السيدة 2

بروتين MDM2 ، المعروف أيضًا باسم إنزيم E3 ubiquitin-protein ligase، هو بروتين يُشفّر في الإنسان بواسطة جين MDM2 . ^{[ 5 ] [ 6 ]} يُعدّ MDM2 مُنظِّمًا سلبيًا هامًا لبروتين p53 الكابت للورم. يعمل بروتين MDM2 كإنزيم E3 ubiquitin ligase يتعرّف على نطاق التنشيط الطرفي N (TAD) لبروتين p53 الكابت للورم، وكعامل مُثبِّط لتنشيط النسخ الخاص بـ p53.

تم استنساخ جين mdm2 الورمي ، المسؤول عن ترميز بروتين Mdm2، في الأصل، إلى جانب جينين آخرين (mdm1 وmdm3)، من سلالة خلايا الفئران المحولة 3T3-DM. يعزز فرط التعبير عن Mdm2، بالتعاون مع جين Ras الورمي ، تحول الخلايا الليفية الأولية للقوارض، كما أدى التعبير عن mdm2 إلى تكوين أورام في الفئران العارية . تم لاحقًا تحديد النظير البشري لهذا البروتين، والذي يُطلق عليه أحيانًا اسم Hdm2. ومما يدعم دور mdm2 كجين ورمي ، أن العديد من أنواع الأورام البشرية أظهرت مستويات مرتفعة من Mdm2، بما في ذلك ساركوما الأنسجة الرخوة وساركوما العظام، بالإضافة إلى أورام الثدي.

تم اكتشاف عضو إضافي من عائلة Mdm2، وهو Mdm4 (يسمى أيضًا MdmX)، وهو أيضًا منظم سلبي مهم لـ p53 .

يُعدّ مثبط الورم p53 الهدف الرئيسي لبروتين Mdm2 . وقد تمّ تحديد Mdm2 كبروتين يتفاعل مع p53 ويُثبّط نشاطه النسخي. ويحقق Mdm2 هذا التثبيط من خلال الارتباط بنطاق التنشيط النسخي الطرفي N لبروتين p53 وحجبه. يُعتبر Mdm2 جينًا مُستجيبًا لـ p53، أي أن نسخه يُمكن تنشيطه بواسطة p53. وبالتالي، عند استقرار p53، يتم تحفيز نسخ Mdm2 أيضًا، مما يؤدي إلى زيادة مستويات بروتين Mdm2.

إنزيم MDM2، وهو إنزيم E3 يوبيكويتين ليغاز، يُعد مُنظِّمًا سلبيًا لبروتين p53 الكابت للورم. يرتبط MDM2 ببروتين p53 ويُضيف إليه جزيئات اليوبيكويتين، مما يُسهِّل تحلُّله. يُمكن لبروتين p53 أن يُحفِّز نسخ جين MDM2، مُولِّدًا حلقة تغذية راجعة سلبية . ^{[ 7 ]} يعمل MDM2 أيضًا كإنزيم E3 يوبيكويتين ليغاز ، حيث يستهدف كلاً من نفسه وبروتين p53 للتحلُّل بواسطة البروتيازوم (انظر أيضًا: اليوبيكويتين ). تم تحديد العديد من بقايا الليسين في الطرف الكربوكسيلي لبروتين p53 كمواقع لإضافة اليوبيكويتين، وقد ثَبُتَ أن مستويات بروتين p53 تنخفض بفعل MDM2 بطريقة تعتمد على البروتيازوم. يتميز MDM2 بقدرته على إضافة سلاسل متعددة من اليوبيكويتين ذاتيًا، وعندما يكون مُرتبطًا ببروتين p300، وهو إنزيم E3 يوبيكويتين ليغاز مُتعاون، يكون قادرًا على إضافة سلاسل متعددة من اليوبيكويتين إلى بروتين p53. وبهذا الشكل، يُعدّ كلٌّ من Mdm2 وp53 جزءًا من حلقة تحكم ارتدادية سلبية تُبقي مستوى p53 منخفضًا في غياب إشارات تثبيت p53. ويمكن أن تتداخل مع هذه الحلقة إنزيمات الكيناز وجينات مثل p14arf عندما تكون إشارات تنشيط p53، بما في ذلك تلف الحمض النووي ، عالية.

يُشفّر النسخ الكامل لجين mdm2 بروتينًا يتكون من 491 حمضًا أمينيًا ، بوزن جزيئي متوقع يبلغ 56 كيلو دالتون. يحتوي هذا البروتين على عدة نطاقات بنيوية محفوظة ، بما في ذلك نطاق تفاعل p53 في الطرف الأميني، والذي تم تحديد بنيته باستخدام تقنية علم البلورات بالأشعة السينية . كما يحتوي بروتين Mdm2 على نطاق حمضي مركزي (بقايا الأحماض الأمينية 230-300). ويبدو أن فسفرة بقايا الأحماض الأمينية داخل هذا النطاق مهمة لتنظيم وظيفة Mdm2. بالإضافة إلى ذلك، تحتوي هذه المنطقة على إشارات تصدير واستيراد نووية ضرورية لنقل Mdm2 بشكل سليم بين النواة والسيتوبلازم. ومن النطاقات المحفوظة الأخرى في بروتين Mdm2 نطاق إصبع الزنك ، الذي لا تزال وظيفته غير مفهومة بشكل كامل.

يحتوي بروتين Mdm2 أيضًا على نطاق RING في الطرف الكربوكسيلي (بقايا الأحماض الأمينية 430-480)، والذي يتضمن تسلسلًا توافقيًا من نوع Cis3-His2-Cis3 يُنسق أيوني زنك . هذه البقايا ضرورية لارتباط الزنك، وهو أمر أساسي للطي السليم لنطاق RING. يمنح نطاق RING في Mdm2 نشاط إنزيم E3 ubiquitin ligase ، وهو كافٍ لنشاط هذا الإنزيم في عملية اليوبيكويتين الذاتي لنطاق RING في Mdm2. يتميز نطاق RING في Mdm2 باحتوائه على وحدة Walker A أو P-loop محفوظة ، وهي سمة مميزة لبروتينات ربط النيوكليوتيدات ، بالإضافة إلى تسلسل لتحديد الموقع النووي. يرتبط نطاق RING أيضًا بشكل خاص بالحمض النووي الريبي (RNA) ، على الرغم من أن وظيفة هذا الارتباط غير مفهومة بشكل كامل.

توجد عدة آليات معروفة لتنظيم بروتين Mdm2، إحداها فسفرة هذا البروتين. يُفسفر Mdm2 في مواقع متعددة داخل الخلايا. بعد تلف الحمض النووي ، تؤدي فسفرة Mdm2 إلى تغييرات في وظيفة البروتين واستقرار p53 . بالإضافة إلى ذلك، قد تحفز الفسفرة في بعض الأحماض الأمينية ضمن النطاق الحمضي المركزي لـ Mdm2 قدرته على استهداف p53 للتحلل. يُعد HIPK2 بروتينًا ينظم Mdm2 بهذه الطريقة. كما يُعد تحفيز بروتين p14arf ، وهو ناتج إطار القراءة البديل لموقع p16INK4a ، آليةً لتنظيم تفاعل p53-Mdm2 سلبًا. يتفاعل p14arf مباشرةً مع Mdm2، مما يؤدي إلى زيادة استجابة p53 النسخية. يقوم ARF بعزل Mdm2 في النوية ، مما يؤدي إلى تثبيط التصدير النووي وتنشيط p53، لأن التصدير النووي ضروري لتحلل p53 بشكل صحيح.

تشمل مثبطات تفاعل MDM2-p53 نظير cis-imidazoline nutlin . ^{[ 8 ]}

تتأثر مستويات واستقرار بروتين Mdm2 أيضًا بعملية اليوبيكويتين. يقوم Mdm2 بتخمير نفسه ذاتيًا، مما يسمح بتحلله بواسطة البروتيازوم . يتفاعل Mdm2 أيضًا مع بروتياز متخصص باليوبيكويتين، يُدعى USP7 ، والذي يمكنه عكس عملية تخمير Mdm2 ومنع تحلله بواسطة البروتيازوم. كما يحمي USP7 بروتين p53 من التحلل، وهو هدف رئيسي لـ Mdm2. بالتالي، يشكل Mdm2 وUSP7 حلقة معقدة لتنظيم استقرار ونشاط p53 بدقة، حيث تُعد مستوياته بالغة الأهمية لوظيفته.

ثبت أن Mdm2 يتفاعل مع:

أظهرت الدراسات أن الإفراط في التعبير عن بروتين Mdm2 يثبط إصلاح انقطاعات الحمض النووي المزدوجة عبر تفاعل مباشر جديد بين Mdm2 وNbs1، وبشكل مستقل عن p53. وبغض النظر عن حالة p53، فإن زيادة مستويات Mdm2، وليس Mdm2 الذي يفتقر إلى نطاق ارتباطه بـ Nbs1، تسبب في تأخير إصلاح انقطاعات الحمض النووي، وظهور تشوهات كروموسومية، وعدم استقرار الجينوم. تُشير هذه البيانات إلى أن عدم استقرار الجينوم الناتج عن Mdm2 يمكن أن يكون وسيطًا لتفاعلات Mdm2:Nbs1، وبشكل مستقل عن ارتباطه بـ p53. ^{[ 56 ]}

• المكتبة الوطنية للطب
• NCBI-Gene
• نيكستبيو
• بطاقات الجينات
• أطلس علم الوراثة