去泛素化酵素Otubain 1正向調控p53的穩定性和活性

 Sun, X. X., et al. 2011. Positive Regulation of p53 Stability and Activity by the Deubiquitinating Enzyme Otubain 1. EMBO J. 31, 576-592.

報告者: 錢舜益                    時間: 15:10~16:00, May 9, 2012

講評老師: 王淑鶯 教授              地點: 601教室

摘要:

p53在細胞中扮演抑制癌化的角色，對於維持基因的穩定和防止細胞轉型是非常重要的。當細胞感受到像是紫外線、DNA的損傷和輻射線等壓力的時候，都會使得p53活化並且誘導下游多種基因的表現以致於調控細胞凋亡、細胞週期、細胞老化、細胞自噬、細胞代謝並且抑制血管新生等反應 [1]。而致癌蛋白MDM2可以透過抑制p53的轉錄活性或是促使p53泛素化隨後被proteasome降解的方式來達到負向調控的作用 [2]。然而，細胞中的去泛素化酵素，例如USP7和USP10，可以透過水解的方式去除p53的泛素修飾。本篇的作者發現過度的表現Otub1這個去泛素酵素可以延長p53在細胞中的半衰期。若利用siRNA的方式抑制Otub1的產生，則會顯著的使得有正常p53的骨癌細胞產生較多細胞凋亡的表徵，如annexin V-positive、sub-G1時期的細胞，以及caspase 3切解PARP的現象；但是一個缺少p53的骨癌細胞卻沒有表現上述的現象。利用co-IP的實驗得知Otub1是藉由自己的N和C端跟p53產生交互作用的。而Otub1可以去抑制MDM2調控的p53泛素化，雖然將Otub1的催化位置上的Cys91突變可以破壞其酵素活性但是仍然可以抑制MDM2調控的p53降解。不過意外的發現將Asp88突變不僅可以破壞酵素的活性，同時也無法抑制MDM2調控的p53降解，連帶的p53下游基因的蛋白質和mRNA表現量也跟著下降。然而作者發現Otub1是藉由和p53的E2酵素結合並抑制泛素化的產生達到正向調控p53的穩定性和活性，而跟Otub1去泛素化的活性較無關聯。而利用一些化合物造成DNA損害時，Otub1仍然是在細胞質的位置，並不會有入核的現象，顯示其調控p53只在於細胞質中。最後，作者發現一個新的去泛素化酵素Otub1藉由抑制E2酵素的方式達到調控p53的穩定性和活性 (圖一)。

圖一.Otub1透過抑制E2酵素 (UbcH5)達到正向調控p53的穩定性和活性

參考資料：

1.      Vousden, K. H., et al. Blinded by the light: the growing complexity of p53. Cell 137, 413-431 (2009).

2.      Haupt, Y., et al. Mdm2 promotes the rapid degradation of p53. Nature 387, 296-299 (1997).