氧化应激对p53翻译后修饰影响的研究进展

氧化应激对p53翻译后修饰影响的研究进展 ( ) 文章编号 :0258 25898 2009 11 21377 206 综? 述 ? 氧化应激对 p53翻译后修饰影响的研究进展 孙祖俊 综述 易 静 , 王毓美 审校 ()上海交通大学 基础医学院细胞生物学教研室 教育部细胞分化与凋亡重点实验室 , 上海 200025 摘 要 : 蛋白质翻译后修饰是调控蛋白质功能及影响细胞行为的重要方式 ,而氧化应激直接影响蛋白质的翻译后修饰 。 p53 的 翻译后修饰极为丰富 ,在细胞应激条件下 p53的多种翻译后修饰被快速调节 ,从而激活一系列下游靶基因 ,使 p53 呈现功能的 多样性 。文章着重阐述氧化应激对 p53磷酸化 、泛素化 、SUMO 化 、乙酰化和甲基化等不同翻译后修饰的影响 。 关键词 : 氧化应激 ; p53; 翻译后修饰 中图分类号 : Q 51; Q 7 文献标志码 : A In f luen ce of ox ida t ive stre ss on p53 po st2tran sla t iona l m od if ica t ion s SUN Zu2jun reviewe r Y I J ing, WAN G Yu2m e i revise r (D epa rtm en t of Cell B iology, Key L abora tory of The M in istry of Educa tion for Cell D ifferen tia tion and A poptosis, B asic )M ed ica l College, S hangha i J iaotong U n iversity, S hangha i 200025, Ch ina A b stra ct: P ro tein po st2tran sla tional mod ifica tion s a re impo rtan t ways to regu la te p ro tein func tion and ce ll behavio r, and oxida tive stre ss d irec tly influence s p ro te in po st2tran sla tional mod ification s. p53 p ro tein has variou s po st2tran sla tional mod ification s, wh ich can be qu ick ly regu lated unde r stress cond ition s to activa te a series of down stream targe t genes and fac ilitate the p53 func tion d iversity. The effec ts of oxidative stre ss on p53 po st2tran sla tiona l mod ification s of p ho sp ho rylation, ub iqu itination, sumoyla tion, ace tylation and m e thylation are in troduced in th is p ap er. Key word s: oxida tive stress; p53; po st2tran sla tiona l mod ification ( ))氧化应激 oxida tive stre ss是指外源或内源性的 ox2sen sitive转录因子 ,能对氧化应激作出迅速反应 , ( ) 活性氧 reac tive oxygen sp ec ie s, RO S超过细胞抗氧 并介导基因转录的调节 。化能力的抗衡而发生对细胞信号转导系统的全面影 肿瘤抑制因子 p53 基因就是这样的氧化还原敏 响 ,或进而发生对核酸 、蛋白质和脂质等大分子的损 [ 1 ] 感的转录因子 。氧化应激下 ,尤其是当细胞 DNA 受 伤 。生理情况下 ,内源性 RO S由线粒体呼吸链及 到损伤时 p53 基因表达上调 ,表现为 mRNA 的翻译 质膜 、内质网等处持续少量产生 ,作为信号分子参与 细胞信号转导 ,调控细胞生存 、增殖 、分化等活动 ; 在 速度加快和翻译后修饰 , 但主要是表现为翻译后水 病理情况下会有过量 、持续的产生 ,超过细胞抗氧化 平的 调 控 , 如 磷 酸 化 、乙 酰 化 、泛 素 化 、SUMO 化 、 能力的抗衡 , 造成细胞严重的氧化应激 , 导致衰老 、 N EDD 化以及糖基化和核糖基化等构成一个复杂的 凋亡或坏死等后果 。 调控体系并精细地调节 ,引起 p53 蛋白的构象 、定位 氧化应激对细胞造成不同的效应 ,是与 RO S升 和与其相互作用的蛋白质的改变 , 从而使其稳定性 高的程度相关的 。 RO S是小分子物质 , 水平易于波 动 ,也易于扩散 ;因此 , RO S被看作第二信使 ,它们通 及活性均被提高 , 半衰期延长 , 累积量增加 , 功能增 过细胞内信号转导过程中的诸多环节调节从细胞膜 强 ,产生特异性的作用 ,最终影响一系列下游靶基因 到细胞核不同水平多种信号转导分子的活性 , 可以 的表达 ,发挥其细胞周期的调控 、DNA 修复 、血管形 激活或抑制转录因子 ,调节基因的表达 ,从而快速全 [ 2 ] 成抑制 、转移抑制 、细胞衰老及凋亡 等功 能 。 p53面地影响细胞的行为 , 最终表现为不同的生物学效 极为丰富的翻译后修饰及其与多种蛋白质间的相互 ( 应 。与此相应 ,细胞内有一类氧化还原敏感的 red2 [ 3 ] 作用是使 p53 呈现功能多样性的机 制 。因此 , 本 文就氧化应激对 p53 各种翻译后修饰的研究进展加 以概述 。 ( ) () 基金项目 : 上海市自然科学基金 08 ZR1412300 N a tu ral Sc ience Founda tion of Shangha i, 08 ZR1412300 。 ( ) 作者简介 : 孙祖俊 1976 —, 男 , 主管技师 , 硕士生 ; 电子信箱 : sunyu0816 @ sina. com。 通讯作者 : 王毓美 , 电子信箱 : jywangym @ sh sm u. edu. cn。 [ 10 ] p53下游靶基因如 p21 的激活 , 产生的蛋白产物1 氧化应激与 p53 的磷酸化修饰 可能介导细胞生长抑制或细胞凋亡 , 这对阻止发展 人体内某些蛋 白质 通 过磷 酸化 /去磷 酸化 来调 为心力衰竭起重要作用 ,因此 ,此靶基因可以作为一 [ 11 ] 节其活性或生物学功能 , 从而影响细胞的各种生命 个新的治疗靶点 。在正常情况下 ,乳腺癌细胞因 活动 。蛋白激酶包括丝氨酸 /苏氨酸 蛋白 激酶 和 酪 辐射引起的应激能使 p53 上处于磷酸化状态的 376氨酸蛋白激酶两大类 , 它们不仅通过影响许多生化 位的丝氨酸和 378 位的丝氨酸点被去磷酸化 。当乳 酶的活性而参与糖 、脂肪和蛋白质等物质代谢 ,而且 腺癌细胞 DNA 受损后 , p53 的 376 位和 378 位的丝 参与各种信号传递 ,影响转录因子活性及其核转位 , 调节靶基因的转录激活 。 氨酸都 被 磷 酸 化 , 而 A TM 可 使 376 位 的 丝 氨 酸 去 近年来研究表明 , 磷酸 化 对 p53 的活 化起 着 关 磷酸酸化 , 376 位 的丝 氨 酸去 磷 酸 后 易 化 了 p53 与键性的调节作用 。引起 p53 活化的因 素 、涉及 的 激 14 23 23 蛋白的结合 ,从而提高了 p53 与特异 DNA 序 酶及其磷酸化的位点均有所不同 , 其特异性的作用 [ 12 ] 列的结合能力 。 也不尽 相 同 : p53 氨 基 端 磷 酸 化 主 要 破 坏 了 它 与 ( ) () 中波紫 外 线 u ltravio le t2B , UVB 辐 射 引 起 的 氧 MDM 2 和 或 JN K的亲和力 , 对 p53 的稳定起重要 作用 ; 另外也可以提高 p53 氨基端对转录机制中各 化应激明显地增加 p53 的磷酸化水平 , 并呈现剂量 [ 4 ] 元件的亲和力 。而 p53 羧基端位点的磷酸化可激 依赖性 ,提示其为 UVB 辐射细胞后细胞调控信号通 活 p53与特异序列 DNA 结合的潜能 。 p53 的一个磷 ( ) 路上的重 要 因 子 。紫 外 线 u ltravio le t, UV 照 射 后 酸化位点可以被多种激酶磷酸化 , 一种激酶也可以 [ 5 ] A 549细胞的磷酸化程度是照射前的 10倍 ,大大提高 磷酸化 p53 的多个位 点 。 TTK / hMp sl能 够使 p53 [ 13 ] 了 p53 的活性 。人类 p53 在氧化应激引起 DNA氨基端 18 位的苏氨酸磷酸化 ,阻止 p53 与 MDM 2 相 [ 14 ] 损伤后 46 位的丝氨酸会被磷酸化 ,增加了 p53 的 互作用 , 从 而 取 消 MDM 2 介 导 的 p53 泛 素 化 , 同 时 稳定性 ,使 p53下游促凋亡的靶基因被激活 ,导致依 p53氨基端 18位的苏氨酸磷酸化能够提高依赖 p53 [ 15 ] 赖 p53 的 凋亡 或衰 老 发生 。羧 基 调 节 端 315 和 的 p21和 L a ts2 这两个参与有丝分裂后期的蛋 [ 6 ] 392位的丝氨酸是 p53 最先被鉴定的磷酸化位点 ,在 β 白的 激 活 。参 与 调 解 N F2kB 活 性 的 IKK2 / IKK 体内 UV 引起的氧化应激都能使这两个位点磷酸化 , 能够使 p53磷酸化 ,使 p53的 362位和 366位的丝氨 [ 16 ] 而且这种修饰能促进依赖 p53的转录 。 酸磷酸化 。当 p53的 362 位和 366 位的丝氨酸被丙 氨酸替换后 , IKK2 引起的 p53 磷酸化 减少 , 使 其 与 β2TrCP1相关性减少 ,增强 p53 的稳定和其靶基因如 2 氧化应激与 p53 的泛素化修饰 () 泛素 U b iqu itin 是 一 个 含 76 个 氨 基 酸 的 蛋 白 质 ,其羧基端有两个甘氨酸 。泛素化是指一个 或多 个泛素分子在一系列酶的作用下与其他蛋白质分子 共价结合 ,带有多泛素的蛋白质通常被含有多种蛋 [ 7 ] p21的表达 ,进而影响细胞周期 G期 ; 另外 JN K介[ 17 ] 1白酶的 26 S蛋白酶体识别并降解 。在 p53 活性调 [ 8 ] 导的 p53磷酸化能够促进自体吞噬细胞的死亡 。 控机制中 , 已 知 与 p53 相 互 作 用 的 蛋 白 如 MDM 2、 RO S引起 的 氧 化 应 激 与 蛋 白 质 磷 酸 化 密 切 相 MDMX、AR F 等直接或间接调节 p53 的 活 性及 稳定 关 ,氧化应激能增加 p53 的磷酸化程度 ,提高 p53 的 性 ,对 p53起到很强的负反馈调节作用 ,保证在正常 稳定性和活性 。 RO S可以激活酪氨酸激酶活性进而 细胞内 p53 维持在很低水平 , 处 于 不激 活状 态 。在 促进酪氨酸磷酸化 。氧化应激引起 DNA 损伤时 p53 相当大的程度上 , p53的活性主要取决于其自身的稳 氨基端 15 位的丝氨酸 、18 位的苏氨酸 、20 位的丝氨 定性 ,而 p53蛋白的稳定性又与 MDM 2 有关 , MDM 2 酸可发生磷酸化 , MDM 2 的 17 位 、22 位的丝氨酸也 可以自 身 结 合 , 或 与 p53 蛋 白 结 合 , 进 而 发 生 泛 素 可磷酸化 ,而 15 位的丝氨酸磷酸化最终导致 p53 与 化 ,然后在蛋白体中降解 ,但最近却发现 MDM 2 介导 [ 9 ] MDM 2 解离 , p53 稳定性增强 。研究 报道 , 在鼠神 的泛 素 化 只 改 变 p53 的 活 性 而 对 稳 定 性 没 有 影 经细胞中过氧化氢介导的氧化应激能引起 p53 氨基 [ 18 ] 响 。p53 蛋白对于 MDM 2 介导的泛素降解过程的 端 15位的丝氨酸磷酸化 ,降低了 p53 与它负调节蛋 稳定化是 DNA 损伤应答过程的关键环节 。 白 MDM 2 的结 合 , 同 时 增 加 与 p300 的 结 合 , 而 p53 当细胞处于氧化应激状态时 , p53和 MDM 2 蛋白 氨基端 15 位 丝 氨 酸 磷 酸 化 能 够 特 异 地 提 高 它 与 的氨基端在体内都发生泛素化修饰 , p53 通过诱导细 DNA 的结合和转录活性 。在心肌细胞中 ,过氧化氢 通过提高 p53氨基端 15 位的丝氨酸磷酸化 ,易化了 胞周期的 阻 滞 或 细 胞 凋 亡 来 维 持 细 胞 基 因 组 的 稳 定 。氧化应激使 DNA 损伤引起 p53 的乙酰化位点也 鬼臼乙 叉 甙 等 却 不 能 诱 导 SU SP4 的 表 达 , 这 说 明 可以发生 MDM 2 介导的 p53 泛素化 。在体内 , CO P ISUMO蛋白酶在调节 p53 稳定性时可能与应激的条 可作为泛素蛋白连接酶特异性地与 p53 结合 , 随后 件或程度有关 。 [ 29 ] 依靠泛素 2蛋白酶系统将其水解 ,阻止 p53 介导的转 研究 表明 , p53 的 SUMO 化 同样 受 到氧 化应 激的影响 。用较低浓度的过氧化氢处理 H EK293 细 录和细胞凋亡 , 但当细胞受到氧化应激刺激时 , p53胞后 ,由 一 定 程 度 的 RO S 引 起 的 氧 化 应 激 可 以 使 泛素化受到抑制 ,其稳定性增强并在细胞中积累 ,导 SUMO 22 /3易与其底物 p53 结合 , SUMO 22 /3 修饰后 [ 19 ] 致细胞周期阻滞或发生细胞凋亡 。 的 p53活性及稳定性均增强 ,促使 p53发挥转录活性 功能 ,导致细胞更易于衰老或凋亡 ,而 SUMO 21 在氧 3 氧化应激与 p53 的 SUM O 化修饰 化应激下对 p53 的修饰并没有影响 , 因而这种修饰 在早衰应激应答中起重要作用 。 ( ) SUMO 化修饰 sumoyla tion 属 于 可逆 的多 肽 共 价修饰 ,即 SUMO 羧基端的甘氨酸与靶蛋白赖氨酸 ε侧链 2NH2共价连接的过程 。 SUMO 分子是一种结 构上与泛素相似的分子 , 它与蛋白的共价连接是一 4 氧化应激与 p53 的乙酰化修饰 种新的广泛存在的翻译后修饰形式 , 但 SUMO 化修 乙酰化可能起到比磷酸化更为 重 要的 作用 , 但 饰具有与泛素化修饰截然不同的功能 。泛素化修饰 是对乙酰化的研究和报道要比对磷酸化的研究和报 的靶基因主要被蛋白酶体降解 , 而 SUMO 化修饰则 道少得 多 。乙 酰 化 在 依 赖 p53 的 凋 亡 途 径 和 维 持 介导靶基因的定位及功能调节 , 可严重影响细胞内 p53的稳定性中起着重要的作用 ,乙酰化是调节 p53 蛋白质的生理功能 , 包括信号转导 、核体的形成 、染 蛋白活性十分重要的方式 , 且羧基端某些位点的乙 色体稳定性 、细胞周期调控 、细胞分化及蛋白质之间 [ 20 ] [ 21 - 22 ] 酰化 亦 可 激 活 p53 与 DNA 结 合 的 潜 能 , 进 而 调 节 的相互作用等 。研究 发现 , SUMO 化修饰参 p53的转录水平及活性 ;同时磷酸化可增强 p53 与乙 与调控线粒体分裂 、DNA 损伤修复及调节基 因组稳 酰化酶 的 相 互 作 用 , 促 进 p53 羧 基 端 乙 酰 化 , 建 立 定性 、调控离子通道及生物节律 。此外 , SUMO化修饰 p53 磷酸化 —乙酰化级联反应 。 p53 羧基端赖氨酸 功能的紊乱会导致某些疾病的发生 。 的乙酰化 依 赖 于 组 蛋 白 乙 酰 化 转 移 酶 , 如 p300 和 SUMO 化通过直接修饰 p53 来调节其稳定性和 ( )PCA F。 p300 /CR EB 结合蛋白 CB P和 p300 /CB P相 活性 ,也可以以间接方式通过调节 MDM 2 的稳定性 ( ) 关因子 PCA F能乙酰化 p53 羧基端的 3 个赖氨酸 从而调节 p53 的稳定性 。 p53 的 SUMO 化位点是羧 ( ) ( ) 位点即 373、382 p300 /CB P 和 320 PCA F 。 p300 / 基端 的 386 位 的 赖 氨 酸 , 此 位 点 能 够 调 节 p53 与 CB P蛋白介导的 p53 的乙酰化能显著增强 p53 蛋白 DNA 结 合 , 从 而 激 活 p53 的 转 录 活 性 和 促 凋 亡 功 [ 30 ] [ 23 ] 的反式激活和生长抑制作用 。 能 。目前对此位点 SUMO 化修饰的功能还存在争 氧化应激能提高大多数细胞的 p53 的乙酰化水 议 ,最初认为 p53的 SUNO 化能够增强其转录活性和 [ 24 ] [ 25 ] 平 。氧化应激导致细胞 DNA 损伤后 ,细胞会募集乙 促凋亡活性 ;但也有研究 认为 , SUMO 化的 p53 酰转移酶 , 这 些分 子 将一 个 或 多 个 乙 酰 基 加 到 p53 对其 转 录 活 性 和 生 长 调 节 功 能 没 有 影 响 。另 外 , 上 ,这一作用会使 p53 的稳定性增强并提高其结合 MDM 2 也是 SUMO 化 修饰 的一 个 底物 , 肿 瘤抑 制 基 特异 DNA 序列的能力 。氧化应激下 , p53 经乙酰化 因 p14AR F 能 促 进 SUMO 化 修 饰 的 MDM 2 的 聚 修饰后稳定性增高并激活 p53 的转录活性 , p300 蛋 白可能通过一个新的乙酰化位点 305 位的赖氨酸进 [ 31 ]一步调控 p53 的活性 。 Sakaguch i等 首先报道 p53 的 382位的赖氨酸在 UV 引起的氧化应激下可以被 乙酰化 , 最近发现阿霉素 、低氧 、抗代谢物和核输出 [ 26 - 27 ] 及 RNA 聚合酶 ?能使 p53的 382 位和 373位的赖氨 SUMO 化间接地调节 p53 的稳定 , MDM 2 的集 [ 28 ]酸乙酰化 ;但在 UV 作用下 320位的赖氨酸最易被乙 性 。L ee等 在酵母中发现了 SUMO 化和去 SUMO酰化 。 p53 羧基端赖氨酸残基乙酰 化能 够 提高 p53 化调节 MDM 2 功能的新机制 。 SUMO 修饰的 MDM 2 转录活性 ,引起细胞周期抑制和凋亡 , p53 的 K320 / 能够减少其自身泛素化 ,这对募集 MDM 2 从而保持 K373 / K382 乙 酰 化 对 组 蛋 白 去 乙 酰 化 酶 抑 制 剂 p53在正常状态下低水平是必需的 ; 而在 UV 引起损 ( ) 伤时 ,可 诱 导 MDM 2 的 去 SUMO 酶 SU SP4 的 表 达 , HDAC iSAHA 和 LAQ 824 引起的 p53 转 录非 依赖SU SP4 聚集使 MDM 2 去 SUMO 化 ,从而使 MDM 2 通 过自身泛素化而降解 ,此过程导致 p53 稳定性增强 , 从而引起 p53 依赖的细胞生物学效应 , 如凋亡和细 胞生长抑制 。值得一提的是 ,其他的 DNA 损伤剂如 BAX激活 、RO S产生和细胞凋亡是必需的 ,基因敲除 p53 的转录活性 。蛋白质精氨酸甲基转移 强或抑制 [ 32 ] 酶 CARM 和 PRM T1是 p53 共激活因子 ,参与组蛋白p53能显著地减弱 HDAC i诱导的凋亡 。[ 33 ]有研究 发现 ,氧化应激通过增强 p53 的乙酰 H3和 H4的甲基化 , 促进 p53 介导的转录活性 。在 + 化程度而 促 进 细 胞 衰 老 , NAD 依 赖 的 去 乙 酰 化 酶 应答细胞应激过程中 , p53甲基化和去甲基化以及其 S IR T1能对其进行调节 ,用过氧化氢处理正常人双倍 他的翻译后修饰精确调节 p53 的转录活性 , 最终阻+ 体成纤维母细胞 , 4 h后乙酰化的 p53 增加 , NAD 水 [ 41 ] 止肿瘤的形成 。 组蛋白赖氨 酸 特异 的去 甲 基 化 平和 S IR T1蛋白表达显著降低 , p21表达水平在 12 , 酶 L SD1 与 p53 β24 h都增加 , 48 h 时代表衰老指标的 2半乳糖苷酶 相互作用抑制 p53介导的转录活性 ,从而抑制 p53的活性也增加 。在肾小球膜细胞中 , S IR T1 通过对 p53 促凋亡作用 。已知在体外 L SD 1能够去除 p53的 370的去乙酰化使其灭活来阻止氧化应激诱导的肾小球 位的赖氨酸 、Sm yd2依赖的单甲基化和双甲基化 。然 细胞凋亡 。因此 , 通过对 S IR T1 的 增 量调 节来 阻 止 [ 34 ] 而 ,在体内 L SD 1更易于去除 370 位的赖氨酸双甲基 肾小球疾病的发展可能是一个有效的治疗策略 。 [ 42 ] 化 。研究 发现 , p53 的 370 位的 赖氨 酸 单甲 基化当细胞受到氧化应激时 , p53羧基端的乙酰化位点也 与双甲基化对调节其活性是不同的 : 单甲基化能够 [ 35 ] 是 MDM 2 对 p53 的泛素化修饰位点 , 因 此 , 乙 酰 抑制 p53 转录活性 , 而双甲基化能够促进其与共激 化可以通过阻止泛素化来稳定 p53 ,这暗示乙酰化可 活因子 53B P1 相互 作用 , 而 且 L SD 1 可以 通 过 抑 制能正是通过与泛素化的竞争来维持 p53 的稳定性 , p53 与 53B P1 的 相 互 作 用 来 抑 制 p53 的 功 能 。进而促进 DNA 修复或细胞凋亡来防止肿瘤的发生 。 53B P1 能够选择性地识别 p53 的 382 位的赖氨酸双 在应答氧化应激引起的 DNA 损伤时 , p53 的 320 位 甲基化 ,在氧化应激使 DNA 损 伤应 答 过程 中 , 上述 和 373 位的赖氨酸乙酰化 ,易化了 p53与 DNA 结合 。 p53甲基化水平增高 ,促进 p53 与 53B P1 相互作用 , 另外 ,乙酰化的发生要以磷酸化为前提 ,细胞在遭受 [ 43 ] 募集 p53蛋白 ,增强依赖 p53蛋白的促凋亡功能 。 到致癌刺激后 , p53 的乙酰化水平显著升高并且依赖 赖氨酸甲基转移酶 Sm yd2能够使 p53的 370位的赖氨 于特定位点的磷酸化 。酸甲基化抑制 p53介导的转录活性 ,应用 siRNA 敲除 Sm yd2能增强 p53 的促凋亡功能 。因此 , Sm yd2 可以 [ 44 ] 通过 p53的甲基化来抑制 p53的抗肿瘤功能 。 5 氧化应激与 p53 的甲基化修饰 甲基化修饰是近年来发现的一种 p53 翻译后修 [ 36 ] 6 问与展望 饰的形式 。研究 发现 ,氨酸甲基转移酶 Se t7 /9 能 够使 p53的 372位赖氨酸甲基化 ,从而影响 p53 的稳 随着人类基因组计划的完成和蛋白组学研究的 定性和转录活性 , p53赖氨酸甲基化也影响 p53 的乙 兴起 ,人们愈来愈深切地认识到蛋白质的翻译后修 酰化 , 导 致 p53 蛋 白 的 稳 定 。在 细 胞 受 到 应 激 使 饰对调控蛋白质功能和影响细胞行为的重要性 。蛋 DNA 损伤时 , Se t7 /9使 p53 赖氨酸甲基化增强 ,从而 白质的翻 译 后 修 饰 也 是 调 控 蛋 白 质 结 构 的 重 要 方 起到抑制肿瘤的作用 ;同时 Se t7 /9 使 p53 甲基化 ,这 式 。越来越多的研究表明 , 转录因 子 p53 翻译 后修 对乙酰转移酶 Tip60 结合 p53 以及随后的 p53 乙酰 饰极为丰富 , p53 的翻译后修饰及其与多种蛋白间相 [ 37 ] 化起到非 常 重 要 作 用 。赖 氨 酸 甲 基 转 移 酶 Se t8 互作用是使 p53呈现功能多样性的机制 。在正常细 能够特异地使 p53 的 383位的赖氨酸单甲基化 ,这种 胞中 p53处于不稳定状态 ,氧化应激如 RO S通过诱导 甲基化能够抑制 p53介导的转录活性 ,基因沉默 Se t8 p53基因过量表达促使细胞凋亡从而达到抑癌作用 。 [ 38 ] 能够增强 p53的促凋亡和细胞周期检测功能 。精 目前 ,许多研究者都注意到 RO S与细胞信号转 导通氨酸甲基转移酶 PRM T5能够与 p53 相互作用使 p53 路的关系 ,发现 RO S确实可在多个环节参与细 胞信甲基化 ,影响 p53特异的靶基因 ,基因沉默 PRM T5 后 号转导 , 从而调节一系列增殖相关蛋白激酶的 级联能够引起依赖 p53 的细胞凋亡 , DNA 损伤诱导的 p53 反应 ,调节转录因子的激活并诱导相应基因的 精氨酸甲基化对 p53 生物学性质和功能都起到非常 [ 39 - 40 ] 重要作用 。 ( ) 组蛋白赖 氨酸 甲基 转移 酶 KM T5 Se t9 、KM T3 [ 45 ] [ 46 - 47 ] 表达 ,同时也参与了肿瘤的形成过程 ; 野生 ( )( )Sm yd2 和 KM T5A Se t8 能够在 p53 特异的羧基端 型 p53 的大量表达可促使肿瘤细胞衰老 , 从而抑制 调节其甲基化 , 在不同位点的赖氨酸甲基化能够增 肿瘤生长 , p53 通过其“分子警察 ”“基因组监督 ”机 制发挥调节作用 。当氧化应激使 DNA 受损 , p53 就 会使细胞停 留 在 G期 , 在 被 损 伤 的 DNA 得 到 修 复1 [ 5 ] Bode AM , Dong Z. Po st2tran sla tiona l mod ifica tion of p53 in tumo ri2 后 ,则可使细胞进入 M 期 ,细胞可继续增殖和分化 ; ( ) gene sis[ J ]. N a t R ev Cance r, 2004 , 4 10 : 793 - 805. 如果损伤得不到修复 ,则诱导细胞凋亡 ,借此来调节 [ 6 ] H uang YF, Chang MD , Sh ieh SY, e t a l. TTK / hMp s1 m ed ia te s the [ 48 ] 整个机体 ,使之处于相对自稳态 。 RO S在 p53 介 p53 2dep enden t po stm ito tic checkpo in t by p ho sp ho ryla ting p53 a t 导的凋亡中起着重要的作用 , p53 的过量表达可以使 ( ) Th r18 [ J ]. Mo l Cell B io l, 2009 , 29 11 : 2935 - 2944. 正常人平滑肌细胞凋亡 , p53蛋白也可能调节胞内氧 [ 7 ] X ia Y, Pad re RC, D e M endoza TH , e t al. Pho sp ho ryla tion of p53 by Ikapp aB k inase 2 pomo te s its degrada tion by be ta2TrCP [ J ]. P roc 化还原状态 ,通过诱导 RO S,再以 RO S作为第二信使 ( ) N atl A cad Sci U SA , 2009 , 106 8 : 2629 - 2634. 诱发细胞凋亡 。 [ 8 ] Pa rk KJ , L ee CH , L ee CH , e t a l. Up regu la tion of B ec lin21 exp re s2 RO S可以在 体 外 调 节 p53 的 蛋 白 构 象 , 而 p53sion and p ho sp ho ryla tion of B c l22 and p53 are invo lved in the JN K2 的保守区域存在的半胱氨酸残基是 RO S的作 用 对 m ed iated an top hagic ce ll dea th [ J ]. B iochem B iop hys R e s Comm un, 象 。当 RO S氧 化 半 胱 氨 酸 后 p53 蛋 白 构 象 发 生 改 ( ) 2009 , 382 4 : 726 - 729. [ 9 ] M cN e ill2B lue C, W e tmo re BA , Sanchez JF, e t al. Apop to sis m ed ia2 变 ,抑制了 p53结合 DNA 特异序列的活性 ,用二流苏 ted by p53 in rat neu ra l A F5 cells fo llow ing trea tm en t w ith hyd rogen 糖醇处理即可恢复 p53的 DAN 特异结合活性 。也有 ( ) p e roxide and stau ro spo rine [ J ]. B ra in R e s, 2006 , 1112 1 : 1 - [ 49 ]()研究 表明 , RO S和一氧化氮 NO 通过诱导 p53的 15. 大量表达起到抑癌作用 ;促进组织和细胞的 NO 释放 [ 10 ] Kemp TJ , Can ston HC, C lerk A. Change s in gene exp re ssion ( ) ( ) induced by H O in ca rd iac m yocyte s[ J ]. B iochem B iop hys 及阻断自由基介导 ,都有助于对肿瘤的抑制 。 2 2 [ 50 ]( ) R es Comm un, 2003 , 307 2 : 416 - 421. 研究 表明 ,细胞在正常的或轻度的氧化应激 [ 11 ] Long X, Go lden tha l MJ , M a rin2Ga rc ia J. O xida tive stre ss enhances 下 ,低浓度的 p53诱导抗氧化基因的表达 ,而高浓度 p ho sp ho ryla tion of p53 in neonata l rat ca rd iom yocyte s[ J ]. Mo l Ce ll 的 p53促使一些与 RO S的生成及 p53 介导的凋亡有 ( ) B iochem , 2007 , 303 1 - 2 : 167 - 174. 关的基因的表达 。因此 , 在正常或轻度的氧化应 激 [ 12 ] W a te rm an MJ , Stavrid i ES, W a te rm an JL , et a l. A TM 2dep enden t 下 , p53 具有抗氧化作用 ,保护细胞 DNA 免受损伤 ,ac tiva tion of p53 invo lve s dep ho sp ho ryla tion and a ssoc iation w ith 虽然这种效应可能依赖于 p53 的浓度 , 但其他的细 ( ) 14 23 23 p ro te in s[ J ]. N a t Gene t, 1998 , 19 2 : 175 - 178. 胞因子很可能影响了细胞的最终命运 。 p53 促凋亡 [ 13 ] H iga sh imo to Y, Sa ito S, Tong XH , e t a l. H um an p53 is p ho sp ho ryl2 或抗凋亡至少部分地依赖于细胞内 p53 的浓度以及 a ted on se rine s 6 and 9 in re spon se to DNA dam age2induc ing agen ts 其他因子如 p53 的亚细胞定位 、各种翻译后修饰的 ( ) [ J ]. J B io l Chem , 2000 , 275 30 : 23199 - 23203. 程度等 ; 但对氧化应激下 p53 发挥抑癌作用的分子 [ 14 ] M e letis K, W irta V , H ede S, e t a l. P53 supp re sse s the se lf2renewa l ( ) of adult neu ral stem cells[ J ]. D evelopm en t, 2006, 133 2 : 363 - 机制 ,至今人们的认识还很有限 。 369. 综上所述 ,氧化应激改变了细胞 内环 境氧 化 还 [ 15 ] Feng L , Ho llste in M , Xu Y. Se r46 p ho sp ho ryla tion regu late s p53 2 原水平 , 影 响 p53 的 某 些 翻 译 后 修 饰 , 从 而 影 响 到 dep enden t apop to sis and rep lica tive senescence [ J ]. Ce ll Cycle, p53的活性及功能 ,最终导致细胞行为的改变如肿瘤 ( ) 2006 , 5 23 : 2812 - 2819. 生成或细 胞 衰 老 。因 此 , 通 过 氧 化 应 激 来 调 节 p53 [ 16 ] M ayo LD , Seo YR , Jack son M , et a l. Pho sp ho ryla tion of hum an p53 a t se rine 46 de te rm ine s p romo te r se lection and whethe r apop to sis 的各种翻译后修饰 , 寻找能干预这些修饰的靶基因 ( ) is a ttenua ted o r amp lified [ J ]. J B io l Chem , 2005 , 280 28 : 有助于开发通过调节 p53活性来治疗肿瘤或延缓细胞 25953 - 25959. 衰老的药物 。氧化应激对 p53的翻译后修饰影响是一 [ 17 ] H iranoY, Ronai Z. A new func tion fo r p53 ub iqu itina tion [ J ]. Ce ll, 个极其复杂的过程 ,有待更深入的研究探讨 。( ) 2006 , 127 4 : 675 - 677. [ 18 ] Cou tts A S, A dam s CJ , L a Thangue NB. p53 ub iqu itina tion by ( ) M dm2: A never end ing ta il [ J ] ? 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