tekst

beskrivelse

celledelingscyklus 25 (CDC25) familie af proteiner er stærkt konserverede fosfataser med dobbelt specificitet, der aktiverer cyclinafhængige kinase (CDK) komplekser, som igen regulerer progression gennem celledelingscyklussen. CDC25-fosfataser er også nøglekomponenter i kontrolpunktbanerne, der aktiveres i tilfælde af DNA-skade. I pattedyrsceller er der identificeret 3 isoformer: CDC25A, CDC25B (116949) og CDC25C (157680). CDC25A aktiverer hovedsageligt CDK2 (116953)-cyclin E (123837) og CDK2-cyclin A (123835) komplekser under G1-s-overgangen, men har også en rolle under G2-M-overgangen ved at aktivere CDK1 (116940) – cyclin B (123836) komplekser, som menes at initiere kromosomkondensation (resume af Boutros et al., 2007).

Galaktionov And Beach (1991) klonede et cDNA svarende til det humane CDC25A-gen fra et teratocarcinombibliotek.

Galaktionov et al. (1995) viste, at i gnaverceller samarbejder humane CDC25A eller CDC25B, men ikke CDC25C-fosfataser med enten gly12-til-val-mutationen af HRAS-genet (190020.0001) eller tab af RB1 (614041) i onkogen fokusdannelse. Transformanterne var stærkt aneuploide, voksede i blød agar og dannede højkvalitets tumorer i nøgne mus. Overekspression af CDC25B blev påvist i 32% af humane primære brystkræft testet.

for at beskytte genomintegritet og sikre overlevelse ophører eukaryote celler udsat for genotoksisk stress med at sprede sig for at give tid til DNA-reparation. Mailand et al. (2000) viste, at humane celler reagerer på ultraviolet lys eller ioniserende stråling ved hurtig, allestedsnærværende – og proteasomafhængig proteinnedbrydning af CDC25A, en phosphatase, der er nødvendig for progression fra G1 til S fase af cellecyklussen. Dette respons involverede aktiveret chk1 proteinkinase (603078), men ikke p53 (191170), og den vedvarende hæmmende tyrosinphosphorylering af CDK2 (116953) blokerede indtræden i S-fase og DNA-replikation. CDC25A-afhængig cellecyklusstop forekommer 1 til 2 timer efter ultraviolet stråling, mens p53-p21-aksen kun påvirker cellecyklussen flere timer efter ultraviolet behandling. Mailand et al. (2000) konkluderede således, at kontrolpunktets respons på DNA-skade forekommer i 2 bølger. Overekspression af CDC25A omgåede mekanismen for cellecyklusstop, hvilket førte til forbedret DNA-skade og nedsat celleoverlevelse. Mailand et al. (2000) konkluderede, at resultaterne identificerede specifik nedbrydning af CDC25A som en del af DNA-skadekontrolmekanismen og foreslog, hvordan CDC25A overekspression i humane kræftformer kan bidrage til tumorigenese.

når de udsættes for ioniserende stråling, aktiverer eukaryote celler kontrolpunktveje for at forsinke progressionen af cellecyklussen. Defekter i det ioniserende strålingsinducerede s-fase-kontrolpunkt forårsager ‘radioresistent DNA-syntese’, et fænomen, der er blevet identificeret hos kræftudsatte patienter, der lider af ataksi-telangiektasi. CDC25A-phosphatasen aktiverer CDK2, der er nødvendig til DNA-syntese, men nedbrydes som reaktion på DNA-beskadigelse eller stoppet replikation. Falck et al. (2001) rapporterede en funktionel forbindelse mellem ATM (607585), checkpoint signalering kinase CHK2 (604373) og CDC25A og implicerede denne mekanisme til styring af S-fase kontrolpunkt. Falck et al. (2001) viste, at ioniserende strålingsinduceret ødelæggelse af CDC25A kræver både ATM og CHK2-medieret phosphorylering af CDC25A på serin-123. Et ioniserende strålingsinduceret tab af CDC25A-protein forhindrer dephosphorylering af CDK2 og fører til en forbigående blokade af DNA-replikation. Falck et al. (2001) viste også, at tumorassocierede CHK2-alleler ikke kan binde eller phosphorylere CDC25A, og at celler, der udtrykker disse CHK2-alleler, forhøjede CDC25A eller en CDK2-mutant, der ikke er i stand til at gennemgå hæmmende phosphorylering (CDK2AF), ikke hæmmer DNA-syntese, når de bestråles. Falck et al. (2001) konkluderede, at deres resultater understøtter CHK2 som kandidat tumorundertrykker og identificerer ATM-CHK2-CDC25A-CDK2-vejen som et genomisk integritetskontrolpunkt, der forhindrer radioresistent DNA-syntese.

Falck et al. (2002) viste, at eksperimentel blokade af enten nbs1 (602667)-MRE11 (600814) funktion eller de CHK2-udløste hændelser fører til en delvis radioresistent DNA-syntese fænotype i humane celler. I modsætning hertil eliminerer samtidig interferens med NBS1-MRE11 og CHK2-CDC25A-CDK2-veje fuldstændigt inhibering af DNA-syntese induceret af ioniserende stråling, hvilket resulterer i fuldstændig radioresistent DNA-syntese analog med den forårsaget af defekt ATM. Derudover blev CDK2-afhængig indlæsning af CDC45 (603465) på replikationsoprindelse, en forudsætning for rekruttering af DNA-polymerase, forhindret ved bestråling af normale eller nbs1/MRE11-defekte celler, men ikke celler med defekt ATM. Falck et al. (2002) konkluderede, at som reaktion på ioniserende stråling udløser phosphorylering af NBS1 og CHK2 ved ATM 2 parallelle grene af det DNA-skadeafhængige s-fasekontrolpunkt, der samarbejder ved at hæmme forskellige trin i DNA-replikation.

i Drosophila reguleres ekspression af cdc25-phosphatasen ‘garn’, som fremmer progression gennem meiose, af ‘Boule’ (se 606165), som koder for en nøglefaktor for meiose i mandlige kønsceller. Luetjens et al. (2004) undersøgte, om en fælles mekanisme ligger til grund for blokken af kimcellemodning observeret hos idiopatiske og nonidiopatiske asoospermiske patienter med meiotisk anholdelse (270960). De undersøgte ved immunhistokemi ekspression af BOULE og CDC25A phosphatase, den humane homolog af garn, hos 47 mænd med meiotisk anholdelse, blandet atrofi eller normal spermatogenese. BOULE-proteinekspression hos mænd med fuldstændig spermatogenese var begrænset til stadier fra leptoten op til stadier af sene spermatocytter, hvorimod CDC25A-ekspression varierede fra leptoten-spermatocytter til forlængende spermatider. Selvom spermatocytter var til stede i alle testikelbiopsier med meiotisk anholdelse (28 testikler), manglede BOULE-proteinekspression fuldstændigt. Derudover manglede CDC25A samtidig i næsten alle biopsier, hvor BOULE var fraværende. Imidlertid blev der ikke identificeret nogen mutationer eller polymorfier i BOULE-genet, der kunne forklare manglen på BOULE-eller CDC25A-ekspression. Forfatterne konkluderede, at en større gruppe af infertile mænd med meiotisk anholdelse mangler BOULE-protein og dets formodede mål, CDC25A-ekspression. De konkluderede også, at spermatogen svigt synes at opstå som følge af faktorer opstrøms for BOULE, som muligvis er involveret i regulering af transkription og/eller translation af BOULE.

Uto et al. (2004) fandt Ksenopus Chk1, men ikke Chk2, phosphoryleret Ksenopus Cdc25a ved thr504 og forhindrede det i at interagere med forskellige Cdk-cyclin-komplekser gennem dets C-terminal. Denne inhibering, ikke cdc25a-nedbrydning, var essentiel for chk1-induceret cellecyklusstop og DNA-replikation kontrolpunkt i tidlige embryoner. C-terminale steder svarende til thr504 findes i alle kendte Cdc25-familiemedlemmer fra gær til menneske, og deres phosphorylering ved Chk1 hæmmede alle undersøgte Cdc25-familiemedlemmer fra at interagere med deres Cdk-cyclin-substrater.

Madlener et al. (2009) viste, at moderat varmechok på 42 grader C forårsagede hurtig CDC25A-proteinnedbrydning og en reduktion af cellecyklusprogression. Cdc25a-nedbrydning afhang af ser75-CDC25A-phosphorylering ved p38 – MAPK (MAPK14; 600289) og af Ser177-CDC25A-phosphorylering ved CHK2, som danner et bindingssted for 14-3-3 (se 113508). Ved varmechok kolokaliserede CDC25A hurtigt med 14-3-3 i det perinukleære rum, der blev ledsaget af et fald i nukleare CDC25A-proteinniveauer. Konsekvent blev en 14-3-3 bindingsmangel CDC25A dobbeltmutant, der ikke kan phosphoryleres ved Ser177 og Tyr506, ikke nedbrudt som reaktion på varmechok, og der var ingen beviser for en øget kolokalisering af CDC25A med 14-3-3 i cytosolen. Derfor var p38-MAPK, CHK2 og 14-3-3 ved varmechok antagonister for CDC25A-stabilitet. CDC25A blev imidlertid beskyttet af Hsp90AA1 (140571) i HEK293-celler, fordi den specifikke inhibering af Hsp90 med geldanamycin forårsagede cdc25a-nedbrydning i HEK293-celler, hvilket implicerede, at CDC25A er et Hsp90-klientprotein. Specifik hæmning af HSP90 sammen med varmechok forårsagede og accelererede nedbrydning af CDC25A og var stærkt cytotoksisk. Madlener et al. (2009) konkluderede, at CDC25A nedbrydes af moderat varmechok og beskyttes af HSP90.

CDC25 phosphataser aktiverer celledelingskinaser gennem cellecyklussen. Fauman et al. (1998) bestemte 2,3-angstromstrukturen af det humane CDC25A katalytiske domæne. Krystalstrukturen afslørede et lille alfa / beta-domæne med en fold i modsætning til tidligere beskrevne phosphatasestrukturer, men identisk med rhodanese, et svovloverførselsprotein. Kun den aktive sløjfe, der indeholdt cys-(H)-5-arg-motivet, viste lighed med tyrosinphosphataserne. I nogle krystaller dannede den katalytiske cys430 en disulfidbinding med den invariante cys384, hvilket antyder, at CDC25 kan være selvhæmmet under oksidativ stress. Asp383, tidligere foreslået at være den generelle syre, tjener i stedet en strukturel rolle og danner en konserveret begravet saltbro. Fauman et al. (1998) foreslog, at glu431 kan fungere som en generel syre.

Demetrick and Beach (1993) kortlagde CDC25A-genet til 3p21 ved fluorescens in situ-hybridisering med bekræftelse ved PCR-analyse af hamster / humane somatiske celle-hybrid-DNA ‘ er. Et område nær 3p21 er ofte involveret i karyotypiske abnormiteter i nyrekarcinomer, småcellekarcinomer i lungen og godartede tumorer i spytkirtlen.