Nepolipozni tip 2 MutL homologa 1 raka debelog crijeva (E. coli) jest protein koji je kod ljudi kodiran genom MLH1 sa hromosoma 3. To je gen koji se obično povezuje sa nasljednim nepolipoznim kolorektumskim karcinomom. Ortolozi ljudskog MLH1 su također proučavani na drugim organizmima, uključujući miša i pupajući kvasac Saccharomyces cerevisiae.
Aminokiselinska sekvenca Dužina polipeptidnog lanca je 756 aminokiselina, а molekulska težina 84.601 Da.
1020304050 MSFVAGVIRRLDETVVNRIAAGEVIQRPANAIKEMIENCLDAKSTSIQVI VKEGGLKLIQIQDNGTGIRKEDLDIVCERFTTSKLQSFEDLASISTYGFR GEALASISHVAHVTITTKTADGKCAYRASYSDGKLKAPPKPCAGNQGTQI TVEDLFYNIATRRKALKNPSEEYGKILEVVGRYSVHNAGISFSVKKQGET VADVRTLPNASTVDNIRSIFGNAVSRELIEIGCEDKTLAFKMNGYISNAN YSVKKCIFLLFINHRLVESTSLRKAIETVYAAYLPKNTHPFLYLSLEISP QNVDVNVHPTKHEVHFLHEESILERVQQHIESKLLGSNSSRMYFTQTLLP GLAGPSGEMVKSTTSLTSSSTSGSSDKVYAHQMVRTDSREQKLDAFLQPL SKPLSSQPQAIVTEDKTDISSGRARQQDEEMLELPAPAEVAAKNQSLEGD TTKGTSEMSEKRGPTSSNPRKRHREDSDVEMVEDDSRKEMTAACTPRRRI INLTSVLSLQEEINEQGHEVLREMLHNHSFVGCVNPQWALAQHQTKLYLL NTTKLSEELFYQILIYDFANFGVLRLSEPAPLFDLAMLALDSPESGWTEE DGPKEGLAEYIVEFLKKKAEMLADYFSLEIDEEGNLIGLPLLIDNYVPPL EGLPIFILRLATEVNWDEEKECFESLSKECAMFYSIRKQYISEESTLSGQ QSEVPGSIPNSWKWTVEHIVYKALRSHILPPKHFTEDGNILQLANLPDLY KVFERC
Funkcija
Ovaj gen je identificiran kao lokus koji je često mutirao nasljedni nepolipozni rak debelog crijeva. To je ljudski homolog gena mutL E. coli za popravku neusklađenosti DNK, koji posreduje u interakcijama protein-protein tokom prepoznavanja neusklađenosti, diskriminacije niti i uklanjanja lanca. Defekti u MLH1 povezani su sa mikrosatelitnom nestabilnošću uočenom kod nasljednog nepolipoznog raka debelog crijeva. Opisane su alternativno prerađene varijante transkripta koje kodiraju različite izoforme, ali njihova priroda pune dužine nije određena.
Uloga u popravljanju neusklađenosti DNK MLH1 protein je jedna komponenta sistema od sedam proteina DNK neusklađenosti koji djeluju koordinirano u uzastopnim koracima kako bi započeli popravak neusklađenosti DNK kod ljudi. Defekti u popravci neusklađenosti, koji se nalaze u oko 13% kolorektumskih karcinoma, mnogo su češći zbog nedostatka MLH1 nego nedostataka drugih proteina za popravku neusklađenosti DNK. Sedam proteina za popravku neusklađenosti DNK kod ljudi su: MLH1, MLH3, MSH2, MSH3, MSH6, PMS1 i PMS2. Osim toga, postoje potputevi popravljanja neusklađenosti DNK-a zavisni od Exo1 i Exo1.
Nepodudaranja DNK nastaju kada je jedna baza nepravilno uparena s drugom bazom ili kada postoji kratko dodavanje ili delecija u jednom lancu DNK koji se ne podudara u drugom lancu. Nepodudarnosti se obično javljaju kao posljadica grešaka u replikaciji DNK ili tokom genetičke rekombinacije. Prepoznavanje tih neusklađenosti i njihovo popravljanje je važno za ćelije jer neuspjeh u tome rezultira nestabilnošću mikrosatelita i povećanom spontanom stopom mutacija (mutirani fenotip). Među 20 procijenjenih karcinoma, mikrosatelitski nestabilnih karcinom debelog crijeva (nedostatak popravke neusklađenosti) je imao drugu najveću učestalost mutacija (poslije melanoma).
Heterodimer između MSH2 i MSH6 prvo prepoznaje neusklađenost, iako heterodimer između MSH2 i MSH3 također može pokrenuti proces. Formiranje MSH2-MSH6 heterodimera uključuje drugi heterodimer MLH1 i PMS2, iako onaj između MLH1 i PMS3 ili MLH3 može zamijeniti PMS2. Ovaj proteinski kompleks formiran između dva seta heterodimera omogućava pokretanje popravke defekta neusklađenosti.
Ostali genski proizvodi uključeni u popravku neusklađenosti (nakon iniciranja gena za popravku neusklađenosti DMA) uključuju DNK-polimerazu delta, PCNA, RPA, HMGB1 , RFC i DNK ligazu I, plus modificirajuće faktore histon i hromatin.
Nedovoljna ekspresija kod raka
{| class="wikitable sortable" |+ Nedovoljna ekspresija u MLH1'!width="200"|Tip kancera !width="100"|Učestalost deficijencije kod raka !width="100"| Učestalost nedostatka u susjednom defekt polja |- |Rak želuca |32% |24% – 28% |- |Rak želuca (fovea tip tumora) |74% |71% |- |Visokoindicirani rak želuca u Kašmirskoj dolini |73% |20% |- |Rak jednjaka |73% |27% |- |Rak pločastih ćelija glave i vrata (HNSCC) |31% – 33% |20% – 25% |- |Nemaloćelijski rak pluća (NSCLC) |69% |72% |- |Rak debelog crijeva |10%
Epigenetička represija Samo manjina sporadičnih karcinoma sa nedostatkom popravke DNK ima mutaciju gena za popravak DNK. Međutim, većina sporadičnih karcinoma s nedostatkom popravke DNK ima jednu ili više epigenetičkih promjena koje smanjuju ili utišavaju ekspresiju gena za popravak DNK. U gornjoj tabeli, većina nedostataka MLH1 nastala je zbog metilacija promotorske regije gena MLH1. Drugi epigenetički mehanizam koji smanjuje ekspresiju MLH1 je prekomjerna ekspresija miR-155. MiR-155 cilja na MLH1 i MSH2, a inverzna korelacija između ekspresije miR-155 i ekspresije MLH1 ili MSH2 proteina pronađena je kod ljudskog kolorektumskog karcinoma.
Mejoza
Pored uloge u popravljanju neusklađenosti DNK, protein MLH1 je također uključen u mejotaki hromosomski krosingover. MLH1 formira heterodimer sa MLH3, koji je neophodan da oociti napreduju tokom mejotske metafaze II. Ženke i mužjaci MLH1(–/ –) mutantnih miševa su neplodni, a neplodnost je povezana sa smanjenim nivoom hijazmi. Tokom spermatogeneze kod MLH1 (–/–) mutantnih hromosoma miševa često se hromosomi prerano odvajaju i često dolazi do zaustavljanja prve mejozne diobe. Kod ljudi, uobičajena varijanta "MLH1" gena povezan je sa povećanim rizikom od oštećenja spermatozoida i muške neplodnosti.
thumb|400px|Važeći model mejotske rekombinacije, iniciran prekidom ili prazninom dvostrukog lanca, nakon čega slijedi uparivanje s homolognim hromozomom i invazija lanca kako bi se pokrenuo proces rekombinacijske popravke. Popravka jaza može dovesti do krosingovera (CO) ili bez razmjene (NCO) bočnih regija. Smatra se da se rekombinacija CO javlja pomoću modela dvostruke Hollidayeve veze (DHJ), ilustrovane na desnoj strani, iznad. Smatra se da se NCO rekombinanti javljaju prvenstveno po modelu fokusiranja zavisnih od lanaca sinteteze (SDSA), ilustrovanih na lijevoj strani, gore. Većina rekombinacije je tipa SDSA. Protein MLH1 nalazi se na mjestima ukrštanja u mejotskim hromosomima. Rekombinacija tokom mejoze je često inicirana prekidom dvostrukog lanca DNK (DSB) kao što je ilustrovano u pratećem dijagramu. Tokom rekombinacije, dijelovi DNK na 5' krajevima loma su odsječeni u procesu koji se naziva "resekcija". U koraku invazije lanca koji slijedi, nadeksprimirani 3' kraj prekinute molekule DNK tada "napada" DNK homolognog hromosoma koji nije prekinut formirajući petlju pomjeranja (D-petlja). Nakon invazije lanca, daljnji slijed događaja može ići po bilo kojem od dva glavna puta koji vode do krosing-overa (CO) ili neukrštanja (NCO) rekombinanta (vidi Genetička rekombinacija). Put koji vodi do CO uključuje dvostruki intermedijer Hollidayevih spojeva (DHJ). Hollidayevi spojevi moraju biti riješeni da bi se završila rekombinacija CO.
U pupajućem kvascu Saccharomyces cerevisiae'', kao i kod miša, MLH1 formira heterodimer sa MLH3. Mejotski CO zahtijeva razrješenje Hollidayevih spojeva, djelovanjem MLH1-MLH3 heterodimera. MLH1-MLH3 heterodimer je endonukleaza koja pravi jednolančane prekide u superspiralizacije u dvolančanoj DNK. MLH1-MLH3 se specifično veže za Hollidayeve spojeve i može djelovati kao dio većeg kompleksa za njihovu obradu tokom mejoze. MLH1-MLH3 heterodimer (MutL gama) zajedno sa EXO1 i Sgs1 (ortolog helikaza Bloomovog sindroma) definiraju put rezolucije zajedničkih molekula koji proizvodi većinu krosingovera u pupajućem kvascu i, prema tome, i kod sisara.
Klinički značaj
MLH1 također se može povezati s Turcotovim sindromom.
Interakcije
Pokazalo se da je MLH1 u interakciji sa:
Proteinom Bloomovog sindroma Egzonukleazom 1, MBD4, MSH4, Myc, i PMS2.
Također pogledajte Popravak DNK
Reference
Dopunska literatura
Vanjski linkovi FAQs on HNPCC from the National Institute of Health GeneReviews/NCBI/NIH/UW entry on Lynch syndrome
Kategorija:Geni na hromosomu 3 Kategorija:Ljudski proteini Kategorija:Proteomika Kategorija:Onkogeni