[albert52]

Продолжим.

SENP сильно сконцентрированы в ядре. SENP1 и SENP2 демонстрируют дискретное распределение в ядерных порах и субъядерных компартментах. Оба содержат мотивы сигнала ядерной локализации (NLS) и сигнала ядерного экспорта (NES), позволяющие им перемещаться между ядром и цитоплазмой. SENP3 и SENP5 преимущественно локализуются в ядрышке. SENP6 и SENP7 присутствуют в нуклеоплазме, а SENP6 частично совмещается с ядерными тельцами белков промиелоцитарного лейкоза.

B ответ на стресс увеличенный SENP1, вероятно, усиливает созревание pro-SUMO, делая более активным SUMO доступным для конъюгации, тем самым облегчая глобальное SUMOylation и, в то же время, на фоне повышенного SUMOylation, селективно деконъюгирует SUMO из определенных белков-субстратов.

Стабильность SENP3 контролируется опухолевым супрессорным белком p19 (ARF), который ускоряет зависящий от убиквитин-протеасомной системы (UPS) оборот SENP3. Карбоксильный конец ubiquitin ligase Hsc70-взаимодействующего белка (CHIP) обеспечивает убиквитинирование SENP3 и последующую деградацию в базовых условиях. В стрессовых условиях, однако, SENP3 ассоциируется с молекулярным шаперонным белком теплового шока 90 (Hsp90), который защищает его от CHIP-обеспечиваемого убиквитинирования, тем самым приводя к увеличению уровней SENP3.

Установлено. что функциональные группы / кластеры / сети белков в определенных субклеточных местоположениях подвергаются одновременному SUMOylation в ответ на клеточный стресс. Это подтверждает теорию "Spray", по которой конъюгация SUMO происходит одновременно на пространственно связанных группах субстратов.

SUMOylation, вероятно, обеспечивает механизм защиты клеток от смертельно низких уровней кислорода и глюкозы. Перекись водорода (H2O2) вызывает окислительный стресс и вызывает сложные изменения в глобальных уровнях конъюгации SUMO. Так, SENP1 недавно был идентифицирован как ген гипоксического ответа. Избыточная экспрессия каталитического домена SENP1 увеличивает гибель нейронов в ответ на ишемию. Однако deSUMOylation с помощью SENP1 было предложено как цитопротективное для H2O2 - индуцированной гибели клеток, а истощение SENP1 либо за счет интерференции RNAi (РНК-интерференция (RNAi) - это средство подавления генов посредством деградации мРНК), либо за счет генетического нокаута способствует гибели клеток. SENP3 увеличивается после травматического повреждения спинного мозга, сопутствующего активации каспазы 3.

Стресс эндоплазматического ретикулума (ER) возникает, когда неправильно свернутые белки накапливаются в просвете ER. Это ведет к сложной серии трансляционных и транскрипционных событий, которые пытаются восстановить правильную функцию ER путем ингибирования общего синтеза белка, но способствуя транскрипции шаперонов ER и ферментов фолдинга для усиления процессинга ER и облегчения агрегации белков. В зависимости от степени стресса, развернутый белковый ответ (UPR) может быть либо про-выживанием, либо про-апоптозом, при этом SUMOylation представляет собой новый компонент UPR, который участвует в определении баланса между выживанием и гибелью клеток.

Вкратце, существует три ветви UPR, которые включают инозитол-требующую киназу 1α (IRE1α), протеинкиназоподобную киназу эндоплазматического ретикулума (PERK) и активирующий фактор транскрипции 6 (ATF6). SUMOylation участвует как в путях IRE1α, так и в путях PERK.
Путь IRE1α незаменим для восстановления сворачивания белков или деградации развернутых белков. IRE1α представляет собой ER-трансмембранный белок с киназным доменом и обладает эндонуклеазной активностью. Автофосфорилирование IRE1α запускает сплайсинг мРНК фактора транскрипции XBP1 в активную форму (XBP1s). XBP1s подвергаются SUMO-1- и SUMO-2/3-илированию, опосредованному SUMO E3 лигазой PIASx, указывая тем самым, что сделан еще один ключевой шаг в активации UPR, а гомеостаз ER регулируется с помощью SUMOylation.

PERK активируется посредством автофосфорилирования, которое, в свою очередь, фосфорилирует и инактивирует eIF2α, который подавляет глобальный синтез белка за счет быстрого снижения инициации трансляции. PERK активируется во время церебральной ишемии и реперфузии in vivo и имеет решающее значение для выживания клеток в условиях крайней гипоксии.

Еще модификация Drp1 (Dynamin-1-like protein) с помощью SUMO-1 может способствовать делению митохондрий, тогда как модификация SUMO-2/3 предотвращает это. Более того, SENP5 и SENP3, по-видимому, по-разному регулируют SUMO-1- и SUMO-2/3-илирование Drp1, соответственно потенциально обеспечивая высокочувствительную и детализированную систему регуляции для контроля динамики митохондрий.

Агрессивный подтип PDAC (рак поджелудочной железы) демонстрирует гиперактивность основного пути SUMO и, таким образом, связывает путь SUMO с менее дифференцированными PDAC - базальным подтипом - и н***агоприятный прогнозом. Так, белок 1, взаимодействующий со Smad ядра (SNIP1), динамически де- и ре-SUMOилировался в ответ на лечение гемцитабином; вообще, нарушение равновесия SUMOylation является обычным явлением для фенотипов PDAC, устойчивых к лекарствам.

Так, ядерные тельца белка промиелоцитарного лейкоза (PML) участвуют в регуляции клеточных процессов, имеющих отношение к подавлению опухоли, таких как репарация ДНК и реакция на повреждение ДНК (DDR). Было показано, что функция этих ядерных органелл зависит от соответствующего SUMOилирования основного структурного компонента PML, а гипосумоилирование PML в клетках PDAC было связано с повышенной активацией пути NFκB для опосредования устойчивости к гемцитабину и повышенной активации пути связывания элемента ответа цАМФ, опосредующий устойчивость к оксалиплатину.

Опухолевые клетки подвергаются ограниченному поступлению питательных веществ и гипоксии. Гипоксия запускает адаптивные сигнальные пути, чтобы гарантировать выживание и перестройку клеточного метаболизма, например, индукцию гликолиза. При этом сверхэкспрессируется SUMO-лигаза E3-типа PIAS4 (белковый ингибитор активированного белка STAT 4) и способствует SUMOylation и инактивации VHL (см. выше), что необходимо для полной стабилизации HIF1α. Участие пути SUMO в контроле DDR может объяснить, как лиганд SUMO-2/3 на наночастицах золота повышает чувствительность раковых клеток к облучению.

Амплификация MYC, которая была обнаружена примерно у 14% пациентов с PDAC, является единственной вариацией числа копий, связанной с плохой выживаемостью пациентов с PDAC. Амплификации MYC положительно выбираются во время прогрессирования опухоли, причем активность MYC связана с базальным подтипом заболевания.

Синтетическая летальность обычно относится к ситуации, в которой индивидуальное нацеливание на каждый ген в паре генов допустимо, но комбинированная инактивация вызывает резкое снижение выживаемости раковых клеток. Синтетическая летальность также может возникать между генами и небольшими молекулами, что подтверждается чувствительностью опухолевых клеток, несущих мутации в гене репарации ДНК BRCA1 / 2, к ингибиторам поли-АДФ-рибозо-полимеразы (PARP) и некоторым химиотерапевтическим препаратам, таким как соединения платины. Действительно, преимущества терапии платиной или ингибирования PARP были продемонстрированы у пациентов с BRCA1 / 2 - мутированной PDAC.

Примечательно, что особый вид синтетической летальности, называемый летальностью синтетической дозы, определяет ситуацию, в которой гиперактивность одного гена порождает зависимость от продукта другого гена, и имеет значение в контексте пути MYC. Так, выявлена синтетическую летальность компонентов пути SUMO SAE1 и SAE2 с MYC, подтвержденная при гематологических злокачественных новообразованиях и мелкоклеточном раке легкого (SCLC).

Повышенная экспрессия MYC приводит к митотическим изменениям и создает уязвимости в делящейся клетке, например, повышенная экспрессия MYC связана с неправильным выравниванием хромосом в метафазе с последующим отставанием хромосом в анафазе. Следовательно, раковые клетки с высокой активностью MYC зависят от защитных путей, чтобы справиться с этим конкретным стрессом. Эти защитные пути, которые включают механизм SUMOylation, позволяют клеткам адаптироваться к митотическому стрессу. Блокирование пути SUMO вызывает остановку клеточного цикла в фазе G2 / M, полиплоидию и последующую гибель клеток.

TPX2 (кинезиноподобный белок 2 Xenopus) необходим для сборки веретена во время митоза, и ген непосредственно активируется с помощью MYC. В то время как нормальным клеткам требуется небольшое количество белка для сборки веретена, раковые клетки с высокой экспрессией MYC зависят от TPX2, чтобы эффективно формировать веретено и прогрессировать через митоз, то есть TPX2 является синтетическим летальным геном, ассоциированным с MYC. Вообще, многие белки, несущие множественные сайты SUMO, являются митотическими белками, и все BIRC5, EG5 и TPX2 могут быть SUMOylated.