skp2基因

Skp2是由Zhang等1995年從人的成纖維細胞中首次克隆，螢光原位雜交證實Skp2基因定位於人類染色體的5pl3區，全長31962bp。Skp2基因編碼的蛋白產物Skp2蛋白由436個胺基酸殘基構成，其分子質量為45kD,因此有人也稱之為p45蛋白。

基本介紹

• 中文名：skp2基因
• 全長：31962bp
• 分子質量：45kD
• 也稱：p45蛋白

Skp2的基因定位和結構特點

Skp2是能與S期激酶cyclinA-CDKI相互作用的蛋白,由F-box序列、“Linker”序列、蛋白-蛋白相互作用模組[如亮氨酸重複結構域(Ieucine-rich repeat,LRR)和WD重複序列]依次連線而成。Skp2與Skpl形成的複合體呈鐮刀狀,Skpl和Skp2的F-box序列構成刀柄,LRR構成彎曲的刀鋒,複合體中Skp2氨基末端的100個胺基酸缺失,但功能與全長Skp2功能相同。Skp2的F-box序列由三個螺旋體組成,Hl螺旋體和H2-H3反平行螺旋對成直角相連,其後為70個胺基酸組成的“Linker”序列,形成三個不規則的LRR,與另外的7個LRR連線,每個LRR由1個a-螺旋和1個β鏈組成,由這10個LRR摺疊形成的彎曲結構與F-box序列直接相連,LRR序列後是由30個胺基酸組成的Skp2的C末端,向第一個LRR反向延伸,疏鬆摺疊在LRR序列形成的凹面,末端β短鏈插入

Skpl和Skp2的連線面。

Skp2表達的調控機制

Skp2的表達水平在G0/G1 期非常低,而在S期表達增加。研究發現Skp2的表達受轉錄及轉錄後水平雙重調節,在不同類型的細胞中起主導作用的調節機制不同。Wang等用轉化生長因子-beta(Transferming Growth Factor,TGF-beta)處理體外培養的細胞,發現經TGF-beta處理後的細胞能通過轉錄和轉錄後兩種不同的機制促使p27kip1的穩定性增加,認為TGF-beta負調控在G1～S期的轉變過程中促使p27kip1降解的SCF複合體成分Skp2的表達。Imaki等在對體外培養的鼠NIH3T3和人Hela細胞進行實驗時,發現GA-連線蛋白以細胞周期依賴的方式與Skp2啟動子區結合,隨後啟動Skp2轉錄,此過程在調控Skp2的表達和細胞周期G1～S期的進展中發揮了重要的作用。Rodier等報導袋蛋白P107除了與轉錄因子E2F相互作用外,還可以通過調控Skp2的表達,增加p27的穩定性抑制細胞增殖。Yang等採用組織微陣列的方法分析發現,在前列腺癌中,Skp2的表達與抑癌基因PTEN 蛋白表達相關,推斷抑癌基因PTEN 參與Skp2表達的調節。此外,研究證明Cx43能夠促進Skp2的自身泛素化而使其降解增加,誘導Skp2表達的降低,參與Skp2表達的調控。

Skp2的功能與調節

Skp2作為細胞周期中重要的調節因子,能特異性識別磷酸化底物並介導其泛素化降解,許多細胞周期調控因子如p27、P21、P53、P57、P130、cyclinA、cyclinE、cyclinD、C-myc和B-Myb等都是泛素蛋白酶體途徑底物。底物在CDK2-CyclinE的參與下Ser-130磷酸化,在輔助蛋白CKS1的作用下進入泛素降解途徑。CyclinE的周期性亦依賴於Skp2介導的泛素化降解，其Thr-380的磷酸化為降解提供了信號。

Skp2還參與細胞信號轉導的調控和轉錄調控,Skp2可與TGF-β信號轉導通路下游重要蛋白因子smad4蛋白相互作用,幾種腫瘤導致的基因突變可使Skp2與smad4蛋白結合加強,從而加速smad4的泛素化降解速度。來調節信號轉導。轉錄因子E2 F-1在G1末期積累,在S-G2期顯著降低,這種降解與Skp2有關,阻斷Skp2與E2F-1的相互作用可使E2F-的泛素化下調,穩定性增加。Myc作為一種癌蛋白轉錄因子,與細胞的生長、分化、增殖和腫瘤的發生相關。Kim等發現Skp2既參與了Myc的蛋白降解,同時也是Myc的轉錄協同因子,Skp2以Myc依賴的方式增強C-myc誘導的S期轉變,活化C-myc靶基因,同時Myc誘導的轉錄也依賴Skp2,兩者可能協同參與腫瘤的發生和發展。

抗癌作用

美國德克薩斯大學M.D.安德森癌症中心和斯隆凱特琳癌症紀念中心的研究人員在3月18日的《自然》雜誌上發表報告稱，Skp2基因可能成為治療癌症的新標靶，通過阻斷其活性，可以迫使癌細胞老化、停止分裂並死亡。增進對Skp2基因及其與細胞老化之間關係的理解，或有助於開發出可抑制各種常見癌症中腫瘤發展的新型藥物。

論文主要作者、安德森癌症中心的分子和細胞腫瘤學副教授林惠寬博士表示，Skp2可促進細胞周期調控、細胞增殖、細胞生長和腫瘤的形成，當致癌基因過度表達時，失活的Skp2基因可通過引發細胞老化（細胞分裂和生長能力的不可逆損失）來遏制腫瘤的生長。利用細胞老化的力量將快速分裂的細胞推入休眠狀態，或可提供另一種途徑來阻止或控制常見惡性腫瘤。

關於抗癌作用的實驗

為了闡明Skp2基因和細胞老化之間的相互作用，研究人員在腫瘤細胞系和小鼠模型中進行了一系列實驗。他們以兩組經基因改造後會患上前列腺癌的老鼠為實驗對象，並阻斷了其中一組老鼠的Skp2基因。6個月後，這組老鼠沒有長出腫瘤，而對照組老鼠則長出了腫瘤。從沒有長腫瘤的老鼠身上提取淋巴腺和前列腺組織並加以分析後發現，其中許多癌細胞開始老化，細胞的分裂速度也變慢。研究人員也向這組實驗老鼠體內植入人類癌細胞，結果這些癌細胞也發生老化。同時，研究還證實，一種可以阻斷Skp2活性的藥物也會讓實驗室培育出的癌細胞老化。

上述研究結果表明，Skp2基因實際上展示出了致癌活性，這在眾多腫瘤模型，如Pten缺陷和p19Arf缺陷小鼠模型中是癌症發展所必需的條件。Skp2調控腫瘤發生以觸發細胞的老化程式。研究人員發現該程式意外地不依賴於p19Arf—p53路徑，而該路徑曾被認為是細胞老化的關鍵。

研究人員還發現，誘導細胞老化並沒有造成DNA損傷。其研究結果表明，即使是在設定了阻礙p19Arf—p53老化反應的環境下，Skp2的失活亦能抑制細胞轉化為癌症。

此外，在具有缺損或失活腫瘤抑制網路的小鼠模型中進行的研究揭示，Skp2缺損和致癌信令會誘發限制腫瘤形成的老化反應。

實驗結論

該研究表明，對於因Pten基因的功能缺損或失活而導致Akt信令解除控制的腫瘤來說，Skp2蛋白或可成為一個有效的治療標靶。Pten基因在人類癌症中通常是缺失的，其通過抑制Akt信令發揮著腫瘤抑制基因的作用。Skp2和Pten的缺失被認為在細胞的老化中共同發揮作用，抑制了入侵性前列腺癌的發展。

目前，研究人員正在檢測Skp2在其他腫瘤模型系統中是否也是必需的，以確定其致癌的普遍性。研究人員也正在開發一種針對Skp2的小分子抑制劑，以證明該蛋白確實是一個重要的腫瘤治療靶點。他們相信，以Skp2蛋白為基礎的療法或可與現有抗癌療法相結合成為一種常規的癌症治療手段。

Skp2基因是1995年由Demetrick等通過螢光原位雜交發現的一個與細胞周期調控密切相關的基因，其定位於5p13，編碼的蛋白質由436個胺基酸組成，分子量約47KD。Skp2通過對多種靶蛋白的泛素化降解而與細胞周期調控及腫瘤的發生、發展和預後密切相關。