1.1.1. Общая характеристика и структура системы AP-1
Транскрипционные факторы - ДНК-связывающие белки, имеющие селек- тивную аффинность к специфическим нуклеотидным последовательностям и играющие ключевую роль в регуляции активности РНК-полимеразы II и экс- прессии генов.
Белок-активатор-1 (AP-1) - один из наиболее хорошо изученных членов этой группы, обладающий высоким сродством к 7-bp последовательно- сти раннего промотора SV40. Он относится к группе димерных белков с «лей- циновой молней», включающей члены семейств Jun, Fos и активирующего транскрипционного фактора (ATF) и состоящей из большого числа различных комбинаций гетеро- и гомодимеров, при этом состав транскрипционного факто- ра определяет регулируемые им гены.AP-1 регулирует большое число генов, вовлеченных в процессы пролифе- рации, морфогенеза, апоптоза и дифференцировки, а также клеточной защиты. Многие AP-1-зависимые гены кодируют другие транскрипционные факторы, цитокины, их рецепторы и ферменты, ответственные за метаболизм межклеточ- ных сигнальных молекул.
c-Jun - наиболее изученный компонент системы AP-1. c-jun протоонкоген был впервые выделен из вируса саркомы птиц 17 в 1987 году в качестве клеточ- ного гомолога ретровирусного онкогена ν-jun [Maki et al., 1987] и вскоре после этого был определен как основной компонент AP-1 [Bohmann et al., 1987]. c-Jun
- ядерный белок, в небольших количествах экспрессируемый во многих типах клеток. Его экспрессия усиливается под воздействием факторов роста, цитоки- нов и ультрафиолетового излучения. Ген с-Jun человека - протоонкоген, в кото- ром, как и во многих немедленно-ранних генах, не хватает интронов, он быстро и кратковременно активируется без необходимости синтеза нового белка. Цито- кины, факторы роста, стресс, бактериальные, вирусные инфекции и онкогены активируют c-jun и индуцируют его экспрессию в различных клетках. Во время
пролиферации фибробластов c-jun отрицательно регулирует экспрессию p53.
Считается, что данный ген участвует в контроле клеточного цикла, активируя промотер циклина D1 во время перехода M-G1 [Bakiri et al.
,2000].Как и c-Jun, транскрипционный фактор JunB играет роль в регуляции экс- прессии генов в ответ на воздействие факторов роста. JunB обладает схожей первичной структурой и способностью связывать ДНК, как и cJun, с отличиями в строении транскрипционного домена. В N-концевой области JunB отсутству- ют сериновые остатки в позициях 63 и 73, что необходимо для MAPK-зависи- мого фосфорилирования. Тем не менее треониновые остатки в позициях 102 и 104, фосфорилируемые JNK, соответствуют треониновым остаткам в позициях 91 и 93 cJun [Li et al., 1999]. JunB и c-Jun значительно отличаются в своей спо- собности активировать транскрипцию. В то время, как C-Jun - эффективный ак- тиватор промотеров c-Jun и коллагеназы, JunB таковым не является, по сути ин- гибируя активацию данных промотеров. Было показано, что JunB и c-Jun функ- ционируют как антогонисты в контроле клеточной транскрипции, дифференци- ровки и экспрессии AP-1 зависимых таргетных генов.
JunD - наиболее распространенный из экспрессируемых в тканях белков AP-1 [Hirai et al., 1989]. Высказывалось предположение об антагонизме JunD и с-Jun в регуляции клеточного цикла и пролиферации. Тем не менее пролифера- ция фиробластов, лишенных JunD, ограничена, что подтверждает способность JunD как ингибировать, так и активировать прогрессию клеточного цикла в за- висимости от потребностей клетки [Meixner et al., 2004].
Важный шаг в изучении транскрипционного фактора AP-1 был сделан по- сле обнаружения способности онкопротеина c-Fos связываться с аналогичной последовательностью ДНК, что и c-Jun [Rauscher et al., 1988]. с-fos - немедлен- но-ранний портоонкоген c быстрой и ранней транскрипционной активацией в ответ на митогенные стимулы [Greenberg et al., 1984]. Как и c-Jun, c-FOS вовле- чен в процессы пролиферации, дифференцировки, трансформации и апоптоза. По аналогии с Jun-белками все белки данной группы содержат в структуре гид- рофобную лейциновую молнию bZIP, регулирующую белок-белковые взаимо- действия, а также основной участок, отвечающий за связывание с ДНК. Они не
способны формировать гомодимеры после активации, но формируют гетероди- меры с белками Jun [Halazonetis et al., 1988]. Этот белок экспрессируется в не- значительных количествах в большинстве типов клеток, но его синтез быстро и кратковременно усиливается в ответ на различные стимулы, как, например, факторы роста и стресс. с-Fos белки ассоциированы с различными биологиче- скими процессами: от прогрессии клеточного цикла, до клеточной трансформа- ции и онкогенеза [Shualin et al., 2001]. Высокие уровни этого белка могут быть обнаружены в растущей кости, центральной нервной системе и некоторых ге- мопоэтических клетках, как мегакариоциты [Dony et al., 1987; Caubet et al., 1989; Smeyne et al., 1992]. Онкогенные свойства c-Fos были продемонстрирова- ны при повышенной экспрессии, которая приводила к формированию остеосар- ком из хондробластов и остеокластов [Grigoriadis et al., 1993].