E2F - E2F

E2F è un gruppo di geni che codifica per una famiglia di fattori di trascrizione (TF) negli eucarioti superiori . Tre di questi sono attivatori: E2F1, 2 e E2F3a. Altri sei agiscono come soppressori: E2F3b, E2F4-8. Tutti loro sono coinvolti nella regolazione del ciclo cellulare e nella sintesi del DNA nelle cellule dei mammiferi . E2F come TF si legano al sito di legame consenso TTTCCCGC (o lievi variazioni di questa sequenza) nella sequenza del promotore bersaglio .

famiglia E2F

Diagramma schematico delle sequenze di amminoacidi dei membri della famiglia E2F ( N-terminale a sinistra, C-terminale a destra) che evidenzia le posizioni relative dei domini funzionali all'interno di ciascun membro:

Membri della famiglia Leggenda
Membro della famiglia E2F.png
  • cyc A - Dominio di legame della ciclina A
  • DNA - Dominio legante il DNA
  • DP1,2 - dominio per dimerizzazione con DP1 , 2
  • TA - dominio di attivazione trascrizionale
  • PB - dominio di legame alle proteine ​​tascabili

geni

Homo sapiens E2F1 mRNA o E2F1 proteine sequenze da NCBI proteine e database di nucleotidi.

Struttura

L' analisi cristallografica a raggi X ha mostrato che la famiglia di fattori di trascrizione E2F ha una piega simile al motivo di legame al DNA dell'elica alata .

Ruolo nel ciclo cellulare

Panoramica delle vie di trasduzione del segnale coinvolte nell'apoptosi .

I membri della famiglia E2F svolgono un ruolo importante durante la transizione G1/S nel ciclo cellulare dei mammiferi e delle piante (vedi percorso del ciclo cellulare KEGG ). L' analisi del DNA microarray rivela insiemi unici di promotori bersaglio tra i membri della famiglia E2F, suggerendo che ogni proteina ha un ruolo unico nel ciclo cellulare. Tra i bersagli trascrizionali E2F ci sono le cicline , i CDK , i regolatori dei checkpoint, le proteine ​​di riparazione e replicazione del DNA. Tuttavia, c'è una grande quantità di esuberi tra i membri della famiglia. Gli embrioni di topo privi di E2F1, E2F2 e di una delle isoforme E2F3, possono svilupparsi normalmente quando viene espresso E2F3a o E2F3b.

La famiglia E2F è generalmente suddivisa per funzione in due gruppi: attivatori di trascrizione e repressori. Attivatori come E2F1, E2F2, E2F3a promuovono e aiutano a svolgere il ciclo cellulare, mentre i repressori inibiscono il ciclo cellulare. Tuttavia, entrambi i gruppi di E2F hanno domini simili. E2F1-6 hanno un dominio di eterodimerizzazione DP1,2 che consente loro di legarsi a DP1 o DP2, proteine ​​lontanamente correlate a E2F. Il legame con DP1,2 fornisce un secondo sito di legame al DNA, aumentando la stabilità del legame E2F. La maggior parte degli E2F ha un dominio di legame alle proteine ​​tascabili . Le proteine ​​tascabili come pRB e le proteine ​​correlate p107 e p130 possono legarsi a E2F quando ipofosforilate. Negli attivatori, è stato dimostrato che il legame E2F con pRB maschera il dominio di transattivazione responsabile dell'attivazione della trascrizione. Nei repressori E2F4 ed E2F5, il legame alle proteine ​​tascabili (più spesso p107 e p130 che pRB) media il reclutamento di complessi di repressione per silenziare i geni bersaglio. E2F6, E2F7 ed E2F8 non hanno siti di legame alle proteine ​​tascabili e il loro meccanismo per il silenziamento genico non è chiaro. Cdk4(6)/cyclin D e cdk2/cyclin E fosforilano il pRB e le relative proteine ​​tascabili permettendo loro di dissociarsi da E2F. Le proteine ​​attivatrici E2F possono quindi trascrivere i geni promotori della fase S. Nelle cellule REF52, la sovraespressione dell'attivatore E2F1 è in grado di spingere le cellule quiescenti nella fase S. Mentre i repressori E2F4 e 5 non alterano la proliferazione cellulare, mediano l'arresto G1.

I livelli di attivatore E2F sono ciclici, con massima espressione durante G1/S. Al contrario, i repressori E2F rimangono costanti, soprattutto perché sono spesso espressi in cellule quiescenti. In particolare, E2F5 è espresso solo nelle cellule differenziate terminali nei topi. L'equilibrio tra repressore e attivatore E2F regola la progressione del ciclo cellulare. Quando le proteine ​​della famiglia dell'attivatore E2F vengono eliminate, i repressori diventano attivi per inibire i geni bersaglio E2F.

Complessi E2F/pRb

La proteina oncosoppressore Rb (pRb) si lega al fattore di trascrizione E2F1 impedendogli di interagire con il meccanismo di trascrizione della cellula. In assenza di pRb, E2F1 (insieme al suo partner di legame DP1) media la transattivazione dei geni bersaglio E2F1 che facilitano la transizione G1/S e la fase S. E2F prende di mira i geni che codificano per proteine ​​coinvolte nella replicazione del DNA (ad esempio DNA polimerasi , timidina chinasi , diidrofolato reduttasi e cdc6 ) e replicazione cromosomica (proteina legante l'origine della replicazione HsOrc1 e MCM5 ). Quando le cellule non stanno proliferando, i siti di legame del DNA E2F contribuiscono alla repressione trascrizionale. Esperimenti di footprinting in vivo ottenuti su promotori Cdc2 e B-myb hanno dimostrato l'occupazione del sito di legame del DNA di E2F durante G0 e all'inizio di G1, quando E2F è in complessi repressivi trascrizionali con le proteine ​​tascabili.

pRb è uno degli obiettivi del oncogeno umano papilloma virus proteine E7, e umano adenovirus E1A proteine. Legandosi a pRB, bloccano la regolazione dei fattori di trascrizione E2F e guidano il ciclo cellulare per consentire la replicazione del genoma del virus.

Attivatori: E2F1, E2F2, E2F3a

Gli attivatori sono espressi al massimo tardi in G1 e possono essere trovati in associazione con promotori regolati E2F durante la transizione G1/S. L'attivazione dei geni E2F-3a segue la stimolazione del fattore di crescita e la successiva fosforilazione della proteina del retinoblastoma inibitore di E2F, pRB . La fosforilazione di pRB è iniziata dalla ciclina D / cdk4 e dal complesso cdk6 e continuata dalla ciclina E/cdk2. La stessa ciclina D/cdk4,6 è attivata dalla via di segnalazione MAPK .

Quando legato a E2F-3a, pRb può reprimere direttamente i geni bersaglio E2F-3a reclutando complessi di rimodellamento della cromatina e attività di modifica dell'istone (ad es. deacetilasi dell'istone, HDAC ) al promotore.

Inibitori: E2F3b, E2F4, E2F5, E2F6, E2F7, E2F8

  • E2F3b, E2F4, E2F5 sono espressi in cellule quiescenti e possono essere trovati associati a elementi leganti E2F sui promotori bersaglio E2F durante la fase G0. E2F-4 e 5 si legano preferenzialmente a p107/p130.
  • E2F-6 agisce come un repressore trascrizionale, ma attraverso un modo distinto, indipendente dalle proteine ​​tascabili. E2F-6 media la repressione legandosi direttamente alle proteine ​​del gruppo polycomb o tramite la formazione di un grande complesso multimerico contenente proteine ​​Mga e Max.
  • I geni repressori E2F7/E2F8, localizzati sul cromosoma 7, sono fattori di trascrizione responsabili della regolazione del ciclo cellulare codificante le proteine. Insieme, sono essenziali per lo sviluppo di una struttura placentare intatta, organizzata e funzionale durante lo sviluppo embrionale. Sebbene i percorsi molecolari specifici rimangano sconosciuti, i ricercatori hanno utilizzato topi cre specifici per lignaggio placentare e fetale per determinare le funzioni dei geni sinergici E2F7 ed E2Fhe8. Topi knockout, privi di E2F7 e E2F8, provocano una proliferazione trofoblastica anormale accompagnata da apoptosi cellulare avanzata. Fenotipicamente, la placenta si presenta con interruzioni nell'architettura cellulare per includere grandi gruppi di cellule trofoblastiche indifferenziate, che non sono riuscite a invadere la decidua materna. Le proteine ​​E2F7 ed E2F8 possono funzionare come repressori indipendentemente dall'interazione DP. Sono unici nell'avere un dominio di legame al DNA simile a E2F conservato duplicato e nella mancanza di un dominio di dimerizzazione DP1,2. Sembrano anche svolgere un ruolo nell'angiogenesi attraverso l'attivazione del fattore di crescita endoteliale vascolare A. Utilizzando il pesce zebra, sono stati scoperti gravi difetti vascolari della testa e dei vasi somatici quando gli animali erano impoveriti di E2F7 ed E2F8. Antagonizzato da E2F3a, è stato scoperto un programma trascrizionale che funziona attraverso il coordinamento di più geni nella famiglia E2F al fine di garantire il corretto sviluppo della placenta.

Obiettivi trascrizionali

  • Ciclo cellulare: CCNA1,2, CCND1,2, CDK2 , MYB, E2F1,2,3, TFDP1, CDC25A
  • Regolatori negativi: E2F7, RB1 , TP107, TP21
  • Punti di controllo: TP53 , BRCA1 , 2, Bub1
  • Apoptosis: TP73, APAF1, CASP3 , 7,8, MAP3K5,14
  • Sintesi nucleotidica: timidina chinasi (tk), timidilato sintasi (ts), DHFR
  • Riparazione del DNA: BARD1, RAD51, UNG1,2, FANCA, FANCC, FANCJ
  • Replicazione del DNA: PCNA , istone H2A, DNA pol e , RPA1,2,3, CDC6, MCM2,3,4,5,6,7

Guarda anche

Riferimenti

link esterno