TEXT

celldelningscykeln 25 (CDC25) familj av proteiner är mycket konserverade dubbla specificitetsfosfataser som aktiverar cyklinberoende Kinas (CDK) – komplex, som i sin tur reglerar progression genom celldelningscykeln. CDC25-fosfataser är också viktiga komponenter i kontrollvägarna som aktiveras vid DNA-skador. I däggdjursceller har 3 isoformer identifierats: CDC25A, CDC25B (116949) och CDC25C (157680). CDC25A aktiverar huvudsakligen CDK2 (116953)-cyklin E (123837) och CDK2-cyklin A (123835) komplex under G1-S-övergången, men har också en roll under G2-M-övergången genom att aktivera CDK1 (116940) – cyklin B (123836) komplex, som tros initiera kromosomkondensation (sammanfattning av Boutros et al., 2007).

Galaktionov och Beach (1991) klonade ett cDNA motsvarande den humana CDC25A-genen från ett teratocarcinombibliotek.

Galaktionov et al. (1995) visade att i gnagarceller samarbetar humana CDC25A eller CDC25B men inte CDC25C-fosfataser med antingen gly12-till-val-mutationen av HRAS-genen (190020.0001) eller förlust av RB1 (614041) vid onkogen fokusbildning. Transformanterna var mycket aneuploida, växte i mjuk agar och bildade högkvalitativa tumörer i nakna möss. Överuttryck av CDC25B detekterades i 32% av humana primära bröstcancer testade.

för att skydda genomintegritet och säkerställa överlevnad upphör eukaryota celler utsatta för genotoxisk stress att proliferera för att ge tid för DNA-reparation. Mailand et al. (2000) visade att mänskliga celler svarar på ultraviolett ljus eller joniserande strålning genom snabb, ubiquitin – och proteasomberoende proteinnedbrytning av CDC25A, ett fosfatas som krävs för progression från G1 till S-fas i cellcykeln. Detta svar involverade aktiverat CHK1-proteinkinas (603078) men inte p53 (191170) – vägen och den bestående hämmande tyrosinfosforyleringen av CDK2 (116953) blockerade inträde i S-fas och DNA-replikation. CDC25A-beroende cellcykelstopp inträffar 1 till 2 timmar efter ultraviolett strålning, medan p53-p21-axeln påverkar cellcykeln endast flera timmar efter ultraviolett behandling. Mailand et al. (2000) drog således slutsatsen att kontrollpunktssvaret på DNA-skador uppträder i 2 vågor. Överuttryck av CDC25A kringgick mekanismen för cellcykelstopp, vilket ledde till förbättrad DNA-skada och minskad cellöverlevnad. Mailand et al. (2000) drog slutsatsen att resultaten identifierade specifik nedbrytning av CDC25A som en del av DNA-skadekontrollmekanismen och föreslog hur CDC25A-överuttryck i humana cancerformer kan bidra till tumörgenes.

när de utsätts för joniserande strålning aktiverar eukaryota celler kontrollvägar för att fördröja cellcykelns progression. Defekter i den joniserande strålningsinducerade s-faskontrollpunkten orsakar radioresistent DNA-syntes, ett fenomen som har identifierats hos cancerbenägna patienter som lider av ataxi-telangiektasi. CDC25A-fosfatas aktiverar CDK2, som behövs för DNA-syntes, men försämras som svar på DNA-skada eller stoppad replikering. Falck et al. (2001) rapporterade en funktionell länk mellan ATM (607585), kontrollpunktssignalkinas CHK2 (604373) och CDC25A och involverade denna mekanism vid styrning av s-faskontrollen. Falck et al. (2001) visade att joniserande strålningsinducerad förstörelse av CDC25A kräver både ATM och CHK2-medierad fosforylering av CDC25A på serin-123. En joniserande strålningsinducerad förlust av CDC25A-protein förhindrar defosforylering av CDK2 och leder till en övergående blockad av DNA-replikation. Falck et al. (2001) visade också att tumörassocierade CHK2-alleler inte kan binda eller fosforylera CDC25A, och att celler som uttrycker dessa CHK2-alleler, förhöjd CDC25A eller en CDK2-mutant som inte kan genomgå hämmande fosforylering (CDK2AF) misslyckas med att hämma DNA-syntes vid bestrålning. Falck et al. (2001) drog slutsatsen att deras resultat stöder CHK2 som kandidattumörsuppressor och identifierar ATM-CHK2-CDC25A-CDK2-vägen som en genomisk integritetskontroll som förhindrar radioresistant DNA-syntes.

Falck et al. (2002) visade att experimentell blockad av antingen nbs1 (602667)-mre11 (600814)-funktionen eller de CHK2-utlösta händelserna leder till en partiell radioresistant DNA-syntesfenotyp i humana celler. Däremot avskaffar samtidig interferens med NBS1-MRE11 och chk2-CDC25A-CDK2-vägarna helt hämning av DNA-syntes inducerad av joniserande strålning, vilket resulterar i fullständig radioresistent DNA-syntes analog med den som orsakas av defekt ATM. Dessutom förhindrades CDK2-beroende belastning av CDC45 (603465) på replikationsursprung, en förutsättning för rekrytering av DNA-polymeras, vid bestrålning av normala eller nbs1/MRE11-defekta celler men inte celler med defekt ATM. Falck et al. (2002) drog slutsatsen att som svar på joniserande strålning utlöser fosforylering av NBS1 och CHK2 av ATM 2 parallella grenar av DNA-skadaberoende s-faskontrollpunkt som samarbetar genom att hämma distinkta steg för DNA-replikation.

i Drosophila regleras uttrycket av cdc25-fosfatas ’garn’, som främjar progression genom meios, av ’Boule’ (se 606165), som kodar för en nyckelfaktor för meios i manliga könsceller. Luetjens et al. (2004) undersökte om en gemensam mekanism ligger till grund för blocket av bakteriecellmognad observerad hos idiopatiska och nonidiopatiska azoospermiska patienter med meiotisk arrestering (270960). De undersökte, genom immunhistokemi, uttryck av BOULE och CDC25A fosfatas, den mänskliga homologen av garn, hos 47 män med meiotisk arrestering, blandad atrofi eller normal spermatogenes. BOULE-proteinuttryck hos män med fullständig spermatogenes begränsades till steg från leptoten upp till stadier av sena spermatocyter, medan CDC25A-uttryck varierade från leptotenspermatocyter till långsträckta spermatider. Även om spermatocyter var närvarande i alla testikelbiopsier med meiotisk arrestering (28 testiklar) saknades BOULE-proteinuttryck helt. Dessutom saknades CDC25A samtidigt i nästan alla biopsier där BOULE saknades. Emellertid identifierades inga mutationer eller polymorfismer i BOULE-genen som kunde förklara bristen på BOULE-eller CDC25A-uttryck. Författarna drog slutsatsen att en stor grupp infertila män med meiotisk arrestering saknar BOULE-protein och dess förmodade mål, CDC25A-uttryck. De drog också slutsatsen att spermatogent misslyckande verkar uppstå från faktor(er) uppströms BOULE, som eventuellt är involverade i reglering av transkription och/eller översättning av BOULE.

Uto et al. (2004) hittade Xenopus Chk1, men inte Chk2, fosforylerade Xenopus Cdc25a vid thr504 och hämmade den från att interagera med olika Cdk-cyklinkomplex genom sin C-terminal. Denna hämning, inte cdc25a-nedbrytning, var väsentlig för Chk1-inducerad cellcykelstopp och DNA-replikationskontroll i tidiga embryon. C-terminala platser motsvarande thr504 finns i alla kända Cdc25 – familjemedlemmar från jäst till människa, och deras fosforylering av Chk1 hämmade alla undersökta Cdc25-familjemedlemmar från att interagera med sina Cdk-cyklinsubstrat.

Madlener et al. (2009) visade att måttlig värmechock på 42 grader C orsakade snabb CDC25A-proteinnedbrytning och en minskning av cellcykelprogression. Cdc25a-nedbrytning berodde på ser75-CDC25A-fosforylering med p38-MAPK (MAPK14; 600289) och på ser177-CDC25A-fosforylering med CHK2, som bildar ett bindningsställe för 14-3-3 (se 113508). Vid värmechock samlokaliserades CDC25A snabbt med 14-3-3 i perinukleärt utrymme som åtföljdes av en minskning av nukleära CDC25A-proteinnivåer. Konsekvent, en 14-3-3 bindningsbristande CDC25A dubbelmutant som inte kan fosforyleras vid Ser177 och Tyr506 försämrades inte som svar på värmechock, och det fanns inga bevis för en ökad kolokalisering av CDC25A med 14-3-3 i cytosolen. Därför var p38-MAPK, CHK2 och 14-3-3 antagonister av CDC25A-stabilitet vid värmechock. CDC25A skyddades emellertid av Hsp90AA1 (140571) i HEK293-celler, eftersom den specifika hämningen av HSP90 med geldanamycin orsakade cdc25a-nedbrytning i HEK293-celler, vilket innebar att CDC25A är ett Hsp90-klientprotein. Specifik hämning av HSP90, tillsammans med värmechock, orsakade och accelererad nedbrytning av CDC25A och var mycket cytotoxisk. Madlener et al. (2009) drog slutsatsen att CDC25A försämras av måttlig värmechock och skyddas av HSP90.

CDC25-fosfataser aktiverar celldelningskinaserna under hela cellcykeln. Fauman et al. (1998) bestämde 2.3-angstrom-strukturen för den humana CDC25A-katalytiska domänen. Kristallstrukturen avslöjade en liten alfa / beta-domän med en vikning till skillnad från tidigare beskrivna fosfatasstrukturer men identisk med rhodanese, ett svavelöverföringsprotein. Endast den aktiva platsen, innehållande cys-(X)-5-arg-motivet, visade likhet med tyrosinfosfataserna. I vissa kristaller bildade den katalytiska cys430 en disulfidbindning med den invarianta cys384, vilket tyder på att CDC25 kan vara självhämmad under oxidativ stress. Asp383, som tidigare föreslagits vara den allmänna syran, tjänar istället en strukturell roll och bildar en konserverad begravd saltbro. Fauman et al. (1998) föreslog att glu431 kan fungera som en allmän syra.

DEMETRICK och Beach (1993) mappade CDC25A-genen till 3p21 genom fluorescens in situ hybridisering med bekräftelse genom PCR-analys av hamster/humana somatiska cellhybrid-DNA. Ett område nära 3p21 är ofta involverat i karyotypiska avvikelser i njurkarcinom, småcellskarcinom i lungan och godartade tumörer i spottkörteln.