TEXT

familia de proteine a ciclului de diviziune celulară 25 (CDC25) sunt fosfataze cu dublă specificitate foarte conservate care activează complexele kinazei dependente de ciclină (CDK), care la rândul lor Reglează progresia prin ciclul de diviziune celulară. Fosfatazele CDC25 sunt, de asemenea, componente cheie ale căilor de control care se activează în caz de deteriorare a ADN-ului. În celulele mamiferelor, au fost identificate 3 izoforme: CDC25A, CDC25B (116949) și CDC25C (157680). CDC25A activează în principal complexele CDK2 (116953)-ciclină E (123837) și CDK2-ciclină A (123835) în timpul tranziției G1-S, dar are și un rol în timpul tranziției G2-M prin activarea complexelor CDK1 (116940) – ciclină B (123836), despre care se crede că inițiază condensarea cromozomilor (rezumat de Boutros și colab., 2007).

Galaktionov și Beach (1991) au clonat un ADNc corespunzător genei umane CDC25A dintr-o bibliotecă de teratocarcinom.

Galaktionov și colab. (1995) a arătat că în celulele rozătoarelor, cdc25a sau CDC25B umane, dar nu fosfatazele CDC25C cooperează fie cu mutația gly12-to-val a genei HRAS (190020.0001), fie cu pierderea RB1 (614041) în formarea focarului oncogen. Transformanții au fost foarte aneuploizi, au crescut în agar moale și au format tumori de grad înalt la șoareci nudi. Supraexprimarea CDC25B a fost detectată la 32% din cancerele mamare primare umane testate. pentru a proteja integritatea genomului și pentru a asigura supraviețuirea, celulele eucariote expuse stresului genotoxic încetează să prolifereze pentru a oferi timp pentru repararea ADN-ului. Mailand și colab. (2000) a demonstrat că celulele umane răspund la lumina ultravioletă sau la radiațiile ionizante prin degradarea rapidă, ubiquitină și proteozomică a CDC25A, o fosfatază care este necesară pentru progresia de la G1 la faza S a ciclului celular. Acest răspuns a implicat proteina kinază chk1 activată (603078), dar nu Calea p53 (191170), iar tirozina inhibitoare persistentă fosforilarea CDK2 (116953) a blocat intrarea în faza S și replicarea ADN-ului. Oprirea ciclului celular dependent de CDC25A are loc la 1 până la 2 ore după radiațiile ultraviolete, în timp ce axa p53-p21 afectează ciclul celular la numai câteva ore după tratamentul cu ultraviolete. Mailand și colab. (2000) a concluzionat astfel că răspunsul punctului de control la deteriorarea ADN-ului are loc în 2 valuri. Supraexprimarea CDC25A a ocolit mecanismul de stopare a ciclului celular, ducând la deteriorarea ADN-ului îmbunătățit și scăderea supraviețuirii celulare. Mailand și colab. (2000) a concluzionat că rezultatele au identificat degradarea specifică a CDC25A ca parte a mecanismului de control al daunelor ADN și au sugerat modul în care supraexprimarea CDC25A în cancerele umane ar putea contribui la tumorigeneză.

atunci când sunt expuse la radiații ionizante, celulele eucariote activează căile de control pentru a întârzia progresia ciclului celular. Defectele punctului de control al fazei S induse de radiații ionizante determină sinteza ADN radiorezistentă, un fenomen care a fost identificat la pacienții predispuși la cancer care suferă de ataxie-telangiectazie. Fosfataza CDC25A activează CDK2, necesară pentru sinteza ADN-ului, dar devine degradată ca răspuns la deteriorarea ADN-ului sau la replicarea blocată. Falck și colab. (2001) a raportat o legătură funcțională între ATM (607585), kinaza de semnalizare a punctului de control CHK2 (604373) și CDC25A și a implicat acest mecanism în controlul punctului de control al fazei S. Falck și colab. (2001) a arătat că distrugerea CDC25A indusă de radiații ionizante necesită atât ATM, cât și fosforilarea mediată de CHK2 a CDC25A pe Serina-123. O pierdere indusă de radiații ionizante a proteinei CDC25A previne defosforilarea CDK2 și duce la o blocare tranzitorie a replicării ADN-ului. Falck și colab. (2001) a arătat, de asemenea, că alelele chk2 asociate tumorii nu se pot lega sau fosforila CDC25A și că celulele care exprimă aceste alele CHK2, CDC25A crescute sau un mutant CDK2 incapabil să sufere fosforilare inhibitoare (CDK2AF) nu reușesc să inhibe sinteza ADN-ului atunci când sunt iradiate. Falck și colab. (2001) au concluzionat că rezultatele lor susțin CHK2 ca supresor tumoral candidat și identifică calea ATM-CHK2-CDC25A-CDK2 ca un punct de control al integrității genomice care împiedică sinteza ADN-ului radiorezistent.

Falck și colab. (2002) a demonstrat că blocarea experimentală a funcției NBS1 (602667)-MRE11 (600814) sau a evenimentelor declanșate de CHK2 duce la un fenotip parțial de sinteză a ADN-ului radiorezistent în celulele umane. În schimb, interferența concomitentă cu NBS1-MRE11 și căile CHK2-CDC25A-CDK2 elimină în totalitate inhibarea sintezei ADN indusă de radiațiile ionizante, rezultând o sinteză completă a ADN-ului radiorezistent analogă cu cea cauzată de ATM defect. În plus, încărcarea dependentă de CDK2 a CDC45 (603465) pe originile de replicare, o condiție prealabilă pentru recrutarea ADN polimerazei, a fost împiedicată la iradierea celulelor normale sau NBS1/MRE11-defecte, dar nu a celulelor cu ATM defect. Falck și colab. (2002) a concluzionat că, ca răspuns la radiațiile ionizante, fosforilarea NBS1 și CHK2 de către ATM declanșează 2 ramuri paralele ale punctului de control în fază s dependent de deteriorarea ADN-ului care cooperează prin inhibarea etapelor distincte ale replicării ADN-ului.

în Drosophila, expresia ‘sforii’ fosfatazei cdc25, care promovează progresia prin meioză, este reglementată de ‘Boule’ (vezi 606165), care codifică un factor cheie al meiozei în celulele germinale masculine. Luetjens și colab. (2004) a investigat dacă un mecanism comun stă la baza blocului de maturare a celulelor germinale observat la pacienții azoospermici idiopatici și nonidiopatici cu stop meiotic (270960). Ei au examinat, prin imunohistochimie, expresia fosfatazei BOULE și CDC25A, omologul uman al firului, la 47 de bărbați cu stop meiotic, atrofie mixtă sau spermatogeneză normală. Expresia proteinei BOULE la bărbații cu spermatogeneză completă a fost limitată la stadii de la leptoten până la stadii de spermatocite tardive, în timp ce expresia CDC25A a variat de la spermatocite leptotene la spermatide elongante. Deși spermatocitele au fost prezente în toate biopsiile testiculare cu stop meiotic (28 de testicule), expresia proteinei BOULE a lipsit complet. În plus, în aproape toate biopsiile în care BOULE a fost absent, CDC25A a lipsit concomitent. Cu toate acestea, nu au fost identificate mutații sau polimorfisme în gena BOULE care ar putea explica lipsa expresiei BOULE sau CDC25A. Autorii au concluzionat că un grup major de bărbați infertili cu stop meiotic nu au proteine BOULE și ținta sa presupusă, expresia CDC25A. De asemenea, au concluzionat că eșecul spermatogen pare să apară din factorul(factorii) din amonte de BOULE, care sunt posibil implicați în reglarea transcrierii și/sau traducerii BOULE.

Uto și colab. (2004) a găsit Xenopus Chk1, dar nu Chk2, fosforilat Xenopus Cdc25a la thr504 și l-a inhibat să interacționeze cu diverse complexe Cdk-ciclină prin capătul său C. Această inhibare, nu degradarea Cdc25a, a fost esențială pentru oprirea ciclului celular indusă de Chk1 și punctul de control al replicării ADN la embrionii timpurii. Siturile C-terminale echivalente cu thr504 există în toți membrii familiei Cdc25 cunoscuți, de la drojdie la om, iar fosforilarea lor de către Chk1 a inhibat toți membrii familiei cdc25 examinați să interacționeze cu substraturile lor Cdk-ciclină.

Madlener și colab. (2009) a arătat că șocul termic moderat de 42 de grade C a provocat degradarea rapidă a proteinelor CDC25A și o reducere a progresiei ciclului celular. Degradarea CDC25A a depins de fosforilarea Ser75-CDC25A prin p38-MAPK (MAPK14; 600289) și de fosforilarea Ser177-CDC25A prin CHK2, care formează un situs de legare pentru 14-3-3 (vezi 113508). La șocul termic, CDC25A s-a colocalizat rapid cu 14-3-3 în spațiul perinuclear, care a fost însoțit de o scădere a nivelurilor de proteine cdc25a nucleare. În mod consecvent, un dublu mutant CDC25A cu deficit de legare 14-3-3 care nu poate fi fosforilat la Ser177 și Tyr506 nu a fost degradat ca răspuns la șocul termic și nu au existat dovezi pentru o colocalizare crescută a CDC25A cu 14-3-3 în citosol. Prin urmare, la șocul termic, p38-MAPK, CHK2 și 14-3-3 au fost antagoniști ai stabilității CDC25A. Cu toate acestea, CDC25A a fost protejat de Hsp90AA1 (140571) în celulele HEK293, deoarece inhibarea specifică a HSP90 cu geldanamicină a provocat degradarea CDC25A în celulele HEK293, implicând faptul că CDC25A este o proteină client hsp90. Inhibarea specifică a HSP90, împreună cu șocul termic, a determinat și accelerat degradarea CDC25A și a fost foarte citotoxică. Madlener și colab. (2009) a concluzionat că CDC25A este degradat de șocul termic moderat și protejat de HSP90.

fosfatazele CDC25 activează kinazele diviziunii celulare pe tot parcursul ciclului celular. Fauman și colab. (1998) a determinat structura 2.3-angstrom a domeniului catalitic CDC25A uman. Structura cristalină a dezvăluit un mic domeniu alfa / beta cu un pliu spre deosebire de structurile fosfatazei descrise anterior, dar identic cu rhodanese, o proteină de transfer de sulf. Numai bucla de sit activ, care conține motivul cys-(X)-5-arg, a arătat similitudine cu tirozin fosfatazele. În unele cristale, cys430 catalitic a format o legătură disulfură cu cys384 invariant, sugerând că CDC25 poate fi auto-inhibat în timpul stresului oxidativ. Asp383, propus anterior a fi acidul general, servește în schimb un rol structural, formând o punte de sare îngropată conservată. Fauman și colab. (1998) a propus ca glu431 să poată acționa ca un acid general.

Demetrick și Beach (1993) au cartografiat gena CDC25A la 3p21 prin hibridizare fluorescentă in situ cu confirmare prin analiza PCR a ADN-urilor hibride de hamster / celule somatice umane. O zonă din apropierea 3p21 este frecvent implicată în anomalii cariotipice în carcinoamele renale, carcinoamele cu celule mici ale plămânului și tumorile benigne ale glandei salivare.