tekst

de celdeling cyclus 25 (CDC25) familie van eiwitten zijn sterk geconserveerde duale specificiteit fosfatasen die cyclin-dependent kinase (CDK) complexen activeren, die op hun beurt de progressie door de celdeling cyclus reguleren. CDC25 phosphatases zijn ook belangrijke componenten van de controlepointwegen die in het geval van de schade van DNA worden geactiveerd. In zoogdiercellen zijn 3 isovormen geïdentificeerd: CDC25A, CDC25B (116949) en CDC25C (157680). CDC25A activeert hoofdzakelijk cdk2 (116953)-cyclin E (123837) en cdk2-cyclin a (123835) complexen tijdens de overgang G1-S, maar heeft ook een rol tijdens de overgang G2-M door cdk1 (116940)-cyclin B (123836) complexen te activeren, die worden verondersteld om chromosoomcondensatie in werking te stellen (samenvatting door Boutros et al., 2007).

Galaktionov and Beach (1991) kloonden een cDNA die overeenkomt met het humane CDC25A-gen uit een teratocarcinoombibliotheek.

Galaktionov et al. (1995) toonde aan dat in knaagdiercellen, menselijke CDC25A of CDC25B maar niet CDC25C fosfatasen samenwerken met ofwel de gly12-naar-val mutatie van het HRAS-gen (190020.0001) of verlies van RB1 (614041) in oncogene focus vorming. De transformanten waren zeer aneuploïde, groeiden in zachte agar, en vormden hoogwaardige tumoren in naakte muizen. Overexpressie van CDC25B werd ontdekt bij 32% van de geteste primaire borstkanker bij de mens.

om de integriteit van het genoom te beschermen en de overleving te garanderen, stoppen eukaryotische cellen die aan genotoxische stress zijn blootgesteld met het vermenigvuldigen om tijd te bieden voor DNA-herstel. Mailand et al. (2000) toonde aan dat menselijke cellen aan ultraviolet licht of het ioniseren straling door snelle, ubiquitin – en proteasome-afhankelijke eiwitdegradatie van CDC25A, een fosfatase reageren die voor vooruitgang van G1 aan S fase van de celcyclus wordt vereist. Deze reactie impliceerde geactiveerde chk1 eiwitkinase (603078) maar niet de weg p53 (1911170), en de aanhoudende remmende tyrosinefosforylatie van CDK2 (116953) blokkeerde ingang in S-fase en de replicatie van DNA. CDC25A-afhankelijke celcyclus arrestatie komt 1 tot 2 uur na ultraviolette straling voor, terwijl de p53-P21 as de celcyclus slechts enkele uren na ultraviolette behandeling beïnvloedt. Mailand et al. (2000) aldus geconcludeerd dat de reactie van de controlepost op de schade van DNA in 2 golven voorkomt. Overexpressie van CDC25A omzeilde het mechanisme van de arrestatie van de celcyclus, leidend tot verhoogde schade van DNA en verminderde celoverleving. Mailand et al. (2000) concludeerde dat de resultaten specifieke degradatie van CDC25A identificeerden als onderdeel van het DNA-schadecheckpointmechanisme en suggereerden hoe CDC25A overexpressie bij menselijke kanker zou kunnen bijdragen aan tumorigenese.

bij blootstelling aan ioniserende straling activeren eukaryotische cellen checkpointpaden om de progressie van de celcyclus te vertragen. Defecten in de ioniserende straling-geïnduceerde S-fase checkpoint veroorzaken ‘radiobestendige DNA-synthese,’ een fenomeen dat is geïdentificeerd bij kankergevoelige patiënten die lijden aan ataxie-telangiectasia. Cdc25a-fosfatase activeert CDK2, nodig voor de synthese van DNA, maar wordt gedegradeerd in reactie op de schade van DNA of vastgelopen replicatie. Falck et al. (2001) rapporteerde een functionele link tussen ATM (607585), checkpoint signaalkinase CHK2 (604373), en CDC25A, en impliceerde dit mechanisme bij het controleren van de S-fase checkpoint. Falck et al. (2001) toonde aan dat het ioniseren straling-veroorzaakte vernietiging van CDC25A zowel ATM als chk2-bemiddelde phosphorylation van CDC25A op serine-123 vereist. Een het ioniseren straling-veroorzaakt verlies van CDC25A proteã ne verhindert dephosphorylation van CDK2 en leidt tot een voorbijgaande blokkade van de replicatie van DNA. Falck et al. (2001) toonde ook aan dat tumor-geassocieerde chk2-allelen niet kunnen binden of phosphorylate CDC25A, en dat de cellen die deze chk2-allelen, opgeheven CDC25A, of een cdk2-mutant uitdrukken die geen remmende phosphorylation (CDK2AF) kunnen ondergaan er niet in slagen om de synthese van DNA te remmen wanneer bestraald. Falck et al. (2001) concludeerde dat hun resultaten CHK2 als kandidaat tumorontstoringsapparaat ondersteunen, en de ATM–CHK2–CDC25A–CDK2-weg identificeren als een genomic integriteitscontrolepunt dat radiobestendige DNA-synthese verhindert.

Falck et al. (2002) toonde aan dat experimentele blokkade van ofwel de nbs1 (602667)-MRE11 (600814) functie of de chk2-veroorzaakte gebeurtenissen leidt tot een gedeeltelijk radiobestendig DNA-synthese fenotype in menselijke cellen. Daarentegen maakt gelijktijdige interferentie met NBS1-MRE11 en de chk2-CDC25A-CDK2-routes de remming van de DNA-synthese die wordt geïnduceerd door ioniserende straling volledig ongedaan, wat resulteert in een volledige radiobestendige DNA-synthese die analoog is aan die veroorzaakt door defecte ATM. Bovendien werd CDK2-afhankelijke lading van CDC45 (603465) op replicatieoorsprong, een voorwaarde voor rekrutering van DNA-polymerase, verhinderd bij bestraling van normale of nbs1/MRE11-defecte cellen maar niet cellen met defecte ATM. Falck et al. (2002) concludeerde dat in reactie op ioniserende straling, fosforylatie van NBS1 en CHK2 door ATM leidt tot 2 parallelle takken van de DNA schade-afhankelijke S-fase checkpoint die samenwerken door het remmen van verschillende stappen van DNA-replicatie.

in Drosophila wordt de expressie van het cdc25-fosfatase ’twine’, dat de progressie door meiose bevordert, gereguleerd door ‘Boule’ (zie 606165), dat codeert voor een sleutelfactor van meiose in mannelijke geslachtscellen. Luetjens et al. (2004) onderzocht of een gemeenschappelijk mechanisme ten grondslag ligt aan het blok van de rijping van kiemcellen waargenomen bij idiopathische en nietidiopathische azoöspermische patiënten met meiotische arrestatie (270960). Zij onderzochten, door immunohistochemie, de expressie van BOULE en CDC25A fosfatase, de menselijke homolog van touw, bij 47 mannen met meiotische arrestatie, gemengde atrofie of normale spermatogenese. BOULE eiwitexpressie bij mannen met volledige spermatogenese was beperkt tot stadia van leptoteen tot stadia van late spermatocyten, terwijl CDC25A-expressie varieerde van leptoteen spermatocyten tot langwerpige spermatiden. Hoewel spermatocyten aanwezig waren in alle testiculaire biopten met meiotische arrestatie (28 testes), ontbrak de eiwitexpressie volledig. Bovendien was CDC25A in bijna alle biopten waarbij BOULE afwezig was, gelijktijdig afwezig. Er werden echter geen mutaties of polymorfismen in het BOULE-gen geà dentificeerd die het gebrek aan BOULE-of CDC25A-expressie konden verklaren. De auteurs concludeerden dat een belangrijke groep onvruchtbare mannen met meiotische arrestatie geen BOULE-eiwit en zijn vermeende doel, CDC25A-expressie hebben. Zij concludeerden ook dat spermatogeen falen lijkt te voortvloeien uit factor(s) stroomopwaarts van de BOULE, die mogelijk betrokken zijn bij het reguleren van transcriptie en/of vertaling van de BOULE.

Uto et al. (2004) vond Xenopus Chk1, maar niet Chk2, phosphorylated Xenopus Cdc25a bij thr504 en verhinderde het van interactie met diverse CDK-cyclin complexen door zijn eindpunt C. Deze remming, niet de afbraak van Cdc25a, was essentieel voor de arrestatie van de chk1-geïnduceerde celcyclus en het controlepunt voor DNA-replicatie in vroege embryo ‘ s. C-eindplaatsen gelijkwaardig aan thr504 bestaan in alle bekende Cdc25-familieleden van gist aan mens, en hun phosphorylation door Chk1 verhinderde alle onderzochte Cdc25-familieleden van interactie met hun CDK-cyclin-substraten.

Madlener et al. (2009) toonde aan dat matige hitteschok van 42 graden C Snelle CDC25A eiwitdegradatie en een vermindering van de progressie van de celcyclus veroorzaakte. CDC25A degradatie hing af van ser75-CDC25A fosforylering door p38-MAPK (MAPK14; 600289) en van Ser177-CDC25A fosforylering door CHK2, die een bindingsplaats voor 14-3-3 vormt (zie 113508). Op hitteschok, colokaliseerde CDC25A snel met 14-3-3 in de perinucleaire ruimte die met een daling van kern cdc25a eiwitniveaus gepaard ging. Consistent werd een 14-3-3 binding-deficiënte CDC25A dubbel-mutant die niet kan worden gefosforyleerd bij Ser177 en Tyr506 niet afgebroken als reactie op hitteschok, en er was geen bewijs voor een verhoogde colokalisatie van CDC25A met 14-3-3 in het cytosol. Daarom waren p38-MAPK, CHK2 en 14-3-3 bij hitteschok antagonisten van CDC25A-stabiliteit. CDC25A werd echter beschermd door hsp90aa1 (140571) in HEK293-cellen, omdat de specifieke remming van HSP90 met geldanamycine CDC25A-afbraak in hek293-cellen veroorzaakte, wat impliceert dat CDC25A een Hsp90-cliënteiwit is. Specifieke remming van HSP90, samen met hitteschok, veroorzaakte en versnelde afbraak van CDC25A en was zeer cytotoxisch. Madlener et al. (2009) concludeerde dat CDC25A wordt afgebroken door matige hitteschok en beschermd door HSP90.

CDC25-fosfatasen activeren de kinasen van de celdeling gedurende de hele celcyclus. Fauman et al. (1998) bepaald de 2.3-angstrom structuur van de menselijke CDC25A katalytische domein. De kristalstructuur onthulde een klein alfa / bèta domein met een vouw in tegenstelling tot eerder beschreven fosfatasestructuren maar identiek aan rhodanees, een zwavel-overdrachtproteã ne. Alleen de active-site lus, die het cys-(X)-5-arg-motief bevat, vertoonde gelijkenis met de tyrosinefosfatasen. In sommige kristallen vormde de katalytische cys430 een disulfidebinding met de invariante cys384, wat suggereert dat CDC25 zelf-geremd kan zijn tijdens oxidatieve stress. Asp383, eerder voorgesteld als algemeen zuur, dient in plaats daarvan een structurele rol, het vormen van een geconserveerde begraven zoutbrug. Fauman et al. (1998) stelde voor dat glu431 als algemeen zuur kan werken.

Demetrick and Beach (1993) bracht het CDC25A-gen in kaart tot 3p21 door fluorescentie in situ hybridisatie met bevestiging door PCR-analyse van hamster/humane somatische celhybride DNAs. Een gebied dichtbij 3p21 is vaak betrokken bij karyotypic abnormaliteiten in niercarcinomen, kleincellige carcinomen van de long, en goedaardige tumoren van de speekselklier.