Chuikov, S. et al. Regulation of p53 activity through lysine methylation. Nature 18 Nov 2004 (doi:10.1038/nature03117)
Регуляция опухолевого супрессора и транскрипционного фактора очень сложна и вовлекает разные типы пост-трансляционных модификаций, включая фосфорилирование и убиквитилирование. Недавние находки увеличивают сложность, т.к. Danny Reinberg и др. показалим, что p53 м. специфически метилироваться и что это регулирует его стабильность и экспрессию генов-мишеней.
Histone lysine methyltransferase как известно, метилируетLys4 гистона H3 in vitro. В поиске др. субстратов для Set9, Reinberg и др. идентифицировали p53 в качестве субстрата in vitro - а альтернативная protein methyltransferases не м. метилировать p53. Важны, однако, др. полипептиды, которые присутствуют в экстрактах, полученных из клеток HeLa, также служат субстратами для Set9, и фактор инициации транскрипции также м.б. метилирован с помощью Set9. Сайт метилирования в p53 картирован в виде одиночного остатка Lys (Lys372) в регуляторной С-терминальной области p53, которая служит предметом для множественных пост-трансляционных модификаций.
Сродство Set9 к p53 пептиду, фактически, было выше его сродства к эквивалентному histone-H3 пептиду. Это позволила авт. определить структуру Set9 в комплексе с монометилированным p53 пептидом и сравнить её с ранее установленным комплексом Set9 с монометилированным histone-H3 пептидом. В общем, структуры оказались очень сходными, и остатки Set9, которые взаимодействуют с тремя аминокислотными остатками N-терминальнее по отношению к метилированному остатку Lys, являются теми же самыми и для p53 пептида и для H3 пептида, несмотря на различия последовательностей пептидов. Reinberg и др. полагают, что более удаленные остатки p53 м. вносить вклад в специфичность к субстрату.
Авт. стабильно трансфицировали клетки, которые экспрессировали эндогенный p53, с помощью Set9 дикого типа или с помощью дефектной по метилированию мутации Set9. Используя антитела, которые специфичны для Lys372-метилированного p53, метилированный p53 м.б. обнаружен в экстрактах из клеток в первом, но не последнем случае. Если обрабатывались нетрансфицированные клетки противо-раковым лекарством, которое индуцировало ДНК повреждения, а , следовательно, чувствительный к p53 путь, то количество метилированного p53 возрастало по сравнению с необработанными клетками. Однако, при внесении Set9 small interfering (si)RNA в эти клетки, уровень метилированного p53 снижался после химического лечения. Итак, Set9 метилирует p53 in vivo и Set9-специфическое метилирование p53 происходит в ответ на повреждения ДНК.
Затем авт. установили, что метилированный p53 является исключительно ядерным, это привлекло их внимание к транскрипционной активности p53. Обратившись к хорошо охарактеризованной мишени p53 - p21 - они показали, что повышенная экспрессия p21 коррелирует с повышенными уровнями метилированного p53. В дополнение, индукция повреждений ДНК ещё больше увеличивала уровень экспрессии p21. Напротив, повышенная экспрессия каталитически неактивного мутанта Set9, или siRNA-обусловленное истощение Set9, нарушали экспрессию p21 и снижали общий уровень p53.
Эта последняя находка указывает на то, что метилирование p53 м. влиять на его стабильность. В самом деле, стабильность p53 повышена в клетках, которые экспрессируют дикого типа Set9, но не в тех, которые экспрессируют дефектные по метилированию мутанты. В согласии с этой 'hyper-stabilization' p53, клетки, которые избыточно экспрессируют Set9, также обнаруживают более высокое апоптическое окрашивание, которое показательно для более сильной p53-зависимой апоптической реакции.
Роль in vivo метилирования в регуляции p53 указывает на сложность регуляторных механизмов, координация которых остаётся неясной. Кроме того, возникает вопрос, как метилирование одиночного остатка м. влиять на убиквитилирование и последующую деградацию p53.
