Циклинзависимая киназа 4, также известная как протеинкиназа клеточного деления 4, представляет собой фермент , который у человека кодируется геном CDK4 . CDK4 является членом семейства циклинзависимых киназ .
Функция
Белок, кодируемый этим геном, является членом семейства протеинкиназ Ser/Thr . Этот белок очень похож на генные продукты S. cerevisiae cdc28 и S. pombe cdc2. Это каталитическая субъединица комплекса протеинкиназы, которая важна для прогрессирования фазы G1 клеточного цикла . Активность этой киназы ограничена фазой G1-S, которая контролируется регуляторными субъединицами циклинов D-типа и ингибитором CDK p16 INK4a . Было показано, что эта киназа отвечает за фосфорилирование продукта гена ретинобластомы ( Rb ). [4] Компонент Ser/Thr-киназы комплексов циклин D-CDK4 (DC), которые фосфорилируют и ингибируют членов семейства белков ретинобластомы (RB), включая RB1 , и регулируют клеточный цикл во время перехода G1/S. Фосфорилирование RB1 позволяет отделить фактор транскрипции E2F от комплексов RB/E2F и последующую транскрипцию целевых генов E2F, которые отвечают за прогрессирование через фазу G1. Гипофосфорилирует RB1 в ранней фазе G1. Комплексы циклин D-CDK4 являются основными интеграторами различных митогенных и антимитогенных сигналов, а также фосфорилируют SMAD3 в зависимости от клеточного цикла и подавляют его транскрипционную активность. Он является компонентом тройного комплекса циклин D/CDK4/CDKN1B, необходимого для ядерной транслокации и активности комплекса циклин D-CDK4. [5]
Клиническое значение
Мутации в этом гене, а также в связанных с ним белках, включая циклины D-типа, p16(INK4a), CDKN2A и Rb, как было обнаружено, связаны с возникновением опухолей при различных видах рака. Одна специфическая точечная мутация CDK4 (R24C) была впервые выявлена у пациентов с меланомой. Эта мутация была также введена в животных моделях, и ее роль в качестве онкогена-драйвера рака была тщательно изучена. В настоящее время дерегулированный CDK4 считается потенциальной терапевтической мишенью при некоторых типах рака, и различные ингибиторы CDK4 проходят испытания для лечения рака в клинических испытаниях. [6] [7]
Сообщалось о множественных участках полиаденилирования этого гена. [4]
Рибоциклиб — это ингибиторы CDK4 и CDK6, одобренные FDA США для лечения рака молочной железы с положительным статусом эстрогеновых рецепторов / отрицательным статусом HER2 на поздних стадиях. [8]
См. также ингибиторы CDK для информации об ингибиторах различных CDK.
Взаимодействия
Было показано, что циклинзависимая киназа 4 взаимодействует с:
^ abc GRCh38: Ensembl выпуск 89: ENSG00000135446 – Ensembl , май 2017 г.
^ "Human PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
^ "Mouse PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
^ ab "Ген Entrez: циклин-зависимая киназа 4 CDK4".
^ "CDK4 - Циклинзависимая киназа 4 - Homo sapiens (человек) - Ген и белок CDK4".
^ Sheppard KE, McArthur GA (октябрь 2013 г.). «Регулятор клеточного цикла CDK4: новая терапевтическая цель при меланоме». Clinical Cancer Research . 19 (19): 5320–5328. doi :10.1158/1078-0432.CCR-13-0259. PMID 24089445. S2CID 12933349.
^ Sobhani N, D'Angelo A, Pittacolo M, Roviello G, Miccoli A, Corona SP и др. (апрель 2019 г.). «Обновления стратегии ингибирования CDK4/6 и комбинаций при раке молочной железы». Cells . 8 (4): 321. doi : 10.3390/cells8040321 . PMC 6523967 . PMID 30959874.
^ abcd Ewing RM, Chu P, Elisma F, Li H, Taylor P, Climie S и др. (2007). "Крупномасштабное картирование взаимодействий белок-белок человека с помощью масс-спектрометрии". Молекулярная системная биология . 3 (1): 89. doi :10.1038/msb4100134. PMC 1847948. PMID 17353931 .
^ Дай К, Кобаяши Р, Бич Д (сентябрь 1996 г.). «Физическое взаимодействие млекопитающих CDC37 с CDK4». Журнал биологической химии . 271 (36): 22030–22034. doi : 10.1074/jbc.271.36.22030 . PMID 8703009.
^ Ламфер Л., Фиоре Ф., Сюй X, Брисуэла Л., Кизер С., Сардет С. и др. (апрель 1997 г.). «Взаимодействие между Cdc37 и Cdk4 в клетках человека». Онкоген . 14 (16): 1999–2004. дои : 10.1038/sj.onc.1201036. PMID 9150368. S2CID 25236893.
^ Степанова Л., Ленг Х., Паркер С.Б., Харпер Дж.В. (июнь 1996 г.). «Млекопитающий p50Cdc37 — это субъединица Hsp90, нацеленная на протеинкиназу, которая связывает и стабилизирует Cdk4». Гены и развитие . 10 (12): 1491–1502. doi : 10.1101/gad.10.12.1491 . PMID 8666233.
^ abc Lin J, Jinno S, Okayama H (апрель 2001 г.). «Комплекс Cdk6-циклин D3 избегает ингибирования белками-ингибиторами и уникально контролирует способность клеток к пролиферации». Oncogene . 20 (16): 2000–2009. doi :10.1038/sj.onc.1204375. PMID 11360184. S2CID 25204152.
^ ab Cariou S, Donovan JC, Flanagan WM, Milic A, Bhattacharya N, Slingerland JM (август 2000 г.). «Понижение регуляции p21WAF1/CIP1 или p27Kip1 отменяет опосредованную антиэстрогеном остановку клеточного цикла в клетках рака молочной железы человека». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 97 (16): 9042–9046. Bibcode : 2000PNAS ...97.9042C. doi : 10.1073/pnas.160016897 . PMC 16818. PMID 10908655.
^ ab Rual JF, Venkatesan K, Hao T, Hirozane-Kishikawa T, Dricot A, Li N и др. (октябрь 2005 г.). «К карте протеомного масштаба сети взаимодействия белков человека». Nature . 437 (7062): 1173–1178. Bibcode :2005Natur.437.1173R. doi :10.1038/nature04209. PMID 16189514. S2CID 4427026.
^ Ghavidel A, Cagney G, Emili A (сентябрь 2005 г.). «Скелет человеческого белкового интерактома». Cell . 122 (6): 830–832. doi : 10.1016/j.cell.2005.09.006 . PMID 16179252. S2CID 7410135.
^ Guan KL, Jenkins CW, Li Y, Nichols MA, Wu X, O'Keefe CL и др. (декабрь 1994 г.). «Подавление роста p18, ингибитором CDK6, связанным с p16INK4/MTS1 и p14INK4B/MTS2, коррелирует с функцией pRb дикого типа». Genes & Development . 8 (24): 2939–2952. doi : 10.1101/gad.8.24.2939 . PMID 8001816.
^ Wang H, Iakova P, Wilde M, Welm A, Goode T, Roesler WJ и др. (октябрь 2001 г.). «C/EBPalpha останавливает пролиферацию клеток посредством прямого ингибирования Cdk2 и Cdk4». Molecular Cell . 8 (4): 817–828. doi : 10.1016/S1097-2765(01)00366-5 . PMID 11684017.
^ abc Sugimoto M, Nakamura T, Ohtani N, Hampson L, Hampson IN, Shimamoto A и др. (ноябрь 1999 г.). «Регуляция активности CDK4 новым связывающим белком CDK4, p34(SEI-1)». Genes & Development . 13 (22): 3027–3033. doi :10.1101/gad.13.22.3027. PMC 317153 . PMID 10580009.
^ abc Nasmyth K, Hunt T (декабрь 1993 г.). "Клеточный цикл. Плотины и шлюзы". Nature . 366 (6456): 634–635. doi : 10.1038/366634a0 . PMID 8259207. S2CID 4270052.
^ Таулес М., Риус Э., Талая Д., Лопес-Жирона А., Бахс О., Агель Н. (декабрь 1998 г.). «Кальмодулин необходим для активности циклин-зависимой киназы 4 (Cdk4) и накопления циклина D1-Cdk4 в ядре во время G1». Журнал биологической химии . 273 (50): 33279–33286. дои : 10.1074/jbc.273.50.33279 . ПМИД 9837900.
^ ab Coleman KG, Wautlet BS, Morrissey D, Mulheron J, Sedman SA, Brinkley P, et al. (Июль 1997). «Идентификация последовательностей CDK4, участвующих в связывании циклина D1 и p16». Журнал биологической химии . 272 (30): 18869–18874. doi : 10.1074/jbc.272.30.18869 . PMID 9228064.
^ Arsenijevic T, Degraef C, Dumont JE, Roger PP, Pirson I (март 2004 г.). «Новый партнер для циклинов D-типа: белок AKAP95, закрепляющий протеинкиназу A». The Biochemical Journal . 378 (Pt 2): 673–679. doi :10.1042/BJ20031765. PMC 1223988 . PMID 14641107.
^ Чжан Q, Ван X, Вольгемут DJ (июнь 1999 г.). «Регулируемая развитием экспрессия циклина D3 и ее потенциальные белки взаимодействия in vivo во время гаметогенеза мышей». Эндокринология . 140 (6): 2790–2800. doi :10.1210/endo.140.6.6756. PMID 10342870. S2CID 45094232.
^ Zhang JM, Zhao X, Wei Q, Paterson BM (декабрь 1999 г.). «Прямое ингибирование активности киназы G(1) cdk с помощью MyoD способствует прекращению клеточного цикла миобластов и терминальной дифференцировке». The EMBO Journal . 18 (24): 6983–6993. doi :10.1093/emboj/18.24.6983. PMC 1171761. PMID 10601020 .
^ Zhang JM, Wei Q, Zhao X, Paterson BM (февраль 1999). «Связь клеточного цикла и миогенеза через циклин D1-зависимое взаимодействие MyoD с cdk4». The EMBO Journal . 18 (4): 926–933. doi :10.1093/emboj/18.4.926. PMC 1171185. PMID 10022835 .
^ Fåhraeus R, Paramio JM, Ball KL, Laín S, Lane DP (январь 1996 г.). «Ингибирование фосфорилирования pRb и прогрессирования клеточного цикла пептидом из 20 остатков, полученным из p16CDKN2/INK4A». Current Biology . 6 (1): 84–91. doi :10.1016/S0960-9822(02)00425-6. hdl : 20.500.11820/9e95b5cc-be55-4c50-bfd9-04eb51b3e3f9 . PMID 8805225. S2CID 23024663.
^ ab Li J, Melvin WS, Tsai MD, Muscarella P (апрель 2004 г.). «Ядерный белок p34SEI-1 регулирует активность киназы циклин-зависимой киназы 4 в зависимости от концентрации». Биохимия . 43 (14): 4394–4399. CiteSeerX 10.1.1.386.140 . doi :10.1021/bi035601s. PMID 15065884.
^ Xiong Y, Zhang H, Beach D (август 1993). «Перестройка субъединиц циклин-зависимых киназ связана с клеточной трансформацией». Genes & Development . 7 (8): 1572–1583. doi : 10.1101/gad.7.8.1572 . PMID 8101826.
Дальнейшее чтение
Hanks SK (январь 1987 г.). «Гомологическое зондирование: идентификация клонов кДНК, кодирующих членов семейства протеин-сериновых киназ». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 84 (2): 388–392. Bibcode :1987PNAS...84..388H. doi : 10.1073/pnas.84.2.388 . PMC 304212 . PMID 2948189.
Холл М., Бейтс С., Питерс Г. (октябрь 1995 г.). «Доказательства различных способов действия ингибиторов циклинзависимой киназы: p15 и p16 связываются с киназами, p21 и p27 связываются с циклинами». Онкоген . 11 (8): 1581–1588. PMID 7478582.
Tassan JP, Jaquenoud M, Léopold P, Schultz SJ, Nigg EA (сентябрь 1995 г.). «Идентификация человеческой циклин-зависимой киназы 8, предполагаемого партнера протеинкиназы для циклина C». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 92 (19): 8871–8875. Bibcode : 1995PNAS...92.8871T. doi : 10.1073/pnas.92.19.8871 . PMC 41069. PMID 7568034 .
Mitchell EL, White GR, Santibanez-Koref MF, Varley JM, Heighway J (июнь 1995 г.). «Картирование локусов генов в области Q13-Q15 хромосомы 12». Chromosome Research . 3 (4): 261–262. doi :10.1007/BF00713052. PMID 7606365. S2CID 6029915.
Wölfel T, Hauer M, Schneider J, Serrano M, Wölfel C, Klehmann-Hieb E и др. (сентябрь 1995 г.). "Нечувствительный к p16INK4a мутант CDK4, нацеленный цитолитическими Т-лимфоцитами в меланоме человека". Science . 269 (5228): 1281–1284. Bibcode :1995Sci...269.1281W. doi :10.1126/science.7652577. PMID 7652577. S2CID 37848897.
Hirai H, Roussel MF, Kato JY, Ashmun RA, Sherr CJ (май 1995 г.). «Новые белки INK4, p19 и p18, являются специфическими ингибиторами циклин D-зависимых киназ CDK4 и CDK6». Молекулярная и клеточная биология . 15 (5): 2672–2681. doi :10.1128/MCB.15.5.2672. PMC 230497. PMID 7739547 .
Chan FK, Zhang J, Cheng L, Shapiro DN, Winoto A (май 1995). «Идентификация человеческого и мышиного p19, нового ингибитора CDK4 и CDK6 с гомологией с p16ink4». Молекулярная и клеточная биология . 15 (5): 2682–2688. doi :10.1128/MCB.15.5.2682. PMC 230498. PMID 7739548 .
Guan KL, Jenkins CW, Li Y, Nichols MA, Wu X, O'Keefe CL и др. (декабрь 1994 г.). «Подавление роста p18, ингибитором CDK6, связанным с p16INK4/MTS1 и p14INK4B/MTS2, коррелирует с функцией pRb дикого типа». Гены и развитие . 8 (24): 2939–2952. doi : 10.1101/gad.8.24.2939 . PMID 8001816.
Kato JY, Matsuoka M, Strom DK, Sherr CJ (апрель 1994 г.). «Регулирование циклин D-зависимой киназы 4 (cdk4) с помощью cdk4-активирующей киназы». Молекулярная и клеточная биология . 14 (4): 2713–2721. doi :10.1128/MCB.14.4.2713. PMC 358637. PMID 8139570.
Khatib ZA, Matsushime H, Valentine M, Shapiro DN, Sherr CJ, Look AT (ноябрь 1993 г.). «Коамплификация гена CDK4 с MDM2 и GLI в саркомах человека». Cancer Research . 53 (22): 5535–5541. PMID 8221695.
Serrano M, Hannon GJ, Beach D (декабрь 1993 г.). «Новый регуляторный мотив в контроле клеточного цикла, вызывающий специфическое ингибирование циклина D/CDK4». Nature . 366 (6456): 704–707. Bibcode :1993Natur.366..704S. doi :10.1038/366704a0. PMID 8259215. S2CID 4368128.
Demetrick DJ, Zhang H, Beach DH (1994). «Хромосомное картирование генов киназ клеточного цикла человека CDK2, CDK4 и CDK5». Цитогенетика и клеточная генетика . 66 (1): 72–74. doi :10.1159/000133669. PMID 8275715.
Kato J, Matsushime H, Hiebert SW, Ewen ME, Sherr CJ (март 1993 г.). «Прямое связывание циклина D с продуктом гена ретинобластомы (pRb) и фосфорилирование pRb циклин D-зависимой киназой CDK4». Genes & Development . 7 (3): 331–342. doi : 10.1101/gad.7.3.331 . PMID 8449399.
Zuo L, Weger J, Yang Q, Goldstein AM, Tucker MA, Walker GJ и др. (январь 1996 г.). «Мутации зародышевой линии в связывающем домене p16INK4a CDK4 при семейной меланоме». Nature Genetics . 12 (1): 97–99. doi :10.1038/ng0196-97. PMID 8528263. S2CID 29727436.
Andersson B, Wentland MA, Ricafrente JY, Liu W, Gibbs RA (апрель 1996 г.). «Метод «двойного адаптера» для улучшенного построения библиотеки дробовика». Аналитическая биохимия . 236 (1): 107–113. doi :10.1006/abio.1996.0138. PMID 8619474.
Knudsen ES, Wang JY (апрель 1996 г.). «Дифференциальная регуляция функции белка ретинобластомы с помощью специфических участков фосфорилирования Cdk». Журнал биологической химии . 271 (14): 8313–8320. doi : 10.1074/jbc.271.14.8313 . PMID 8626527.
Poon RY, Jiang W, Toyoshima H, Hunter T (май 1996). «Циклинзависимые киназы инактивируются комбинацией фосфорилирования p21 и Thr-14/Tyr-15 после повреждения ДНК, вызванного УФ-излучением». Журнал биологической химии . 271 (22): 13283–13291. doi : 10.1074/jbc.271.22.13283 . PMID 8662825.
Степанова Л., Ленг Х., Паркер С.Б., Харпер Дж.В. (июнь 1996 г.). "Млекопитающий p50Cdc37 — это субъединица Hsp90, нацеленная на протеинкиназу, которая связывает и стабилизирует Cdk4". Гены и развитие . 10 (12): 1491–1502. doi : 10.1101/gad.10.12.1491 . PMID 8666233.
Дай К, Кобаяши Р, Бич Д (сентябрь 1996 г.). «Физическое взаимодействие млекопитающих CDC37 с CDK4». Журнал биологической химии . 271 (36): 22030–22034. doi : 10.1074/jbc.271.36.22030 . PMID 8703009.
Fåhraeus R, Paramio JM, Ball KL, Laín S, Lane DP (январь 1996 г.). «Ингибирование фосфорилирования pRb и прогрессирования клеточного цикла пептидом из 20 остатков, полученным из p16CDKN2/INK4A». Current Biology . 6 (1): 84–91. doi :10.1016/S0960-9822(02)00425-6. hdl : 20.500.11820/9e95b5cc-be55-4c50-bfd9-04eb51b3e3f9 . PMID 8805225. S2CID 23024663.