Survivin , også en baculoviral inhibitor af apoptose-gentagelse, der indeholder 5-motiv , forkortet som BIRC5 , er et protein kodet i mennesker af BIRC5 -genet [1] [2] .
Survivin tilhører apoptoseinhibitorer . Det hæmmer caspaseaktivering , hvilket fører til nedregulering af apoptose . Dette er blevet påvist ved at forstyrre survivin-signalvejene, hvilket resulterer i øget apoptose og reduceret tumorvækst. Survivin er højt udtrykt i de fleste tumorer og føtalt væv, men er fuldstændig fraværende i terminalt differentierede celler [3] . I lyset af dette kan survivin have potentiale i anticancerterapi.
Survivin-ekspression reguleres af cellecyklussen og forekommer kun i G2 - M-fasen. Det er kendt, at survivin er lokaliseret i spindlen på grund af interaktion med tubulin under mitose og kan spille en rolle i reguleringen af mitose. De molekylære mekanismer for survivinregulering er ikke godt forstået, men det antages, at dets regulering er forbundet med p53 -proteinet . Derudover er survivin et målgen i Wnt-signalvejen og er positivt reguleret af beta-catenin [4] .
Survivin tilhører familien af apoptoseinhibitorer ( hæmmere af apoptoseprotein, IAP ). Survivin er funktionelt konserveret; dets homologer er blevet fundet i både hvirveldyr og hvirvelløse dyr [5] . De første medlemmer af apoptoseinhibitorfamilien blev identificeret i baculovira ( Cp-IAP og Op-IAP ), der binder til og hæmmer caspaser som en effektiv mekanisme for infektion og replikation i værten [5] . Senere blev yderligere fem apoptoseinhiberende proteiner opdaget: XIAP , BIRC2 , BIRC3 , NAIP og survivin. Survivin blev, ligesom andre proteiner, opdaget på grund af dets strukturelle homologi med inhibitorer af apoptose i B-cellelymfom . Humane proteiner XIAP, BIRC2, BIRC3 og NAIP binder til caspase 3 og caspase 7 , som er effektorcaspaser i apoptosesignalvejen [5] . Imidlertid er deres funktion på molekylært niveau endnu ikke blevet undersøgt nok.
Et fælles træk, der er til stede i alle hæmmere af apoptose, er baculovirus IAP-gentagelsen ( BIR ), et ~70-aminosyremotiv til stede i en til tre kopier. En undersøgelse [5] viste, at fjernelse af BIR2 fra XIAP førte til tab af dette proteins evne til at hæmme caspaser. Det antages, at disse motiver er ansvarlige for disse proteiners antiapoptotiske funktion. Survivin BIR-motivet har en lignende sekvens som XIAP-motivet [5] .
Survivingenet kan producere fire forskellige transkriptionsvarianter [6] :
Alle gentagelseshæmmere indeholder mindst én baculovirus IAP-gentagelse (BIR), som er karakteriseret ved et zink-koordinerende Cys/His-motiv i den N-terminale region af proteinet [7] .
Survivin adskiller sig fra andre apoptoseinhibitorer ved, at det kun indeholder ét BIR-domæne [7] . BIR-domænerne af survivin i mus og mennesker er strukturelt meget ens. Human survivin indeholder også en forlænget C-terminal indeholdende 42 aminosyrer [7] . Massen af survivin er 16,5 kDa ; det er den mindste blandt inhibitorer af apoptose [7] .
Røntgenkrystallografi viste, at to molekyler af survivin under fysiologiske forhold danner en sløjfedimer gennem en hydrofob grænseflade [7] . Denne grænseflade omfatter N-terminale aminosyrerester 6-10 før BIR-domænet, såvel som 10 aminosyrerester, der binder BIR til C-terminalen [7] .
Apoptose, en proces med programmeret celledød, involverer komplekse signalveje og kaskader af molekylære begivenheder. Denne proces er vigtig for korrekt udvikling i perioden med embryonal vækst, når ødelæggelse og genopbygning af cellulære strukturer forekommer. Hos voksne organismer kræves apoptose for at opretholde stabiliteten af differentierede væv ved at opretholde en balance mellem celleproliferation og celledød. Det er kendt, at intracellulære proteaser , caspaser, ødelægger celler gennem proteolyse efter aktivering af celledødssignalvejen.
Hos pattedyr er to hovedsignalveje ansvarlige for apoptose.
Ekstern (receptorafhængig) signalvejUdløst af eksterne ligander (såsom tumornekrosefaktor ), der binder til tumornekrosefaktorreceptorer . Et eksempel på en TNF-receptor er Fas-receptoren (CD94), som aktiverer initiator-caspaser såsom caspase 8 ved binding til TNF-receptoren. Aktivering af initiatorcaspaser udløser en kaskade af molekylære hændelser, der fører til aktivering af effektorcaspaser direkte involveret i apoptose [5] [8] .
Intern (mitokondriel) signalvejDet bestemmes af mitokondriernes funktionsfejl , hvilket fører til aktivering af signalveje for "selvmord" af cellen. Permeabiliteten af mitokondriemembranen øges, hvilket fører til frigivelse af visse proteiner i cytoplasmaet , hvilket fører til aktivering af initiatorcaspaser. Et sådant protein er cytochrom c . Cytokrom c binder sig derefter til APAF1 i cytosolen og resulterer i aktivering af initiator caspase 9 . Dette fører yderligere til aktivering af effektorcaspaser direkte involveret i apoptose [5] [8] .
Apoptoseinhiberende proteiner spiller en rolle i reguleringen af celledødsprocessen ved at hæmme processen. Inhibitorer som survivin binder til caspaser og hæmmer deres funktion [5] .
En undersøgelse [5] viste, at survivin hæmmer både Bax- og Fas -inducerede apoptotiske signalveje. Eksperimentet involverede transfektion af HEK -293- celler med det Bax-kodende plasmid , hvilket resulterede i en ca. syv gange stigning i apoptose registreret ved anvendelse af DAPI -farvestoffer..
Forskerne transficerede derefter cellerne med Bax-kodende og survivin-kodende plasmider. Celler, der blev transficeret med survivin ud over Bax, viste en tre gange reduktion i apoptose [5] . Lignende resultater blev opnået ved co-transfektion med det Fas-udtrykkende plasmid. Immunoblot undersøgelser har vist, at survivin i sig selv ikke hæmmer Bax og Fas. Det antages, at inhiberingsprocessen sker nedstrøms for signalvejen [5] .
Interaktion med caspase 3 og 7I samme undersøgelse [5] undersøgte forfatterne interaktionen mellem survivin og caspaser. Til dette blev der anvendt immunpræcipitation af survivin med dets antistoffer. Co-immunpræcipitation af survivin og aktive former for caspaser 3 og 7 blev afsløret [5] . De inaktive proformer af disse caspaser interagerer ikke med survivin. Derudover interagerer survivin ikke med aktiv caspase 8 [5] . Yderligere undersøgelser bekræftede, at survivin binder caspase 3 og 7 [9] .
Derudover blev det fundet, at survivin hæmmer cytochrom c og caspase 8 -induceret caspaseaktivering [5] .
Regulering af cytokineseMekanismerne for regulering af mitose og cytokinese af survivin er ukendte, men observationer af dets lokalisering under mitose indikerer dets involvering i cytokinese. Survivin er til stede i G2 - M-fasen, men fraværende i interfasen [6] . I profase og metafase er survivin hovedsageligt lokaliseret i kernen [6] . Under profase, når kromatin kondenserer , flytter survivin til centromererne [6] . Under prometafasen forbliver det på centromererne [6] . I metafase binder survivin til kinetochorer [6] . I anafase flytter survivin til ækvatorialpladen , hvor det akkumuleres under telofasen [6] . Endelig lokaliseres survivin til Flemmings krop [6] .
Survivin har vist sig at interagere med:
| Apoptose signalvej | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fas-sti |
| ||||||
| TNF-sti |
| ||||||
| Andet |
| ||||||