*606868 Proteína Cinase 2 de Interação a Homeodomínio; HIPK2

Lócus do Gene Mapeado 7q33-q34

TEXTO

DESCRIÇÃO

A HIPK2 é uma cinase nuclear conservada de serina/treonina que interage com fatores de transcrição de homeodomínio.

[Homeodomínio é sinônimo de homeobox, é uma sequência de DNA bastante conservada de cerca de 180 pares de bases próximos à extremidade 3’ de genes homeóticos {que têm domínios homólogos} específicos; codifica um domínio de ligação a DNA, permitindo que as proteínas do homeoboxe se liguem à expressão gênica no desenvolvimento e a regulem; Stedman

2)Um homeoboxe tem o comprimento de 180 pares de bases. Ele codifica um domínio protéico (o homeodomínio) que, quando expressado como uma proteína, pode se ligar ao DNA.

A cadeia de 60 peptídeos correspondente ao domínio homeobox é, com posições típicas de íntrons, anotada a seguir:
RRRKRTA-YTRYQLLE-LEKEFLF-NRYLTRRRRIELAHSL-NLTERHIKIWFQN-RRMK-WKKEN.

Os genes do homeobox codificam fatores de transcrição que tipicamente interrompem cascatas de outros genes. O homeodomínio se liga ao DNA de modo específico à sequência.

Entretanto, a especificidade de uma única proteína de homeodomínio não é normalmente o suficiente para reconhecer somente seus genes alvo desejados. Na maioria das vezes, proteínas de homeodomínio atuam na região promotora de seus genes alvo como um complexo com outros fatores de transcrição. Tais complexos tem uma especificidade de alvo muito mais alta do que uma proteína de homeodomínio.

Os homeodomínios são codificados tanto por genes dos conjuntos de genes Hox como por outros genes distribuídos pelo genoma.
http://en.wikipedia.org/wiki/Homeobox#cite_note-2]

CLONAGEM

Por busca em banco de dados e PCR de uma biblioteca de cDNA do cérebro, Hofmann e outros (2000) obtiveram um cDNA codificador da HIPK2. A proteína deduzida em 1.191 aminoácidos contém um domínio de cinase no terminal N com um motivo DYRK (omim 604556), uma sequência de localização nuclear, e um domínio PEST. Os autores mostraram que a atividade de cinase da HIPK2 é dependente da presença de um resíduo de lisina na posição 221.

Usando uma peneira de leveduras duplamente híbridas de biblioteca de cDNA do fígado com a região citoplasmática da CD95 (TNFRSF6; omim134637) como isca, seguida do primer da ponta 5 do gene RACE de uma biblioteca de cDNA de testículo, Wang e outros (2001) isolaram cDNAs codificando FADD (omim 602457) e HIPK2. A proteína HIPK2 prevista em 1.198 aminoácidos é 96% idêntica à proteína do camundongo e tem um sítio de ligação a CD95 entre os resíduos 754 e 899. Análises de pigmentação Northern e salpicada revelaram a expressão fraca porém ubíqua de um transcrito de 11.0 quilobases que era mais forte no tecido neuronal. Um transcrito de 7,8 quilobases também foi detectado no útero, e um forte transcrito de 1,4 quilobases foi encontrado no pâncreas. A microscopia confocal demonstrou um ponto de localização nuclear ainda com uma deleção do terminal C ou da cinase mutante defeituosa. A HIPK2 expressada em células não se associa diretamente com a CD95 ou com o TNFR1 (omim 191190), mas se associa com a TRADD (603500)

Pierantoni e outros (2002) mostraram que a expressão do mRNA da Hipk2 é detectávem em embriões de camundongo no décimo quinto dia e está forte nos embriões do camundongo no décimo sétimo dia. Análises de hibridização em sítio demonstraram a expressão na retina neural, telencéfalo [divisão anterior do prosencéfalo que se transforma nos lobos olfatórios, no córtex dos hemisférios cerebrais e nos núcleos telencefálicos subcorticais e gânglios da base (núcleos), sobretudo o estiado e a amígdala; Stedman], e músculo no décimo sexto dia e meio. Análises de PCR-RT detectaram expressão ubíqua mas variável nos camundongos adultos. A expressão nos humanos era mais baixa, com expressão relativamente forte restrita ao coração, músculo e rins. A expressão estava sub-regulada na maioria dos cânceres de mama e carcinomas de tireóide testados. Pierantoni e outros (2002) propuseram que a sub-regulação e a perda de heterozigozidade observada no cromossomo 7q32-q33 em alguns neoplasmas sugere que a HIPK2 seja um gene candidato a supressor de tumor.

FUNÇÃO DO GENE

Hofman e outos (2002) demonstraram que a HIPK2 localiza-se e interage com a p53 (omim 191170) e coma proteína de ligação à CREB (CBP; 600140) dentro dos corpos nuclares da leucemia promielocítica. A ativação da HIPK2 pela radiação ultravioleta (UV) levou à fosforilação seletiva da p53 na serina 46, facilitando a acetilação mediada pela CBP da p53 na lisina 382 e promovendo a expressão genética dependente da p53. Hofmann e outros (2002) concluíram que a função de cinase da HIPK2 aumenta a expressão de genes alvos da p53, resultando na retenção do crescimento e aumento da apoptose induzida por UV. A apoptose induzida por UV pôde ser inibida pelo antisenso ao HIPK2.

[Obs.: Omim 600140 – Quando os níveis de cAMP (AMP cíclico) aumentam na célula, uma cascata de eventos leva à indução de genes que contém elementos regulatórios em cis (do mesmo lado da fita) chamados elementos de resposta a cAMP (CREs). Os níveis elevados de cAMP causam a estimulação e a translocação nuclear da proteína cinase A (PKA; veja 176911), a qual ativa o fator de transcrição CREB (proteína de ligação a CRE; veja 123810) pela fosforilação desta em um único resíduo, a serina 133 (Gonzalez e Montminy, 1989).

Chrivia e outros (1993) relataram a descoberta de uma proteína co-ativadora de transcrição nuclear, a proteína de ligação à CREB (CBP), que se liga especificamente à forma da proteína CREB fosforilada pela PKA. A CBP é uma grande proteína com uma massa molecular de aproximadamente 250 quilo-dáltons que contém um domínio de bromo, isto é, uma unidade estrutural conservada importante para as interações proteína-proteína. Na Drosófila e na levedura, esse domínio é encontrado em proteínas co-ativadoras envolvidas na transcrição dependente de sinal mas não na transcrição básica (Nordheim, 1994).]


Independentemente, D’Orazi e outros (2002) também mostraram que a HIPK2 fosforila a p53 na serina 46. Eles observaram a colocalização da HIPK2 com a p53 e a PML3, uma isoforma da PML (omim 102578), nos corpos nucleares e a ativação da HIPK2 após a exposição à UV.

Por análise de leveduras triplamente híbridas, Zhang e outros (2003) encontraram que a Hipk2 do camundongo interagiu com o complexo E1A-Ctbp (CTBP1; 602618). A expressão da Hipl2 ou exposição à radiação ultra violeta reduziu os níveis de Ctbp pela via de uma rota mediada por proteossomo. A co-expressão da cinase Hipk2 inativa ou redução nos níveis de Hipk2 mediada por pequeno RNA de interferância impediu o efeito da UV. A mutação da Ctbp na serina 422 impediu a fosforilação bem como a remoção da Ctbp direcionada por UV e Hipk2. A deleção da Ctbp ou redução nos níveis de Ctbp promoveu a apoptose nas células deficientes em p53.

[Omim 602618 – A região E1a das adenoviroses do grupo C codifica duas proteínas proximamente idênticas que são largamente responsáveis pelas propriedades oncogênicas das adenoviroses. Enquanto a metade terminal N dessas proteínas E1A é suficiente para a transformação, a metade terminal C parece modular negativamente a transformação, a gênese tumoral e a metástase. Boyd e outros (1993) purificaram uma proteína da célula HeLa, designada CTBP1, que liga-se especificamente à metade terminal C das proteínas E1A. A CTBP1 é uma fosfoproteína que migra como uma dupla de 48 quilo-dáltons por SDS-PAGE. Katsanis e Fisher (1998) sugeriram que a dupla consiste da CTBP1 e da sua parente íntima CTBP2 (omim 602619).]

Rinaldo e outros (2007) estabeleceram que a fosforilação da p53 na serina46 transfere a afinidade da p53 para promotores de genes envolvidos na retenção do ciclo celular para promotores de genes envolvidos na apoptose. Eles observaram que o dano letal no DNA aumenta a expressão da HIPK2, enquanto o dano sub-letal no DNA reprime a expressão. Rinaldo e outros (2007) identificaram a HIPK2 como um alvo para a degradação dependente de ubiquitina mediada pela MDM2 (164785) e encontraram que a degradação da HIPK2 somente ocorria em condições de retenção do crescimento quando a MDM2 era eficientemente induzida pela p53.

[Obs.: Omim 164785 – Momand e outros (1992) descobriram que o gene MDM2 aumenta o potencial de gênese tumoral das células quando ele está sobre-expressado e codifica um suposto fator de transcrição. Formando um firme complexo com o gene p53, o oncogene MDM2 pode inibir a transativação mediada pela p53.]

Pierantoni e outros (2007) acharam que a sobre-expressão da HMGA1 (600701) interferiu com a apoptose induzida pela p53 pelo impedimento à localização nuclear da HIPK2 e fosforilação da serina 46 da p53. Esses eventos puderam ser restaurados pela sobre-expressão da HIPK2 ou tratamento com anti-senso de HMGA1. Análises imuno-histoquímicas de cânceres de mama demonstraram uma associação significativa da sobre-expressão da HMGA, localização citoplasmática da HIPK2, e queda da apoptose espontânea na presença de p53 de tipo selvagem. Pierantoni e outros (2007) concluíram que a HMGA1 exerce sua atividade de gênese tumoral forçando a localização citoplasmática da HIPK2, assim inibindo a função apoptótica da p53.

[Obs.: Omim 600701 – HIGH MOBILITY GROUP AT-HOOK 1- As proteínas cromossômicas não histona dos mamíferos HMGIY/C (HMGA; veja também 600698), as quais são frequentemente referidas como proteínas de arquitetura, participam em uma ampla variedade de processos celulares incluindo a regulação da transcrição indutível de genes, integração de retroviroses para dentro dos cromossomos, e indução de transformação neoplásica e promoção da progressão metastásica das células de câncer.]

[Os dados mostram que conformações alternativas permitem uma curta sequência do DNA trocar de baixa para alta afinidade de ligação a sítio pela CREB. Essa região do gene da encefalina humana contém ambas as CREs requeridas para a resposta transcricional a cAMP e a CREB. A CREB liga-se com baixa afinidade ao duplex nativo, o qual tem um sítio para CREB em CRE2. A CREB se liga com alta afinidade ao grampo G-T que se forma de um intensificador sintético de 23 pares de base. No grampo G-T, a Cre-1 e a CRE-2 (elementos de resposta a cAMP) juntas formam o sítio de alta afinidade para CREB. A mudança conformacional é um mecanismo dinâmico pelo qual uma única proteína atuando no que parece um ser um único sítio pode gerar complexos de diferentes propriedades.

A preferência da CREB para os sítios de ligação de hairpin (grampo) favorece termodinamicamente a estrutura alternativa. Além disso a proteína 1 do grupo de alta mobilidade (HMG1), uma proteína nuclear eucariótica essencial abundante e evolutivamente conservada, liga-se especificamente a estruturas crusciformes de maneira independente da sequência.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC46561/?tool=pubmed]



Em células de câncer do cólon humano, Nardinocchi e outros (2007) descobriram que a derrubada da HIPK2 usando-se pequeno RNA de interferência reduziu a ligação da p53 e a ativação da p53R2 (RRM2B omim 604712), resultando numa reduzição do reparo de DNA induzido por UV. A expressão exógena da p53 foi capaz de superar este defeito.

ESTRUTURA DO GENE

Zhang e outros (2005) determinaram que o gene HIPK2 contém 13 éxons e se expande por mais de 59 quilobases.

MAPEAMENTO

Hofmann e outros (2000) mapearam o gene HIPK2 no cromossomo 7q32-34 por fluorescência em sítio de hibridização (FISH). Eles mapearam o gene do camundongo no cromossomo 6B. Wang e outos (2001) mapearam o gene HIPK2 no cromossomo 7q33-q35 por FISH.

GENÉTICA MOLECULAR

Li e outros (2007) identificaram duas mutações aparentemente somáticas no gene HIPL2, a R868W e a N958I, em um dos oitenta casos de síndrome mielodisplástica (MDS) e em um dos cinqüenta casos de leucemia mielóide aguda (AML; 601626), respectivamente. Ambas as mutações ocorreram no domínio de sinal de retenção de pinta da HIPK2. Estudos de localização sub-celular mostraram que dois mutantes estavam localizados em regiões nucleares com formatos canônico ou de anel e estavam localizados principalmente nas pintas. As proteínas mutantes mostraram atividade diminuída e um efeito negativo dominante sobre a proteína de tipo selvagem na transcrição dependente de AML1 (151385) e p53. Os achados sugeriram que a disfunção da HIPK2 pode atuar num papel na patogênese da leucemia.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/dispomim.cgi?cmd=entry&id=606868