p53与MPG是与肿瘤密切相关的两个重要蛋白。p53是目前已知的最重要的抑癌蛋白之一;3-甲基腺嘌呤糖苷酶(MPG)是DNA损伤碱基切除修复(BER)途径中的关键酶,识别底物广泛,但识别差异性大,规律机制不清。p53与BER关系密切,与该途径中的AP核酸酶、DNA多聚酶β有相互作用,转录活性能被该途径中的酶改变,但并未发现对该途径有关键性影响。因此,本研究在确定p53与MPG相互作用的基础上深入研究二者之间的调控关系和生理意义,有望揭示MPG酶活性调控规律和p53对碱基切除修复途径的影响。另一方面,MPG能识别甲基化位点,CpG岛的甲基化状态与基因的表达沉默关系密切,但调控机制不清,我们希望通过研究p53与MPG的相互作用,帮助理解p53对基因表达的调控机制。
MPG;p53;base excision repair;cell cycle arrest;alkylating agents
p53 与MPG 是与肿瘤密切相关的两个重要蛋白。p53 是目前已知的最重要的抑癌蛋白之一;3-甲基腺嘌呤糖苷酶(MPG)是DNA 损伤碱基切除修复(BER)途径中的关键酶,识别底物广泛,但识别差异性大,规律机制不清。p53 与BER 关系密切,与该途径中的AP 核酸酶、DNA 多聚酶β有相互作用,转录活性能被该途径中的酶改变,但并未发现对该途径有关键性影响。我们的研究发现,MPG能与p53直接相互作用抑制p53的转录活性,MPG N端的34-79位氨基酸(该区域与MPG的糖苷酶活性无关)和p53的DNA结合区在相互作用中起着重要的作用。MPG能够抑制p53 与其周期阻滞相关靶基因p21, 14-3-3σ和Gadd45的调控区结合,特异阻滞相关基因的表达,从而抑制p53介导的细胞周期阻滞,但对p53 介导的细胞凋亡没有影响。在p53 野生型的肿瘤细胞中,给予烷化剂刺激,能特异的使MPG与p53相互作用解离,对p53的抑制作用消失,主要发挥损伤碱基的修复功能,从而降低这些肿瘤细胞对烷化剂的敏感性。相反,在p53突变型的肿瘤细胞中,烷化剂造成的损伤难以完全修复,对细胞的杀伤效应高于p53野生型细胞。因此,MPG 通过与p53的结合和解离,协调了自身糖苷酶活性依赖和非糖苷酶活性在DNA损伤修复中的作用。在乳腺癌,肺癌和结肠癌中,MPG在癌组织中的阳性率分别为38.7%,43.4%和25.3%,在所有癌旁组织中MPG表达均为阴性。提示在肿瘤中,p53和MPG的状态共同决定了肿瘤细胞对烷化剂的敏感性。为了进一步探讨MPG在肿瘤发生中的机制,我们通过质谱分析的手段,鉴定到37个MPG 潜在相互作用蛋白,目前发现组蛋白识别修饰蛋白UHRF1 与MPG 存在相互作用。相关结果发表在Cell Research(2012, 22:1285-1303)和BBRC(2013, 433:415-419)上,同时申请了两项中国发明专利。总之,在我们的研究中首次发现了一个DNA损伤修复酶MPG作为p53选择性调控因子的直接证据,并阐述了其调控的具体机制。这一研究为进一步探讨MPG与p53在肿瘤治疗中的功能联系提供了新的启示。