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Raf激酶抑制蛋白(RKIP)的研究进展

2012-06-06杜建秀焦宗伟

科技传播 2012年10期
关键词:信号转导肿瘤

杜建秀 焦宗伟

摘要 RKIP(Raf kinase inhibitor protein)是磷脂酰乙醇胺结合蛋白家族 (Phosphatidylethanolamine-binding proteins,PEBPs)的成员之一。研究发现,它能抑制Ras/Raf/MEK/ERK、NF-κB和G蛋白偶联受体激酶-2(GRK-2)信号转导通路,从而在细胞的生长及恶性变中发挥重要的作用。

关键词 RKIP;信号转导;肿瘤

中图分类号Q51 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)67-0079-02

1 RKIP的结构

RKIP是PEBPs的成员之一。PEBPs是最初从牛脑组织中提取纯化的小胞浆蛋白[1],PEBPs是进化上高度保守的一种相对分子量为21-23kD的蛋白家族,在真核生物的组织和细胞中广泛表达,和其他任何已知的蛋白没有同源性。1999年,Yeung[2]等发现PEBP可以特异性的抑制Raf-1的活性,而将其命名为Raf激酶抑制蛋白(RKIP),RKIP基因定位在染色体12q24.23,翻译出的RKIP大小为 23kD,由187个氨基酸组成[3]。蛋白晶体结构[4]分析显示,RKIP三维空间结构中有一个高度保守的区域,这个区域可能介导RKIP与别的磷酸蛋白的结合,命名为磷酸盐结合袋(phosphate-binding pocket),这个磷酸盐结合袋对于RKIP/PEBPs结合磷酸蛋白的功能具有决定性作用。RKIP/PEBPs对磷脂酰乙醇胺、核苷酸(如GTP、GDP)、GTP结合蛋白和疏水配体都有很好的亲和性。

2 RKIP与细胞的信号转导

丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号通路在信号转导中发挥重要作用,它参与调节细胞增殖、分化及凋亡等细胞活动[5]。研究认为,从细胞外信号到 MAPK靶点的信号通路中,经过4级级联反应,依次磷酸化将上游信号传递至下游应答分子,也就是信号或刺激→MAP4K→MAP3K→MAP2K→MAP1K→靶点。哺乳动物中,MAPKs 有三个信号传导通路分别是:ERK(extracellular signal-regulated kinase),JNK (c-Jun N-terminal kinase),和p38。其中Raf/MEK/ERK是 MAPK级联反应中研究最为活跃信号传导通路之一,Raf其作用是磷酸化并激活下游底物MEK,而MEK它具有磷酸化苏/酪氨酸残基的双特异功能,活化的MEK能激活占优势的下游靶点ERK,活化的ERK可以转至细胞核内,把信号从细胞表面传递至细胞核的细胞转录因子,包括Ets1、c-Jun、c-Myc,ERK还可以激活 90kDa的核糖体S6激酶(p90Rsk),活化的p90Rsk可以激活转录因子CREB,调节细胞的转录[6]。不仅如此,这个通路同时也可以激活很多凋亡调节分子包括Bad,Bim,Mcl-1,caspase等,并在细胞凋亡的调节中发挥重要的作用[7]。总之,这个信号通路中包含着复杂的成员,有激酶类,转录因子类,凋亡调节因子类,还有caspase家族,成员之间的激活与失活都与蛋白的磷酸化和去磷酸化行为相关。而RKIP是MAPK信号通路天然的内源性抑制蛋白,参与调节MAPK信号通路。RKIP可以通过结合Raf抑制MEK并抑制该通路,也可以通过不依赖Raf,直接与MEK作用,抑制该通路[8]。Yeung[9]等指出抑制RKIP,可以增加NF-κB介导的转录。 其机制可能是RKIP通过抑制IKK(NF-κB转录的激活因子)来抑制NF-κB,RKIP是通过控制IKK的上游因子TAK-1和NIK。TAK-1,NIK、IKKα, 和IKKβ组成700kD的TNFα介导的IKK复合物。因此RKIP就可以调节由NF-κB介导的细胞活动如细胞因子,细胞因子受体、细胞粘附分子的生成和细胞凋亡的发生。GPCR信号通路是另一个RKIP调节信号通路。RKIP对GPCR 的调节是通过与N末端的G蛋白偶联受体2(GPK2)作用并磷酸化该靶点起抑制作用。GRK2活化后,磷酸化GPCRs,并从G蛋白上解离下来最后降解。通过阻止GRK2的活化,RKIP刺激信号通过GPCRs发挥作用例如血管生理功能。RKIP是个磷酸蛋白,他的磷酸化位点(serine153)是蛋白激酶C(PKC)作用的靶点。磷酸化的RKIP定位在中心体和着丝粒染色体前中期,可能参与调节纺锤体检查点和在细胞周期中运动。PKC调节的磷酸化RKIP降低RKIP与Raf的亲和力而提高RKIP和GRK2的亲和力。这些数据提示细胞周期进程通过Raf和PKC与磷酸化的RKIP相关。

3 RKIP与肿瘤

最近几年,RKIP被认为是肿瘤的转移抑制因子之一。越来越多的数据提示RKIP是一个新奇的肿瘤转移的侯选基因。与原发性肿瘤组织相比转移的前列腺癌显示RKIP mRNA和蛋白表达减少[10]。而过表达RKIP在转移肿瘤细胞却降低了他们的侵袭性。化学因素处理乳腺癌使RKIP表达增加可以促进癌细胞发生凋亡[11]。最近,有研究者建议将前列腺癌病人血液中RKIP的水平作为是癌症是否转移的一个评估因素。RKIP的减少可能增强前列腺细胞转移特性和血管生成的能力,通过作用于Raf和NF-κB通路,RKIP对细胞凋亡信号显示敏感性。可能RKIP的缺失通过减少趋化因子受体的表达促进了乳腺癌的迁徙和转移。而对肝癌细胞的研究提示RKIP的缺失可能增加细胞分裂的比率。总之,RKIP的减少可能是肿瘤细胞在生长和转移过程中的特征。更多的研究增强了我们对RKIP抗肿瘤作用的认识,应用药物对RKIP表达量的调节可能提供一种新的抗肿瘤转移的方法。

总之,RKIP是一个多功能的蛋白质,在细胞的增殖、凋亡、恶性变、精子的发生及获能和神经发育等过程中发挥重要作用,但对RKIP的研究还有待深入,作用的具体分子机制还需进一步探讨。

参考文献

[1]Bemier I, Jolles P.Purification and characterization of a basic 23kDa cytosolic protein from bovine brain[J].Biochim Biophys Acta, 1984, 790 (2):174-181.

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[8]Yeung KC, Rose DW, Dhillon A, et al.Raf kinase inhibitor protein interacts with NF-κB-inducing kinase and TAK1 and inhibits NF-κB activation[J].Mol Cell Biol, 2001, 21(21):7207-7217.

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[10]Fu Z, Smith PC, Zhang L, et al.Effects of raf kinase inhibitortem expression cancer Inst[J].J Natl Cancer Inst, 2003, 95(12):878-889.

[11]Hagan S, AlMulla F, Mallon E, et al.Reduction of Raf-1 kinase in-hibitor protein expression correlates with bread cancer metastasis[J].Clin Cancer Res, 2005, 11(20):7392-7397.

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