bélyegkép|A PolD–PCNA komplex krioelektron-mikroszkópos képe A proliferálósejt-magantigén (PCNA) DNS-kapocs, a DNS-polimeráz δ replikációhoz szükséges processzivitási faktora. A PCNA homotrimer, processzivitását a DNS-t körbevéve éri el, ahol támaszt, és a DNS-replikációban, a DNS-javításban, a kromatinátrendezésben és az epigenetikában fontos fehérjéket aktivál.
Sok fehérje kölcsönhat a PCNA-val a két PCNA-val kölcsönható motívum, a PCNA-kölcsönható peptid (PIP) box vagy az AlkB-homológ 2 PCNA-kölcsönható motívum (APIM) valamelyikével. A PIP-boxszal a PCNA-hoz kötő fehérjék elsősorban a DNS-replikációban, az APIM-mal kötők elsősorban a genotoxikus stresszben fontosak. Funkció A gén által kódolt fehérje a magban található és a DNS-polimeráz δ kofaktora. A kódolt fehérje homotrimerként működik és segíti a vezető száli szintézis processzivitásának növelését a DNS-replikáció során. DNS-károsodás esetén a fehérje ubikvitinálódik, és a RAD6-dependens DNS-javító útban vesz részt. Két azonos fehérjét kódoló transzkriptumvariáns ismert a génhez. A 4. és az X-kromoszómán ismertek pszeudogénjei.
A PCNA megtalálható archeákban is a polD, az egyetlen többfunkciós archea-DNS-polimeráz processzivitási faktorjaként. Struktur A PCNA 261 aminosavból áll, molekulatömege mintegy 28,7 kDa. A fehérje 3 azonos alegységből áll (homotrimer), melyek gyűrűt alkotnak és 12 szimmetrikusan elhelyezkedő α-hélixszel kötnek a kétszálú DNS-hez (dsDNS). Evolúció A PCNA funkcionálisan a bakteriális β-clamphez hasonlít, mely a PCNA-hoz hasonlóan 12 szimmetrikusan elhelyezkedő α-hélixszel köt a DNS-hez, azonban a PCNA-val ellentétben homodimer. Ez a DNS-polimeráz III β-alegységének két molekulájából áll. A β-clampet a γ-komplex teszi a DNS-re. A γ-komplex 5 alegységével az eukarióta RFC-hez hasonlít. Magi expresszió a DNS-szintézis során A PCNA-t eredetileg a sejtmagban a sejtciklus S fázisa során expresszált antigénként azonosították. Egy részét szekvenálták, e szekvenciával cDNS-klónt izoláltak. A PCNA a DNS-polimeráz δ-t (Pol δ) a DNS-hez közel tartja. A PCNA-t a DNS-hez to a replikációs faktor C kapcsolja, mely az AAA+ ATPázosztály heteropentamer tagja. A PCNA-expressziót az E2F transzkripciós faktort tartalmazó komplexek irányítják. Szerep a DNS-javításban Mivel a DNS-polimeráz ε fontos a kivágott DNS-szálak reszintézisében a DNS-javítás során, a PCNA a DNS-szintézishez és a DNS-javításhoz is fontos.
A PCNA fontos a posztreplikációs javításban is. Ennek 2 alútvonala van: Egy transzléziós szintézis, melyet csak bizonyos, aktív helyeikre a megálló replikatív polimerázokkal ellentétben károsodott bázist illeszteni tudó és a hibát átugró polimerázok tudnak és egy feltételezett „templátváltás”, mely a homológ rekombinációval történő károsodásátugrást teheti lehetővé. A PCNA ezek aktiválásához és a sejt által használt út kiválasztásához fontos. A PCNA poszttranszlációsan ubikvitinálódik. A 164. lizinen lévő ubikvitin aktiválja a transzléziós szintézist. Ennek bővülése nem kanonikus Lys63-kötött poliubikvitinlánccal a PCNA-n feltehetően a templátváltást aktiválja. Továbbá a PCNA Lys164 (és kisebb mértékben a Lys127) kis ubikvitinszerű módosító (SUMO) általi módosulása inhibeálja a templátváltást. Ennek oka, hogy a SUMO-ilált PCNA a homológ rekombinációhoz szükséges Rad51 nukleoprotein szálakat megzavaró Srs2 DNS-helikázt aktiválja. PCNA-kötő fehérjék A PCNA számos fehérjével kölcsönhat.
Apoptotikus faktorok ATPázok báziseltávolításos javítást végző enzimek sejtciklusszabályzók kromatin-újramodellezési faktor kapocstöltő kohezin DNS-ligáz DNS-metiltranszferáz DNS-polimerázok E2 SUMO-konjugáló enzim E3 ubikvitinligázok Flap endonukleáz Helikázok Hiszton-acetiltranszferáz Hisztonchaperon Hiszton-deacetiláz párhibajavító enzimek licencelő faktor NKp44-receptor a nukleotideltávolításos javítás enzimjei poli-ADP-ribóz-polimeráz prokaszpázok fehérjekinázok TCP-fehérjedomén topoizomeráz
Kölcsönhatások A PCNA az alábbi fehérjékkel kölcsönhat:
annexin A2 CAF-1 CDC25C CHTF18 ciklin D1 ciklin O ciklindependens kináz 4 ciklindependenskináz-inhibitor 1C DNMT1 EP300 testvérkromatidakohézió-létrehozó 2 flap szerkezetspecifikus endonukleáz 1 GADD45A GADD45G HDAC1 HUS1 ING1 KCTD13 KIAA0101 Ku70 Ku80 MCL1 MSH3 MSH6 MUTYH P21 POLD2 POLD3 POLDIP2 POLH POLL RFC1 RFC2 RFC3 RFC4 RFC5 ubikvitin C Werner-szindróma-ATP-dependenshelikáz XRCC1 Y-box-kötő fehérje 1
A PCNA-val APIM révén kölcsönhatnak például a humán AlkB-homológ 2, a TFIIS-L, a TFII-I, a Rad51B, az XPA, a ZRANB3 és az FBH1. Használat Anti-PCNA antitestek, például a Ki-67 monoklonális antitest, használhatók a különböző tumorok, például asztrocitóma osztályzására. Értékük lehet diagnosztikai vagy prognosztikai. A PCNA magi eloszlásának leképezése antitestjelöléssel használható a sejtciklus S fázisának korai, középső vagy késői részének megkülönböztetésére. Ezek fontos korlátja, hogy a sejteket rögzíteni kell, lehetséges hibákat okozva.
Azonban a replikáció és a javítás dinamikája élő sejtekben a PCNA transzlációs fúzióival vizsgálható. A transzfekció szükségességének megszüntetéséhez és a nehezen transzfektálható vagy rövid életű sejtek problémájának megkerüléséhez sejtpermeábilis replikációs és javítási markerek használhatók. E peptidek lehetővé teszik az in situ, élő szövetben történő használatot és az osztódó sejtek megkülönböztetését a javítás alatt állóktól.
A caPCNA, egy ráksejtekben gyakori poszttranszlációsan módosult PCNA-izoforma potencális rákterápiás célpont. Egy 2023-as City of Hope National Medical Center-preklinikaikutatás egy AOH1996-ot használó célzott kemoterápiáról szól, mely szupresszálja a tumornövekedést jelentős mellékhatás nélkül.
Jegyzetek
Fordítás
További információk
ANA: Cell cycle related (Mitotic): PCNA type 1 and type 2 Antibody Patterns—Antibody Patterns.com
Kategória:Onkológia