к связыванию с бета-катеноином и активность GSK3. Важно отметить, что цитоплазматические сегменты связанных с Frizzled белков LRP5 и LRP6 содержат псевдосубстратные последовательности GSK3 (Pro Pro Ser Pro x Ser), соответствующим образом "примированные" (предварительно фосфорилированные) CKI, как если бы это был настоящий субстрат GSK3. Эти ложные целевые сайты сильно ингибируют активность GSK3 в конкурентной манере. Таким образом, аксин, связанный с рецептором, будет отменять посредничество в фосфорилировании β-катеноина. Поскольку β-катеноин больше не помечен для уничтожения, но продолжает производиться, его концентрация будет увеличиваться. Как только уровень β-катеноина поднимется достаточно высоко, чтобы насытить все связующие участки в цитоплазме, он также будет транслоцироваться в ядро. При включении факторов транскрипции LEF1, TCF1, TCF2 или TCF3, β-катенин заставляет их отключать своих предыдущих партнеров: белки Граучо. В отличие от Groucho, который набирает транскрипционные репрессоры (например, гистонлизинметилтрансферазы), β-катенин связывает транскрипционные активаторы, включая целевые гены.

Роль в клеточной адгезии

Комплексы клеточной адгезии необходимы для образования сложных тканей животных. β-катеноин является частью белкового комплекса, который образует адгеренные соединения. Эти клеточные клеточные адгезионные комплексы необходимы для создания и поддержания эпителиальных клеточных слоев и барьеров. В качестве компонента комплекса β-катеноин может регулировать рост клеток и адгезию между клетками. Он также может быть ответственным за передачу сигналов ингибирования контакта, которые заставляют клетки прекращать деление после того, как эпителиальный лист завершен. Комплекс E-кадхерин β-катеноин α-катеноин слабо связан с актиновыми нитями. Для того, чтобы связываться с актин-цитоскелетом, для стыковки адгерен требуется значительная динамика белка. Важным компонентом стыковки адгерен являются белки кадерина. Кадерины образуют клеточные клеточные соединительные структуры, известные как соединения адгерен, а также десмосомы. Кадерины способны к гомофильным взаимодействиям через свои внеклеточные повторяющиеся домены кадерина, в зависимости от Ca2 +; это может удерживать соседние эпителиальные клетки вместе. Находясь в стыке адгеренсов, кадерины привлекают молекулы β-катеноина в свои внутриклеточные области. В свою очередь β-катеноин связывается с другим высокодинамичным белком, α-катеноидом, который непосредственно связывается с актиновыми нитями. Это возможно, потому что α-катенин и кадерины связываются с β-катенином в разных местах. Таким образом, комплекс β-катенин α-катенин может физически образовывать мост между кадеринами и актинным цитоскелетом. Организация комплекса кадерин-катенина дополнительно регулируется посредством фосфорилирования и эндоцитоза его компонентов.

Роль в развитии

β Катенин играет центральную роль в направлении нескольких процессов развития, поскольку он может напрямую связывать факторы транскрипции и регулироваться диффузным внеклеточным веществом: Wnt. Он воздействует на ранние эмбрионы, чтобы стимулировать целые области тела, а также отдельные клетки на более поздних стадиях развития. Он также регулирует физиологические процессы регенерации.

Раннее формирование эмбрионального образа

Сигнализация Wnt и экспрессия генов, зависящих от β-катеноина, играют важную роль в процессе формирования различных областей тела в раннем эмбрионе. Экспериментально модифицированные эмбрионы, которые не экспрессируют этот белок, не смогут развить мезодерму и инициировать гаструляцию. Спецификация эндомезодермы ранних эмбрионов также включает в себя активацию транскрипционной активности, зависящей от β-катеноина, первыми морфогенетическими движениями эмбриогенеза, хотя и механическими процессами трансдукции. Эта особенность, разделяемая позвоночными и двуногими членистоногими, а также cnidaria, была предложена как эволюционная наследственность от ее возможного участия в эндомезодермической спецификации первых метазоев. На стадиях бластулы и гаструлы Wnt, а также BMP и FGF проводящие пути будут стимулировать формирование передней задней оси, регулировать точное расположение примитивной полосы (гаструляция и формирование мезодермы), а также процесс нейруляции (развитие центральной нервной системы). В яйцеклетках Xenopus β-катеноин первоначально одинаково локализован во всех областях яйца, но он является мишенью для вездесущности и деградации комплексом разрушения β-катеноина. Оплодотворение яйцеклетки вызывает вращение внешних корковых слоев, перемещая скопления белков Frizzled и Dsh ближе к экваториальной области. В клетках, которые наследуют эту часть цитоплазмы, β-катенин будет обогащаться локально под воздействием Wnt-сигнального пути. В конечном итоге он будет перемещаться в ядро, чтобы связывать TCF3, чтобы активировать несколько генов, которые индуцируют характеристики спинных клеток. В результате этого сигнализации образуется область клеток, известная как серое полумесяц, который является классическим организатором эмбрионального развития. Если эта область хирургическим путем удаляется из эмбриона, гаструляция вообще не происходит. β Катенин также играет важную роль в индукции бластопорной губы, которая, в свою очередь, инициирует гаструляцию. Ингибирование трансляции GSK 3 путем инъекции антисмысловой мРНК может привести к образованию второго бластопора и излишней оси тела. Аналогичный эффект может быть получен в результате переэкпрессии β-катенона.

Асимметричное деление клеток

В-катеноин также участвует в регуляции клеточных судьб посредством асимметричного деления клеток в модельном организме C. elegans. Как и в случае с ооцитами Xenopus, это в основном является результатом неравномерного распределения Dsh, Frizzled, axin и APC в цитоплазме материнской клетки.

Обновление стволовых клеток

Одним из наиболее важных результатов передачи сигналов Wnt и повышенного уровня β-катеноина в некоторых типах клеток является поддержание плюрипотенции. Высокочастотные перистальтические механические штаммы толстой кишки также участвуют в зависимости от β-катенона в поддержании гомеостатических уровней стволовых клеток толстой кишки посредством процессов механической трансдукции. Эта особенность патологически усиливается в направлении опухолево-генной гиперпролиферации в здоровых клетках, сжимаемых давлением из-за генетически измененных гиперпролиферативных опухолевых клеток. В других типах клеток и стадиях развития β-катенин может способствовать дифференцировке, особенно в направлении мезодермальных клеточных линий.

Переход от эпителия к мезенхиме

β Катенин также действует как морфоген на поздних стадиях эмбрионального развития. Вместе с TGF β важная роль β-катенина заключается в индуцировании морфогенных изменений в эпителиальных клетках. Это побуждает их отказаться от их жесткой адгезии и принять более подвижный и свободно связанный мезенхимальный фенотип. Во время этого процесса эпителиальные клетки теряют экспрессию белков, таких как E-кадхерин, Zonula occludens 1 (ZO1) и цитокератин. Одновременно они активируют экспрессию виментина, альфа-актина гладкой мышцы (ACTA2) и специфического белка фибробласта 1 (FSP1). Они также производят компоненты внеклеточного матрикса, такие как коллаген I типа и фибронектин. Аберрантная активация Wnt-пути связана с патологическими процессами, такими как фиброз и рак. В развитии сердечной мышцы β-катенин играет двухфазную роль. Первоначально активация Wnt/β-катеноина необходима для присоединения мезенхимальных клеток к сердечной линии; однако, на более поздних стадиях развития требуется понижение регуляции β-катеноина. Было показано, что β-катеноин образует комплекс с эмерином в кардиомиоцитах в местах сцепления адгеренсов внутри интеркалированных дисков; и это взаимодействие зависит от наличия на β-катеноине участков бета-фосфорилирования GSK 3. Выключение эмерина значительно изменило локализацию бета-катеноина и общую интеркалированную архитектуру диска, которая напоминала фенотип дилатационной кардиомиопатии. В моделях сердечных заболеваний у животных были выявлены функции β-катенина. В модели морских свиней с аортовым стенозом и гипертрофией левого желудочка β-катенина было показано, что он изменяет субклеточную локализацию от интеркалированных дисков к цитозолу, несмотря на отсутствие изменений в общей клеточной концентрации β-катенина. В результате исследования, проведенного с помощью vinculin, был обнаружен аналогичный профиль изменений. Н- кадерин не изменялся, и не наблюдалось компенсаторной регуляции плакеглобина в интеркалированных дисках в отсутствие β- катенина. В хомячьей модели кардиомиопатии и сердечной недостаточности клеточные адгезии были нерегулярными и дезорганизованными, а уровни экспрессии адгеренных стыков/ интеркалированных дисков и ядерных пулов β- катенина были снижены. Эти данные свидетельствуют о том, что потеря β-катенина может играть роль в заболевании интеркальных дисков, которые связаны с гипертрофией сердечной мышцы и сердечной недостаточностью. В крысиной модели инфаркта миокарда аденовирусная передача гена нефосфорилируемого, конститутивно активного β-катенина уменьшила размер миокарда, активировала клеточный цикл и уменьшила количество апоптоза в кардиомиоцитах и сердечных миофибробластах. Это открытие было скоординировано с повышенной экспрессией белков, способствующих выживанию, сурвививина и Bcl 2, и сосудистого эндотелиального фактора роста, одновременно способствуя дифференциации сердечных фибробластов в миофибробласты. Эти результаты свидетельствуют о том, что β-катенин может способствовать процессу регенерации и заживления после инфаркта миокарда. В спонтанно гипертонической модели крысы с сердечной недостаточностью исследователи обнаружили перемещение β-катенина из интеркалированного диска/сарколеммы в ядро, о чем свидетельствует снижение экспрессии β-катенина в мембранной белковой фракции и увеличение ядерной фракции. Кроме того, они обнаружили ослабление связи между гликоген-синтазокиназой 3β и β-катенином, что может указывать на измененную стабильность белка. В целом результаты показывают, что усиленная ядерная локализация β-катенина может быть важна в прогрессировании гипертрофии сердца. Что касается механической роли β-катеноина в гипертрофии сердца, исследования на трансгенных мышах показали несколько противоречивые результаты относительно того, является ли повышение уровня β-катеноина полезным или вредным. Недавнее исследование, в котором использовались мыши с условным нокаутом, у которых либо вообще не было бета-катеноина, либо в кардиомиоцитах выделялась неразлагаемая форма бета-катеноина, объединило потенциальную причину этих расхождений. Существует строгий контроль над субклеточной локализацией β-катенона в сердечной мышце. У мышей, не имеющих β-катеноина, не было явного фенотипа в левом желудочном миокарде; однако у мышей, имеющих стабилизированную форму β-катеноина, развилась дилатационная кардиомиопатия, что пре�...

Роль в депрессии

Мозг человека может эффективно справляться со стрессом, и, следовательно, его восприимчивость к депрессии, зависит от бета-катенина в мозге каждого человека, согласно исследованию, проведенному в Медицинской школе Айкана на горе Синай и опубликованному 12 ноября 2014 года в журнале Nature. Более высокая сигнализация бета-катеноина увеличивает гибкость поведения, тогда как дефектная сигнализация бета-катеноина приводит к депрессии и снижению стрессового управления. В одном конкретном исследовании у пациентов с дилатационной кардиомиопатией в конечной стадии наблюдалось почти удвоение уровня эстроген- рецепторной альфа (ER- альфа) мРНК и белка, а взаимодействие ER- альфа/ бета- катенина, присутствующее на интеркаляционных дисках контрольного типа, было утрачено у не больной человеческой души, что свидетельствует о том, что потеря этого взаимодействия на интеркаляционных дисках может играть роль в прогрессировании сердечной недостаточности. Вместе с белками BCL9 и PYGO β-катенин координирует различные аспекты развития слуха, а мутации в Bcl9 или Pygo в модельных организмах, таких как мышь и рыба-зебра, вызывают фенотипы, которые очень похожи на врожденные нарушения сердца человека.

Вовлечение в рак

β-Катенин является протоонкогеном. Мутации этого гена обычно встречаются при различных видах рака: при первичной гепатоцеллюлярной карциноме, колоректальном раке, карциноме яичников, раке молочной железы, раке легких и глиобластоме. По оценкам, около 10% всех образцов тканей, секвенированных от всех видов рака, имеют мутации в гене CTNNB1. Большинство этих мутаций сгруппировано на крошечной области N-терминального сегмента β-катеноина: β-мотив связывания TrCP. Потеря функциональных мутаций этого мотива в основном делает невозможным вездесуществование и деградацию β-катеноина. Это заставит бета-катеноин перемещаться в ядро без какого-либо внешнего стимула и непрерывно стимулирует транскрипцию его целевых генов. Повышенные уровни ядерного β-катеноина также отмечались при базальноклеточной карциноме (БКК), плоскоклеточной карциноме головы и шеи (ПГКК), раке простаты (ПК), пиломатрикоме (ПТР) и медуллобластоме (ММБ). Подобные мутации также часто наблюдаются в мотивах рекрутинга бета-катенина АПК. Наследственная потеря функции мутаций АПК вызывает состояние, известное как семейный аденоматозный полипоз. У больных в толстом кишечнике развиваются сотни полипов. Большинство из этих полипов доброкачественны, но со временем они могут превратиться в смертельный рак. Соматические мутации АПК в колоректальном раке также не редкость. β Катенин и АПК являются одними из ключевых генов (вместе с другими, такими как K Ras и SMAD4), участвующих в развитии колоректального рака. Способность β-катенона изменять ранее эпителиальный фенотип пораженных клеток в инвазивный, мезенхимоподобный тип, в значительной степени способствует образованию метастазов.

В качестве терапевтической мишени

В связи с его участием в развитии рака, ингибирование бета-катенина продолжает получать значительное внимание. Но нацеливание на связывающее место в области броненосца - не самая простая задача, из-за его обширной и относительно плоской поверхности. Однако для эффективного ингибирования достаточно связываться с меньшими "горячими точками" этой поверхности. Таким образом, "наложенного" спирального пептида, полученного из естественного мотива связывания β-катеноина, обнаруженного в LEF1, было достаточно для полного ингибирования транскрипции, зависящей от β-катеноина. Недавно было разработано несколько соединений с малыми молекулами, предназначенных для той же высоко положительно заряженной области домена ARM (CGP049090, PKF118 310, PKF115 584 и ZTM000990). Кроме того, на уровни β-катеноина также может влиять нацеливание на компоненты вверх по течению пути Wnt, а также на комплекс разрушения β-катеноина. Дополнительный N-терминалный связующий карман также важен для активации гена-мишени Wnt (необходим для вербовки BCL9). Этот участок домена ARM может быть фармакологически нацелен, например, на карнозную кислоту. Этот "вспомогательный" объект - еще одна привлекательная цель для разработки лекарств. Несмотря на интенсивные доклинические исследования, до сих пор нет доступных в качестве терапевтических средств ингибиторов бета-катенона. Однако его функцию можно дополнительно изучить с помощью нокаута siRNA на основе независимой проверки. Другой терапевтический подход к снижению накопления ядра бета-катенона заключается в ингибировании галектина 3. Ингибитор галектина 3 GR MD 02 в настоящее время проходит клинические испытания в комбинации с одобренной FDA дозой ипилимумаба у пациентов с прогрессировавшей меланомой. Белки BCL9 и BCL9L были предложены в качестве терапевтических мишени для колоректального рака, который имеет гиперактивную Wnt-сигнализацию, поскольку их делеция не нарушает нормальный гомеостаз, но сильно влияет на поведение метастазов.

Роль в алкогольном синдроме плода

Дестабилизация β-катенона этанолом является одним из двух известных путей, при которых воздействие алкоголя вызывает алкогольный синдром плода (другой - это вызванный этанолом дефицит фолиевой кислоты). Этанол приводит к дестабилизации β-катенона через G-белковой зависимый путь, при котором активированная фосфолипаза Cβ гидролизует фосфатидиллинозитол (4,5) бисфосфат в диацилглицерол и инозитол (1,4,5) трифосфат. Растворимый инозитол (1, 4, 5) трифосфат вызывает высвобождение кальция из эндоплазматического сетчатки. Это внезапное увеличение цитоплазматического кальция активирует Ca2+/ calmodulin зависимую белковую киназу (CaMKII). Активированный CaMKII дестабилизирует β-катеноин через плохо охарактеризованный механизм, но который, вероятно, включает фосфорилирование β-катеноина CaMKII. Таким образом, программа транскрипции β-катенона (которая необходима для нормального развития клеток нервной коры) подавляется, что приводит к преждевременному апоптозу клеток нервной коры (к гибели клеток).