Abraxas2,也称为ABRO1(Abraxas brother protein 1),是人类BRCC36(BRCA1-associated RING domain protein 1)同源异构体复合物的一个组成部分,该复合物在DNA损伤修复和免疫信号传导中发挥重要作用。ABRO1作为一个去泛素化酶复合物的亚单位,在多种生物学过程中扮演关键角色,包括DNA修复、免疫反应和细胞对压力的响应。ABRO1通过与其他蛋白质相互作用,如泛素特异性蛋白酶7、p53、活化转录因子4、THAP结构域包含5和丝氨酸羟甲基转移酶,来调节细胞功能[1]。
ABRO1的转录调节机制尚未完全阐明。研究表明,人类ABRO1基因的转录起始位点(TSS)位于起始密码子上游-13 bp。此外,5' RACE(快速扩增cDNA末端)技术揭示了ABRO1启动子区域的核心调控元件。通过报告基因、染色质免疫沉淀和电泳迁移率变动分析,研究人员发现ABRO1的转录受上游-89至-59 bp区域的顺式作用元件的调控,这些元件被转录因子YY1(yin yang 1)靶向。YY1的过表达增加了人类ABRO1的mRNA和蛋白表达,而通过siRNA介导的YY1下调则减弱了ABRO1的表达。这些结果表明YY1通过结合ABRO1 TSS上游的顺式作用元件,正向调节人类ABRO1的表达[1]。
BRCC36在DNA修复和免疫调节中发挥功能的基础分子机制目前尚不清楚。在BRCA1-A和BRISC复合物结构中,ABRO1分别与支架亚单位ABRAXAS和代谢酶SHMT2α结合,为BRCC36提供不同的功能和调节特性。例如,ABRAXAS整合DNA修复蛋白RAP80,为肿瘤抑制因子BRCA1提供一个高亲和力结合位点,从而将其从断裂点处隔离。而ABRO1与SHMT2α结合,防止BRCC36与泛素链结合和切割,从而在低氧环境中促进癌症生长[2]。
BRCC3(BRCA1/BRCA2-containing complex subunit 3)是一个特异性为赖氨酸63的去泛素化酶,参与DNA修复和免疫反应等多种生物学过程。ABRO1作为BRCC36异肽酶复合物(BRISC)的一个亚单位,通过竞争性结合WWP2(一种HECT型E3泛素连接酶),抑制WWP2介导的BRCC3泛素化和降解,从而稳定BRCC3。功能研究表明,在巨噬细胞中过表达WWP2会降低BRCC3蛋白水平,抑制NLRP3炎症小体的活化[3]。
FAM175B是一个已知的p53调节因子,在多种癌症中抑制肿瘤发生。研究表明,FAM175B在食管鳞状细胞癌(ESCC)中表达下调,其过表达能够减少细胞增殖、抑制集落形成并增加细胞凋亡。FAM175B与活化转录因子4(ATF4)共定位并相互作用,抑制ATF4的泛素化,从而提高ATF4的蛋白水平。此外,FAM175B能够通过ATF4依赖性方式促进CHOP表达,其促凋亡活性可被si-ATF4和CHOP抑制剂4-PBA所挽救。这表明FAM175B通过抑制ATF4泛素化,在p53非依赖性方式下促进ESCC细胞凋亡[4]。
ABRO1在肿瘤发生和DNA损伤反应中发挥重要作用。研究发现,ABRO1在人类肝脏、肾脏、乳腺和甲状腺肿瘤组织中经常下调。在癌细胞中耗尽ABRO1会降低p53水平并增强集落形成和细胞转化。相反,ABRO1的过表达能够抑制细胞增殖和肿瘤形成,并且这种抑制作用依赖于p53。此外,DNA损伤会诱导ABRO1在内源水平上的积累和向细胞核的转位,而ABRO1的耗尽会显著减弱DNA损伤诱导的p53激活。这些结果表明ABRO1通过促进p53与USP7(泛素特异性蛋白酶7)的相互作用,稳定p53,在肿瘤抑制和DNA损伤反应中发挥重要作用[5]。
综上所述,ABRO1作为BRCC36异肽酶复合物的一个重要亚单位,在DNA修复、免疫反应和细胞对压力的响应中扮演关键角色。ABRO1的转录受YY1的调节,YY1通过结合ABRO1启动子区域的顺式作用元件正向调节ABRO1的表达。ABRO1还通过竞争性结合WWP2,稳定BRCC3,参与DNA修复过程。此外,ABRO1通过促进p53与USP7的相互作用,稳定p53,在肿瘤抑制和DNA损伤反应中发挥重要作用。ABRO1的研究有助于深入理解其在多种生物学过程中的功能,为相关疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Song, Pan, Hong, Jian, Wang, Yuan, Yang, Xiaoming, Ge, Changhui. 2020. Transcriptional regulation of human abraxas brother protein 1 expression by yin yang 1. In Biochemistry and cell biology = Biochimie et biologie cellulaire, 99, 223-230. doi:10.1139/bcb-2019-0279. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32845162/
2. Rabl, Julius, Bunker, Richard D, Schenk, Andreas D, Hay, Ronald T, Thomä, Nicolas H. 2019. Structural Basis of BRCC36 Function in DNA Repair and Immune Regulation. In Molecular cell, 75, 483-497.e9. doi:10.1016/j.molcel.2019.06.002. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31253574/
3. Zhang, Wen, Tao, Shou-Song, Wang, Ting, Yang, Xiao-Ming, Yin, Rong-Hua. 2020. ABRO1 stabilizes the deubiquitinase BRCC3 through inhibiting its degradation mediated by the E3 ubiquitin ligase WWP2. In FEBS letters, 595, 169-182. doi:10.1002/1873-3468.13970. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33107021/
4. Zhao, Yu, Yu, Yang, Li, Hengcun, Min, Li, Zhang, Shutian. 2019. FAM175B promotes apoptosis by inhibiting ATF4 ubiquitination in esophageal squamous cell carcinoma. In Molecular oncology, 13, 1150-1165. doi:10.1002/1878-0261.12474. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30854784/
5. Zhang, Jianhong, Cao, Mengmeng, Dong, Jiahong, Ge, Zhiqiang, Yang, Xiaoming. 2014. ABRO1 suppresses tumourigenesis and regulates the DNA damage response by stabilizing p53. In Nature communications, 5, 5059. doi:10.1038/ncomms6059. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25283148/