S 相激酶相关蛋白 2; SKP2
- CDK2/细胞周期蛋白 A 相关蛋白 p45
- F框 和富含亮氨酸重复蛋白 1;FBXL1;FBL1
HGNC 批准的基因符号:SKP2
细胞遗传学定位:5p13.2 基因组坐标(GRCh38):5:36,152,111-36,193,530(来自 NCBI)
▼ 克隆与表达
人类细胞周期由多种蛋白质的相互作用调节,包括细胞周期蛋白(例如,123836)、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK,例如,123829)和磷酸酶。德米特里克等人(1996) 指出含有 CDK、细胞周期蛋白、增殖细胞核抗原(PCNA; 176740) 和其他几种蛋白质的复合物调节 G1/S 和 G2/M 边界的主要细胞周期转变点。除了 p21(116899) 和 PCNA 之外,CDK2/细胞周期蛋白 A 激酶复合物还包括 19 kD 蛋白(p19 或 SKP1;601434)和 45 kD 蛋白(p45 或 SKP2)。张等人(1995) 克隆了编码 p19 和 p45 的 cDNA。
白等人(1996) 确定 SKP2 含有约 40 个残基的新型结合基序,称为 F 框。Bai 等人鉴定出大约一半的 F框 蛋白(1996),F 框与富含亮氨酸的区域(LRR) 相关,如 SKP2,或与 WD40 重复序列相关,如 BTRC(603482)。
Cenciarelli 等人使用 SKP1 作为酵母 2 杂交筛选中的诱饵并搜索 DNA 数据库(1999) 鉴定了几个编码 F框 蛋白的基因,包括 FBL1。推导的蛋白质在其 N 端一半包含一个 F 框,在其 C 端一半包含 5 个 LRR。Northern 印迹分析检测到在所有检查的组织中都表达了 4.4 kb SKP2 转录物。9.5-kb 转录物在多种组织中以较低水平表达。
金等人(2004) 在 SKP2 的 C 端一半中鉴定出 7 个 LRR。
▼ 基因功能
张等人(1995) 表明显微注射 p45 特异性抗体可特异性阻断 G1 期细胞周期,表明 p45 对于进入 S 期至关重要。他们发现 p45 似乎充当 p19 和 CDK2(116953)/cyclin A(123835) 复合物之间的桥梁。p19 的功能尚不清楚;它可能有助于将激酶复合物定位到 DNA 合成位点。
白等人(1996) 确定 SKP1 与细胞周期蛋白 F(CCNF; 600227)、SKP2 结合,并可能与其他可能通过其 F 框参与泛素蛋白水解的调节蛋白结合。
森西亚雷利等人(1999) 表明,在体外 Pull-down 测定中,体外翻译的 FBL1 结合 SKP1。
磷酸化导致 p27(KIP1)(CDKN1B;600778) 泛素化和降解。卡拉诺等人(1999) 确定 SKP2 主要在 S 期而非 G1 期特异性识别磷酸化的 CDKN1B,并且是 CDKN1B 泛素化所需的泛素蛋白连接酶。
拉特雷斯等人(2001) 发现 SKP2 表达与人类淋巴瘤的恶性程度直接相关,与 p27 水平成反比。为了直接评估 SKP2 在体内失调生长的潜力,他们生成了表达针对 T 淋巴谱系的人类 SKP2 基因的转基因小鼠,以及共表达人类 SKP2 和激活的小鼠 Nras 的双转基因小鼠(164790)。结果提供了 F框 蛋白在肿瘤发生中的作用的证据,并将 SKP2 确定为与淋巴瘤发病机制相关的原癌基因。
巴希尔等人(2004) 证明 SKP2 和 CKS1 蛋白在 G1 中都不稳定,并且它们的降解是由泛素连接酶 APC/C(Cdh1)(后期促进复合物/环体及其激活剂 Cdh1;参见 608473、603619)介导的。G1 细胞中通过 RNA 干扰沉默 CDH1 可稳定 SKP2 和 CKS1,从而增加 p21 和 p27 蛋白水解。CDH1 的耗竭还增加了处于 S 期的细胞百分比,而同时下调 SKP2 则逆转了这种效应,表明 SKP2 是 APC/C(Cdh1) 的重要靶标。不能结合 APC/C(Cdh1) 的稳定 SKP2 突变体的表达诱导过早进入 S 期。因此,巴希尔等人。
魏等人(2004) 孤立地表明 F框 蛋白 SKP2 被多泛素化,因此被指定为可被 APC(CDH1) 破坏。因此,SCF(SKP2) 的积累需要 APC(CDH1) 的预先激活。魏等人(2004) 得出的结论是,他们的发现提供了对细胞周期进程中 SCF 和 APC 活动的协调以及 APC 在 G1 中的参与的深入了解。
Kamura 等人使用 NIH-3T3 小鼠成纤维细胞和小鼠胚胎成纤维细胞(2004) 发现 Skp2 是参与 S 期和 G2 期核 p27(KIP1) 泛素化的主要泛素连接酶,而由 Kpc1(RNF123; 614472) 和 Kpc2(UBAC1; 608129) 组成的复合物在 G1 期泛素化细胞质 p27(KIP1)。
左等人(2007) 发现 Foxp3(300292) 突变杂合的小鼠乳腺癌表现出 Skp2 表达增加。人乳腺上皮细胞中小干扰 RNA 下调 FOXP3 导致 SKP2 表达增加。报告基因检测显示小鼠 Foxp3 直接与 Skp2 启动子相互作用并抑制 Skp2 启动子。对 200 多个原发性乳腺癌样本的分析揭示了 FOXP3 和 SKP2 水平之间的负相关。左等人(2007) 得出结论,FOXP3 是 SKP2 转录抑制因子。
北川等人(2008) 指出 SKP2 的耗尽会降低细胞生长并增加细胞凋亡。他们表明,SKP2 抵消了 p53(TP53; 191170) 的反式激活功能,并抑制了几种人类细胞系中由 DNA 损伤或 p53 稳定介导的细胞凋亡。SKP2 直接结合 p53 结合的 p300(EP300; 602700) 的 CH1 和 CH3 结构域,并在细胞内和体外拮抗 p300 和 p53 之间的相互作用。p300-p53 相互作用的拮抗作用抑制了 p300 介导的 p53 乙酰化并下调了 p53 反式激活功能。相反,在过表达 SKP2 的细胞中,p300 的异位表达挽救了 p53 的反式激活功能。北川等人(2008) 得出结论,SKP2 控制癌细胞中的 p300-p53 信号通路。
王等人(2010) 发现,Rb1(614041) 的靶标 Skp2 失活可以完全阻止 Rb1 +/- 小鼠垂体中的自发性肿瘤发生。Skp2 失活不会抑制 Rb1 缺失的黑素细胞的异常增殖,但会诱导其凋亡。消除 p27 磷酸化再现了 Skp2 敲除的效果。王等人(2010) 得出结论,由于 SKP2 介导的磷酸化 p27 泛素化不受调节,随后发生 p27 降解和细胞周期进展,RB1 的下调具有致瘤性。
林等人(2010) 表明,尽管 Skp2 失活本身不会诱导细胞衰老,但异常的原癌信号以及肿瘤抑制基因的失活确实会在缺乏 Skp2 的小鼠和细胞中引发有效的肿瘤抑制衰老反应。值得注意的是,Skp2 失活和致癌应激驱动的衰老既不会引起 p19(Arf)(参见 600160)-p53 通路的激活,也不会引起 DNA 损伤,而是依赖于 Aft4、p27 和 p21(116899)。林等人(2010) 进一步证明,即使在 p19(Arf)-p53 反应受损的致癌条件下,遗传性 Skp2 失活也会引起细胞衰老,而在临床前研究中,Skp2-SCF 复合物抑制剂可以触发 p53/Pten(601728) 缺陷细胞的细胞衰老和肿瘤消退。林等人。
▼ 测绘
德米特里克等人(1996) 使用荧光原位杂交将 CDK2/细胞周期蛋白 A 相关蛋白 p45(SKP2) 的基因定位到 5p13,将 p19 相关基因 p19A(SKP1A) 和 p19B(SKP1B; 601435) 分别定位到 7q11.2 和 12p12。研究人员指出,所有这 3 个基因座都与核型改变、肿瘤相关扩增或可疑的肿瘤抑制基因相关。
金等人(2004) 指出小鼠 Skp2 基因定位于染色体 15A2。
▼ 生化特征
晶体结构
F框 蛋白是 SCF(SKP1、CUL1(603134) 和 F框 蛋白)泛素蛋白连接酶的底物识别成分。舒尔曼等人(2000)描述了SKP1-SKP2复合物的晶体结构。他们确定该复合体类似于一把镰刀,SKP1 和 SKP2 的 F 框代表手柄,SKP2 的 LRR 代表刀片。SKP1 的 N 端 125 个氨基酸形成类似于 BTB/POZ 结构域折叠的 α/β 结构,但具有 2 螺旋 C 端延伸。SKP2 的 10 个 LRR,每个由 β 链和 α 螺旋组成,包装成弯曲结构。晶体结构表明存在一个保守的核心界面,可以将 F框 蛋白招募到 SCF 连接酶中,还有一个可变界面,可以为特异性提供基础。
郑等人(2002)报道了包含CUL1、RBX1(603814)、SKP1和SKP2的F框的四元络合物的3.2埃分辨率的晶体结构,以及CUL1-RBX1络合物的3.0埃结构。CUL1 是一种细长蛋白,由长柄和球状结构域组成。球状结构域通过分子间 β-折叠结合环指蛋白 RBX1,形成 2 亚基催化核心,招募泛素结合酶。长柄由 3 个重复的新型 5 螺旋基序组成,在其尖端结合 SKP1-F 框(SKP2) 蛋白底物识别复合物。CUL1 作为刚性支架,组织 SKP1-F 框(SKP2) 和 RBX1 亚基,使它们相距超过 100 埃。