szöveg

a sejtosztódási ciklus 25 (CDC25) fehérje családja erősen konzervált kettős specifitású foszfatázok, amelyek aktiválják a ciklin-függő kináz (CDK) komplexeket, amelyek viszont szabályozzák a progressziót a sejtosztódási cikluson keresztül. A CDC25 foszfatázok szintén kulcsfontosságú elemei az ellenőrző pontok útvonalainak, amelyek DNS-károsodás esetén aktiválódnak. Emlős sejtekben 3 izoformát azonosítottak: CDC25A, CDC25B (116949) és CDC25C (157680). A CDC25A elsősorban a CDK2 (116953)-ciklin E (123837) és CDK2-ciklin A (123835) komplexeket aktiválja a G1-S átmenet során, de szerepet játszik a G2-m átmenet során a CDK1 (116940)-ciklin B (123836) komplexek aktiválásával is, amelyekről feltételezik, hogy kromoszóma kondenzációt kezdeményeznek (Boutros és munkatársai., 2007).

Galaktionov and Beach (1991) egy teratocarcinoma könyvtárból klónozott egy cDNS-t, amely megfelel az emberi CDC25A génnek.

Galaktionov et al. (1995) kimutatta, hogy rágcsáló sejtekben az emberi CDC25A vagy CDC25B, de a CDC25C foszfatázok nem működnek együtt a HRAS gén gly12-to-val mutációjával (190020.0001) vagy az RB1 elvesztésével (614041) onkogén fókuszképződésben. A transzformánsok erősen aneuploidok voltak, lágy agarban nőttek, meztelen egerekben magas fokú daganatokat képeztek. A CDC25B túlzott expresszióját a vizsgált humán primer emlőrák 32% – ában mutatták ki.

a genom integritásának védelme és a túlélés biztosítása érdekében a genotoxikus stressznek kitett eukarióta sejtek abbahagyják a szaporodást, hogy időt biztosítsanak a DNS helyreállítására. Mailand et al. (2000) kimutatta, hogy az emberi sejtek reagálnak az ultraibolya fényre vagy ionizáló sugárzásra a CDC25A gyors, ubiquitin – és proteaszóma-függő fehérje lebomlásával, amely foszfatáz szükséges a sejtciklus G1-ből S fázisába történő progresszióhoz. Ez a válasz aktivált chk1 protein kinázt (603078) tartalmazott, de nem a p53 (191170) útvonalat, és a CDK2 (116953) tartós gátló tirozin foszforilációja blokkolta az S fázisba való belépést és a DNS replikációt. A CDC25A-függő sejtciklus-leállás 1-2 órával az ultraibolya sugárzás után következik be, míg a p53-p21 tengely csak néhány órával az ultraibolya kezelés után befolyásolja a sejtciklust. Mailand et al. (2000) így arra a következtetésre jutott, hogy a DNS-károsodásra adott ellenőrzőpont-válasz 2 hullámban fordul elő. A CDC25A túlzott expressziója megkerülte a sejtciklus leállásának mechanizmusát, ami fokozott DNS-károsodáshoz és a sejtek túlélésének csökkenéséhez vezetett. Mailand et al. (2000) arra a következtetésre jutott, hogy az eredmények a CDC25A specifikus lebomlását azonosították a DNS-károsodási ellenőrző pont mechanizmusának részeként, és felvetették, hogy a CDC25A túlzott expressziója az emberi daganatokban hozzájárulhat a tumorigenesishez.

ionizáló sugárzásnak kitéve az eukarióta sejtek aktiválják az ellenőrző pontokat, hogy késleltessék a sejtciklus előrehaladását. Az ionizáló sugárzás által kiváltott S-fázis ellenőrzőpont hibái radiorezisztens DNS-szintézist okoznak, ezt a jelenséget ataxia-telangiectasia-ban szenvedő rákos betegeknél azonosították. A CDC25A foszfatáz aktiválja a DNS szintéziséhez szükséges CDK2-t, de a DNS károsodására vagy a replikáció elakadására reagálva lebomlik. Falck et al. (2001) funkcionális kapcsolatot jelentett az ATM (607585), a chk2 (604373) és a CDC25A között, és ezt a mechanizmust befolyásolta az S-fázisú ellenőrzőpont irányításában. Falck et al. (2001) kimutatta, hogy a CDC25A ionizáló sugárzás által kiváltott pusztulása mind ATM-et, mind a CDC25A CHK2 által közvetített foszforilezését igényli szerin-123. A CDC25A fehérje ionizáló sugárzás által kiváltott elvesztése megakadályozza a CDK2 defoszforilációját, és a DNS replikáció átmeneti blokkolásához vezet. Falck et al. (2001) azt is kimutatta, hogy a tumorhoz kapcsolódó CHK2 allélek nem képesek megkötni vagy foszforilálni a CDC25A-t, és hogy ezeket a chk2 allélokat expresszáló sejtek, emelkedett CDC25A vagy egy cdk2 mutáns, amely nem képes gátló foszforilációra (CDK2AF), nem képes gátolni a DNS-szintézist besugárzáskor. Falck et al. (2001) arra a következtetésre jutott, hogy eredményeik támogatják a CHK2-t mint jelölt tumorszuppresszort, és azonosítják az ATM-CHK2-CDC25A-CDK2 utat, mint egy genomi integritási ellenőrző pontot, amely megakadályozza a radiorezisztens DNS-szintézist.

Falck et al. (2002) kimutatta, hogy az NBS1 (602667)-MRE11 (600814) funkció vagy a CHK2 által kiváltott események kísérleti blokádja részleges radiorezisztens DNS-szintézis fenotípushoz vezet az emberi sejtekben. Ezzel szemben az nbs1-MRE11 és a CHK2-CDC25A-CDK2 útvonalak egyidejű interferenciája teljesen megszünteti az ionizáló sugárzás által indukált DNS-szintézis gátlását, ami a hibás ATM által okozotthoz hasonló teljes radiorezisztens DNS-szintézist eredményez. Ezenkívül a CDC45 (603465) CDK2-függő terhelése a replikációs eredetre, amely a DNS-polimeráz felvételének előfeltétele, normál vagy nbs1/MRE11-hibás sejtek besugárzásával megakadályozták, de nem hibás ATM-vel rendelkező sejtek. Falck et al. (2002) arra a következtetésre jutott, hogy az ionizáló sugárzásra adott válaszként az NBS1 és a CHK2 ATM általi foszforilezése a DNS-károsodástól függő S-fázis ellenőrzőpont 2 párhuzamos ágát váltja ki, amelyek együttműködnek a DNS-replikáció különböző lépéseinek gátlásával.

a Drosophila-ban a cdc25 foszfatáz zsineg expresszióját, amely elősegíti a meiózis előrehaladását, a ‘Boule’ szabályozza (lásd 606165), amely a meiózis kulcsfontosságú tényezőjét kódolja a hím csírasejtekben. Luetjens et al. (2004) azt vizsgálta, hogy egy közös mechanizmus alapja-e a csírasejtek érési blokkjának, amelyet meiotikus letartóztatásban szenvedő idiopátiás és nonidiopátiás azoospermiás betegeknél figyeltek meg (270960). Az immunhisztokémia, a BOULE és a CDC25A foszfatáz expresszióját, a zsineg humán homológját vizsgálták 47 meiotikus letartóztatásban, vegyes atrófiában vagy normál spermatogenezisben szenvedő férfiban. A teljes spermatogenezisben szenvedő férfiaknál a BOULE fehérje expressziója a leptoténtől a késői spermatociták szakaszáig terjedt, míg a CDC25A expresszió a leptotén spermatocitáktól a megnyúlt spermatidákig terjedt. Bár a spermatociták minden herebiopsziában jelen voltak meiotikus letartóztatással (28 herék), a BOULE fehérje expressziója teljesen hiányzott. Ezenkívül szinte minden olyan biopsziában, amelyben a BOULE hiányzott, a CDC25A egyidejűleg hiányzott. A BOULE génben azonban nem azonosítottak olyan mutációkat vagy polimorfizmusokat, amelyek magyarázhatják a BOULE vagy CDC25A expresszió hiányát. A szerzők arra a következtetésre jutottak, hogy a meiotikus letartóztatásban szenvedő meddő férfiak nagy csoportjában hiányzik a BOULE fehérje és feltételezett célpontja, a CDC25A expresszió. Arra a következtetésre jutottak továbbá, hogy úgy tűnik, hogy a spermatogén elégtelenség a BOULE előtti faktor(ok) ból származik, amelyek valószínűleg részt vesznek a BOULE transzkripciójának és/vagy transzlációjának szabályozásában.

Uto et al. (2004) talált Xenopus Chk1, de nem Chk2, foszforilált Xenopus Cdc25a a thr504 és gátolta a kölcsönhatásban a különböző Cdk-ciklin komplexek keresztül C terminális. Ez a gátlás, nem pedig a Cdc25a lebomlás, elengedhetetlen volt a Chk1 által indukált sejtciklus leállításához és a DNS replikációs ellenőrzőponthoz a korai embriókban. A thr504-gyel egyenértékű C-terminális helyek az összes ismert Cdc25 családtagban megtalálhatók az élesztőtől az emberig, és a Chk1 általi foszforiláció gátolta az összes vizsgált Cdc25 családtagot a Cdk-ciklin szubsztrátjaikkal való kölcsönhatásban.

Madlener et al. (2009) kimutatta, hogy a 42 C fokos mérsékelt hősokk gyors CDC25A fehérje lebomlást és a sejtciklus progressziójának csökkenését okozta. A CDC25A lebomlása a Szer75-CDC25A P38-MAPK (MAPK14; 600289) és a Szer177-CDC25A Chk2 általi foszforilációjától függött, amely a 14-3-3 kötőhelyét képezi (lásd 113508). Hősokk esetén a CDC25A gyorsan kolokalizálódott 14-3-3-mal a perinukleáris térben, amelyet a nukleáris CDC25A fehérje szintjének csökkenése kísért. Következetesen egy 14-3-3 kötéshiányos CDC25A kettős mutáns, amelyet nem lehet foszforilálni a Ser177-en és a Tyr506-on, nem bomlott le a hősokk hatására, és nem volt bizonyíték a CDC25A fokozott kolokalizációjára 14-3-3-mal a citoszolban. Ezért hősokk esetén a p38-MAPK, a CHK2 és a 14-3-3 a CDC25A stabilitásának antagonistái voltak. A CDC25A-t azonban a HSP90AA1 (140571) védte a HEK293 sejtekben, mert a hsp90 specifikus gátlása geldanamicinnel a CDC25A lebomlását okozta a HEK293 sejtekben, ami arra utal, hogy a CDC25A egy HSP90 kliens fehérje. A HSP90 specifikus gátlása a hősokkokkal együtt a CDC25A lebomlását okozta és gyorsította fel, és erősen citotoxikus volt. Madlener et al. (2009) arra a következtetésre jutott, hogy a CDC25A mérsékelt hősokk hatására lebomlik, és hsp90 védi.

a CDC25 foszfatázok aktiválják a sejtosztódási kinázokat a sejtciklus során. Fauman et al. (1998) meghatározta az emberi CDC25A katalitikus domén 2,3-angstrom szerkezetét. A kristályszerkezet egy kis alfa/béta domént tárt fel, amelynek hajtása a korábban leírt foszfatázszerkezetektől eltérően, de azonos a rodanikus, a kén-transzfer fehérje. Csak a cys-(X)-5-arg motívumot tartalmazó aktív hely hurok mutatott hasonlóságot a tirozin-foszfatázokkal. Egyes kristályokban a katalitikus cys430 diszulfidkötést alkotott az invariáns cys384-gyel, ami arra utal, hogy a CDC25 öngátolható lehet az oxidatív stressz során. Az Asp383, amelyet korábban általános savnak javasoltak, ehelyett szerkezeti szerepet tölt be, konzervált eltemetett sóhídot alkotva. Fauman et al. (1998) javasolta, hogy a glu431 általános savként működhet.

leképezés

Demetrick And Beach (1993) a CDC25A gént 3p21-re térképezte fel fluoreszcens in situ hibridizációval, hörcsög / humán szomatikus sejt hibrid DNS-ek PCR-elemzésével megerősítve. A 3p21 közelében lévő terület gyakran részt vesz a kariotípusos rendellenességekben a vese karcinómákban, a tüdő kissejtes karcinómáiban és a nyálmirigy jóindulatú daganataiban.