Úloha fosforylace p53 v interakcích s FOXO proteiny.

Abstract

The transcription factor p53 plays a key role in cell cycle arrest, DNA repair, apoptosis, tumor suppression, and maintainance of cellular homeostasis. Forkhead transcription factor O 4 (FOXO4) is also involved in controlling a variety of cellular processes such as metabolism, cell cycle, apoptosis, DNA damage repair, and protection against oxidative stress. Under cellular stress, p53 directly interacts with the transcription factor FOXO4, thereby increasing the expression of the p21 gene, which subsequently interacts with cyclin-dependent kinases, leading to cell arrest and senescence. The accumulation of senescent cells subsequently contributes to a number of age-related diseases. Dissociation of the p53:FOXO4 complex, e.g. with appropriate inhibitors, causes translocation of p53 from the nucleus to the cytoplasm and induction of apoptosis. However, the development of such inhibitors requires a detailed characterization of p53:FOXO4 interactions, which is still missing. The aim of this diploma thesis was to elucidate the effect of phosphorylation of amino acid residues Ser15, Ser20, Ser46 and Thr55 in the p53 transactivation domain (p53-TAD) on its interaction with the DNA-binding domain of FOXO4 (FOXO4-DBD). Mutant forms of p53-TAD containing a negatively charged glutamic acid at these positions...

Transkripční faktor p53 hraje klíčovou roli v zástavě buněčného cyklu, opravě DNA, apoptóze, potlačování tvorby nádorů a udržování buněčné homeostázy. Forkhead transkripční faktor O 4 (FOXO4) se také podílí na kontrole řady buněčných dějů, jakými jsou metabolismus, buněčný cyklus, apoptóza, oprava poškozené DNA či ochrana vůči oxidativnímu stresu. Při buněčném stresu p53 přímo interaguje s transkripčním faktorem FOXO4, čímž zvyšuje expresi genu p21, který následně interaguje s cyklin-dependentními kinasami, v důsledku čehož buňka zastaví buněčný cyklus a stává se senescentní. Hromadění senescentních buněk následně přispívá ke vzniku řady věkem podmíněných onemocnění. Disociace komplexu p53:FOXO4, např. pomocí vhodných inhibitorů, způsobuje translokaci p53 z buněčného jádra do cytoplazmy a indukci apoptózy. Nicméně pro vývoj takových inhibitorů je nutná detailní charakterizace interakcí p53 s FOXO4, což zatím nebylo provedeno. Cílem této diplomové práce bylo objasnění vlivu fosforylace aminokyselinových zbytků Ser15, Ser20, Ser46 a Thr55 v transaktivační doméně p53 (p53-TAD) na její interakci s DNA-vazebnou doménou FOXO4 (FOXO4-DBD). Byly připraveny mutantní formy p53- TAD obsahující na těchto místech záporně nabitou kyselinu glutamovou, která napodobuje záporný náboj zbytku fosfátové skupiny....