细胞周期蛋白依赖性激酶

细胞周期蛋白依赖性激酶

周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinase,CDK)在调控纺锤体聚合检查点中起重要作用,其功能是启动、促进和完成细胞周期事件

细胞周期蛋白Β1与CDK1形成复合物并磷酸化有丝分裂过程所必需的酶,引发有丝分裂的开始。细胞一旦进入有丝分裂期,促分裂后期复合物(an2aphase-promoting complex,APC)对细胞周期蛋白Β1进行酶解,阻止细胞周期蛋白Β1与CDK1形成复合物,灭活已形成的CDK1-细胞周期蛋白Β1复合物,促使有丝分裂结束诱导细胞进入分裂后期。纺锤体聚合检查点激活后使APC的活性受到抑制,致使细胞周期蛋白Β1不间断地表达,阻滞细胞在分裂中期。在紫杉醇处理的细胞中,因细胞周期蛋白Β1连续表达引起的CDK1-细胞周期蛋白Β1活性增强与紫杉醇诱导的有丝分裂阻滞和细胞凋亡同时存在,而且CDK1显性负突变导致对紫杉醇诱导凋亡的抗性[8]。Zhao JS, Kim JE, Reed E, et al·Molecular mechanism of antitumor activity of taxanes in lung cancer (Review)·International Journal of Oncology, 2005, 27:247~256·细胞分裂周期的调控由内在和外在的2类途径通过细胞周期关卡进行控制。通过关卡实现时相的过渡受到细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin-depend-entkinases, CDKs)的激活、CDKs 的失活、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制蛋白(cyclin-dependent kinase inhibitors, CKIs)的激活以及泛蛋白介导的蛋白水解等因素的影响。肿瘤细胞生长表现为细胞增殖失控、细胞周期和关卡调控失控。因此, CDK可作为抗肿瘤药物的靶点。

Bcl-2Bcl-2、Bax均为Βcl-2家族的成员,前者是从小鼠B细胞淋巴瘤中分离出来的一种由239个氨基酸组成的细胞凋亡抑制因子,可抑制射线、药物、癌基因等多种原因诱导的细胞凋亡;后者是细胞凋亡促进因子。Bcl-2蛋白通常与Bax蛋白形成异二聚体,阻止具有促凋亡活性的Bax蛋白同二聚体的形成,从而达到抑制细胞凋亡的作用

JNK/SAPK有丝分裂原激活蛋白激酶(mitogen-acti2vated protein kinases,MAPKs)超家族亚科的JNK/SAPK(c-Jun N- terminal kinases/stress - activated protein ki2nase),是与细胞凋亡密切相关的细胞内信号转导酶,通过一系列磷酸化级联放大反应将细胞外各种刺激性信号传入细胞内,调节着细胞分裂周期及细胞凋亡。JNK活性提高不是微管蛋白抑制剂引起肿瘤细胞凋亡所必需的,但JNK的激活有利于细胞的凋亡[6]。Sudo T, Nitta M, Saya H, et al·Dependence of paclitaxel sensitivity on a functional spindle assembly checkpoint·Cancer Res, 2004, 64(7):2502~2508·

caspase caspase家族涉及凋亡启动,是哺乳动物中的一类半胱氨酸蛋白酶家族。caspase 家族现有caspase-1~11个成员,某一个成员的激活将引起家族中其他成员一系列酶的级联反应[6]。紫杉醇通过激活caspase-3诱导U-2OS细胞死亡,进而引起细胞周期阻滞[13]

p53p53是研究最为广泛的抑癌基因,被认为是基因组的守护者,有野生型和突变型。野生型p53的过表达往往能够激活一系列基因的表达从而产生两个结果:细胞分裂周期阻滞和细胞凋亡。p53是遗传毒性压力的紧急制动器,阻止基因组中过多突变的蓄积。Yang等发现微管相关蛋白as2trin的沉默可以诱导p53依赖的细胞凋亡,同时伴随着促凋亡bax蛋白表达的提高和caspase-3活性的增加[15][15]Yang YC, Hsu YT, Wu CC, et al·Silencing of astrin induces the p53-dependent apoptosis by suppression of HPV18 E6 expression and sensitizes cells to paclitaxel treatment in HeLa cells·Biochem Biophys Res Commun,2006, 343(2):428~434·

微管由α和β两种微管蛋白的异二聚体组成,其聚合和解聚的动力学特性,在细胞有丝分裂过程中发挥着重要作用。药物结合到微管或者微管蛋白的特定位点,干扰微管的聚合和解

聚,进而影响细胞有丝分裂

上调p53的表达和促进Bcl-2磷酸化,使肿瘤细胞周期停止于M期,诱导细胞凋亡

碳酸酐酶(carbonic anhydrases, CAs)是一类分布广泛的含锌金属酶,能够催化CO2的可逆水合反应,产生参与人体多种生理过程的HCO3-及H+。某些CAs与肿瘤之间存在着联系，碳酸酐酶II(CA II)在恶性脑瘤、胃和胰腺肿瘤上高表达;碳酸酐酶IX(CA IX)、XII(CA XII)仅存在肿瘤细胞中[13]SUPURAN CT, SCOZZAFA V A A. Carbonic anhydrases as targets formedicinal chemistry[ J].BioorgMed Chem, 2007, 15(4): 4336-4350.

经典的碳酸酐酶抑制剂(CAI)包括乙酰唑胺(acetazolamide, AAZ)、甲酰唑胺(methazolamide, MZA)、乙氧唑胺(ethoxzolamide,EZA)等,而最近合成的碳酸酐酶抑制剂也主要为磺酰胺类化合物

叶酸是肿瘤细胞的必要营养物质,抗叶酸剂一直是治疗各种肿瘤的重要药物,它通过抑制叶酸依赖性酶,如二氢叶酸还原酶(dihydrofolate reductase,DHFR)、胸苷酸合酶( thymidylate synthase, TS)、氨酰胺核苷酸甲酰基转移酶(glycinamide ribonucle-otide transformylase, GAR Tfase)和氨基咪唑-4-甲酰胺基核苷酸甲酰基转移酶(aminoimidazole-4-carbox-amide ribonucleotide transformylase, AICAR Tfase)等,阻断嘌呤、核酸和某些氨基酸的生物合成,导致肿瘤细胞凋亡。[20]曹胜利,郭燕文,王先波.抗叶酸剂类抗肿瘤药物的研究进展[J].中国新药杂志, 2007, 16(10): 747-753.

甲硫氨酰氨肽酶(methionine aminopeptidase,MetAP)在除去新生成的多肽链N端第一个不必要的甲硫氨酸过程中起着关键作用,是与蛋白成熟相关的重要酶之一。根据氨基酸的序列,MetAP分为2种亚型,即I型酶MetAP1和II型酶MetAP2。与正常细胞相比,MetAP2在肿瘤细胞中表达的浓度较高,对肿瘤细胞的增殖和生长至关重要。

组蛋白去乙酰酶(histone deacetylase, HDAC)在调控一些肿瘤抑制基因的表达中起着关键的作用,抑制HDAC的活性可以抑制许多肿瘤细胞的生长,导致其分化和死亡。不当的组蛋白去乙酰化可使肿瘤(如白血病)细胞中基因表达受阻,HDAC抑制剂通过抑制HDAC活性使组蛋白乙酰化,重新激活并恢复正常的基因表达,最终诱导肿瘤细胞分化和死亡肿瘤的“血管生成启动”(angiogenesis switch)是以癌基因激活肿瘤表达血管生成因子的前体蛋白为特征,血管内皮细胞生长因子(vascular endothelialgrowth factor, VEGF)属于此类前体蛋白,因此,VEGR成为抗肿瘤药物的靶点之一。