Oncogenic Mutations Affecting Cell Proliferation

Transkript

1 Oncogenic Mutations Affecting Cell Proliferation Fra RTK til Nucleus (Boka s ) Normalt kreves et vekst stimulerende signal ( growth factor eks. PDGF, EGF, NGF) for at celler skal gå inn i celledeling, dvs. gjennomløpe celle syklus. Cellene mottar signaler via sine reseptorer, hvorpå signalene sendes via distinkte spor til effektor proteiner og til transkripsjon faktorer i celle kjernen. Transkripsjon faktorene sørger så for at arvematerialet blir avlest, RNA dannet og proteiner laget. Et spor som ofte sees i forbindelse med vekst stimulerende signaler er: RTK - Ras - MAP-kinase Hvor f.eks. PDGF binder til RTK, som aktiveres ved autofosforylasjon, som via GRB2 og Sos aktiverer Ras, som aktiverer Raf, som aktiverer MEK, som aktiverer MAP... (se Fig og Fig i boka) Cellene motar vekststimulerende signal enten som et parakrint eller som et endokrint signal, dvs. som et eksogent signal. (Fig. fra S.A. s&m nov/dec 95 p.59)

2 Ved sykelige tilstander går cellene inn i celledeling uten å ha mottatt eksogene celledeling signaler, stimuleringen til celledeling skjer da enten via autogene vekst signaler eller via permanente aktive spor. Spor kan bli permanent aktive ved mutasjoner ev. translasjoner i/av gen(er) som koder for et eller annet protein/proteinkompleks som inngår i signalsporet. - Protein/proteiner forandrer konformasjon slik at det/de ikke kan reguleres på normal måte. - Unormal høg konsentrasjon av proteinet i cellen. - Dannelse av helt nytt protein/proteinkompleks som kan føre til permanent aktivering av et/flere spor. Er 3 eks. på hvordan et spor kan bli permanent aktivt. Eller fint sagt: Dannelse av oncogen fra mutasjon i protooncogen, og derpå følgende uttrykk av oncoprotein.

3 Noen konkrete eksempler på årsaker til permanente aktive spor, hvor RTK normalt er reseptoren for sporet: I. Mutasjoner i genet som koder for Ras: Ras er et GTP-bindende protein, dvs. inaktivt når det er bundet til GDP og aktivt når det er bundet til GTP. Aktivering av Ras framskyndes ved intraksjon med et guanine nucleotide exchange factor eks. Sos, deaktivering av Ras skjer ved proteinets innebygde GTPase aktivitet eller ved intraksjon med et GTPase-activating protein eks. NF1 proteinet som er et GAP. (se side 872/73 og Fig i boka) (Fig. fra S.A. s&m nov/dec 95 p.63) Mutasjon i ras genet. Punkt mutasjon i ras genet slik at am. syren glycin i 12 posisjon hos proteinets vild-type form blir forandret til en annen am. syre (antakeligvis vilkårlig hvilken) gjør at Ras proteinet mister sin GTPase aktivitet (antakeligvis også sin evne til å binde til et GAP), og sporet blir permanent aktivt. Mutasjonen er en såkalt gain-of-function mutation som forandrer ras genet til et såkalt ras D gen.

4 Mutasjon i NF1 genet. NF1 genet koder et GAP, NF1 proteinet, en mutasjon i NF1 genet gjør at Ras og følgelig sporet blir permanent aktivt. Det dannes ikke noe funksjonelt GAP. Mutasjon i NF1 genet er en såkalt recessive loss-of-function mutation. NB. Ras proteinet ligger forankret til cytosolisk side av plasmamembranen, forankringen skjer via en farnesyl gruppe. Forankringen er vesentlig for at Ras skal kunne inngå i MAP kinase sporet, og følgelig vil det kunne være et objekt for hemming av sporet. I tumor hvor Ras er permanent aktiv er hemmere av farnesyl transferase under utprøving, farnesyl transferase er enzymet som kobler farnesyl gruppe og Ras protein. (Fig. fra S.A. s&m nov/dec 95 p.64) (Fig. fra S.A. s&m nov/dec 95 p.66)

5 II. Permanent aktive protein kinaser i cytosol: Raf, MEK og MAP er h.h.v. ser./thr., ser./tyr. og ser./thr. kinaser og er aktive i fosforylert tilstand, de virker ved at de fosforylerer proteiner nedover i sporet. Bcr-Abl proteinet Ved f.eks. kromosom translokasjoner kan det dannes andre proteiner/protein komplekser som infiltrerer og aktiverer spor, et eksempel er translokasjon av en del av bcr genet til en del av c-abl genet. Prefixet c- viser at genet er et helt normalt gen i en helt normal celle, men at det ved mutasjon kan omdannes til et såkalt oncogen med prefix v- bcr genet koder for et protein med ukjent funksjon, mens c-abl genet koder for et protein med tyr. kinase aktivitet (Abl proteinet). Uansett, translokasjonen fører til at det dannes et tetrameriskt protein hvor Abl protein kinase aktiviteten er permanent aktiv. Normalt er Abl protein lokalisert til nucleus, mens proteinet fra bcr-abl koblingen forblir i cytosol og via sine SH2 og SH3 domerer binder forskjellige intracellulære signalproteiner, fosforylerer og aktiverer. Av kjente proteiner som aktiveres via sporet er

6 JAK2 protein-tyr. kinase Stat5 transkripsjons faktor PI-3 kinaser v-src proteinet. Et annet permanent aktivt cytosoliskt protein med tyr. kinase aktivitet kodes av v-src genet. Det var det 1 te såkalte oncogen som ble funnet, og det ble isolert fra Rous sarcoma retrovirus. v-src genet koder v-src proteinet som likner til forveksling på c-src proteinet som kodes av c-src genet. c-src proteinet inngår i RTK signal sporet hos normale celler. Det innehar SH2 og SH3 domene, på samme måte som GRB2 proteinet, samt protein tyr. kinase domene. Proteinet består av 533 am. syrer og kan normalt deaktiveres ved fosforylasjon av en tyr. enhet i posisjon 527. Forskjellen på v-src og c-src proteinene er at v-src innehar 18 færre am. syre enheter enn c-src, dvs. v-src består av 515 enheter og kan følgelig ikke deaktiveres avdi det mangler den vesentlige tyr. enheten. Ved delitasjon kan følgelig c-src proteinet endres til et v-src protein og gi et permanent aktivt spor. (se Fig i boka) (Fig fra boka)

7 III. Overuttrykte transkripsjons faktorer: c-jun og c-fos er eks. på to gener som koder for transkripsjon faktorer. Disse transkripsjon faktorene (h.h.v. Jun og Fos) er funnet overuttrykt i flere tumor former, de er også funnet i retrovirus. (se boka s dre kolonne) En annen kombinasjon som gir aktiv transkripsjon faktor kodes av genene c-fos og c-myc (proteinene c-fos og c-myc). Normalt er C-Fos og c-myc samt deres mrna svært ustabile, dvs. proteinene brytes raskt ned i cellene ved ubiquinering og degradering av/i protosomer. c-myc er noe mer stabil enn c- Fos. (se Fig i boka) fos genet som er funnet i tumor celler er noe kortere enn c-fos genet funnet i normale celler, dvs. noe av genet er delitert. Noe som igjen fører til at ubiquineringen ikke fungerer godt og det muterte proteinet degraderes sakte. Endring av c-myc genuttrykket skjer i enkelte tumor typer ved translokasjon, f.eks. c-myc genet translokeres til et sted i genomet hvor det aktiveres av promotor for antistoff gener. Følgende er at konsentrasjonen av c-myc i cellen(e) er eksepsjonelt høg. Kombinasjonen av et mer stabilt c-fos og høg konsentrasjon av c-myc fører så til overutrykk av transkripsjon faktoren, og unormal høg konsentrasjon av vekst stimulerende proteiner i cellen(e).