MLH1
Nepolipozni tip 2 MutL homologa 1 raka debelog crijeva (E. coli) jest protein koji je kod ljudi kodiran genom MLH1 sa hromosoma 3. To je gen koji se obično povezuje sa nasljednim nepolipoznim kolorektumskim karcinomom. Ortolozi ljudskog MLH1 su također proučavani na drugim organizmima, uključujući miša i pupajući kvasac Saccharomyces cerevisiae.
Aminokiselinska sekvenca
urediDužina polipeptidnog lanca je 756 aminokiselina, а molekulska težina 84.601 Da.[4]
10 | 20 | 30 | 40 | 50 | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
MSFVAGVIRR | LDETVVNRIA | AGEVIQRPAN | AIKEMIENCL | DAKSTSIQVI | ||||
VKEGGLKLIQ | IQDNGTGIRK | EDLDIVCERF | TTSKLQSFED | LASISTYGFR | ||||
GEALASISHV | AHVTITTKTA | DGKCAYRASY | SDGKLKAPPK | PCAGNQGTQI | ||||
TVEDLFYNIA | TRRKALKNPS | EEYGKILEVV | GRYSVHNAGI | SFSVKKQGET | ||||
VADVRTLPNA | STVDNIRSIF | GNAVSRELIE | IGCEDKTLAF | KMNGYISNAN | ||||
YSVKKCIFLL | FINHRLVEST | SLRKAIETVY | AAYLPKNTHP | FLYLSLEISP | ||||
QNVDVNVHPT | KHEVHFLHEE | SILERVQQHI | ESKLLGSNSS | RMYFTQTLLP | ||||
GLAGPSGEMV | KSTTSLTSSS | TSGSSDKVYA | HQMVRTDSRE | QKLDAFLQPL | ||||
SKPLSSQPQA | IVTEDKTDIS | SGRARQQDEE | MLELPAPAEV | AAKNQSLEGD | ||||
TTKGTSEMSE | KRGPTSSNPR | KRHREDSDVE | MVEDDSRKEM | TAACTPRRRI | ||||
INLTSVLSLQ | EEINEQGHEV | LREMLHNHSF | VGCVNPQWAL | AQHQTKLYLL | ||||
NTTKLSEELF | YQILIYDFAN | FGVLRLSEPA | PLFDLAMLAL | DSPESGWTEE | ||||
DGPKEGLAEY | IVEFLKKKAE | MLADYFSLEI | DEEGNLIGLP | LLIDNYVPPL | ||||
EGLPIFILRL | ATEVNWDEEK | ECFESLSKEC | AMFYSIRKQY | ISEESTLSGQ | ||||
QSEVPGSIPN | SWKWTVEHIV | YKALRSHILP | PKHFTEDGNI | LQLANLPDLY | ||||
KVFERC |
Funkcija
urediOvaj gen je identificiran kao lokus koji je često mutirao nasljedni nepolipozni rak debelog crijeva. To je ljudski homolog gena mutL E. coli za popravku neusklađenosti DNK, koji posreduje u interakcijama protein-protein tokom prepoznavanja neusklađenosti, diskriminacije niti i uklanjanja lanca. Defekti u MLH1 povezani su sa mikrosatelitnom nestabilnošću uočenom kod nasljednog nepolipoznog raka debelog crijeva. Opisane su alternativno prerađene varijante transkripta koje kodiraju različite izoforme, ali njihova priroda pune dužine nije određena.[5]
Uloga u popravljanju neusklađenosti DNK
urediMLH1 protein je jedna komponenta sistema od sedam proteina DNK neusklađenosti koji djeluju koordinirano u uzastopnim koracima kako bi započeli popravak neusklađenosti DNK kod ljudi.[6] Defekti u popravci neusklađenosti, koji se nalaze u oko 13% kolorektumskih karcinoma, mnogo su češći zbog nedostatka MLH1 nego nedostataka drugih proteina za popravku neusklađenosti DNK.[7] Sedam proteina za popravku neusklađenosti DNK kod ljudi su: MLH1, MLH3, MSH2, MSH3, MSH6, PMS1 i PMS2.[6] Osim toga, postoje potputevi popravljanja neusklađenosti DNK-a zavisni od Exo1 i Exo1.[8]
Nepodudaranja DNK nastaju kada je jedna baza nepravilno uparena s drugom bazom ili kada postoji kratko dodavanje ili delecija u jednom lancu DNK koji se ne podudara u drugom lancu. Nepodudarnosti se obično javljaju kao posljadica grešaka u replikaciji DNK ili tokom genetičke rekombinacije. Prepoznavanje tih neusklađenosti i njihovo popravljanje je važno za ćelije jer neuspjeh u tome rezultira nestabilnošću mikrosatelita i povećanom spontanom stopom mutacija (mutirani fenotip). Među 20 procijenjenih karcinoma, mikrosatelitski nestabilnih karcinom debelog crijeva (nedostatak popravke neusklađenosti) je imao drugu najveću učestalost mutacija (poslije melanoma).
Heterodimer između MSH2 i MSH6 prvo prepoznaje neusklađenost, iako heterodimer između MSH2 i MSH3 također može pokrenuti proces. Formiranje MSH2-MSH6 heterodimera uključuje drugi heterodimer MLH1 i PMS2, iako onaj između MLH1 i PMS3 ili MLH3 može zamijeniti PMS2. Ovaj proteinski kompleks formiran između dva seta heterodimera omogućava pokretanje popravke defekta neusklađenosti.[6]
Ostali genski proizvodi uključeni u popravku neusklađenosti (nakon iniciranja gena za popravku neusklađenosti DMA) uključuju DNK-polimerazu delta, PCNA, RPA, HMGB1 , RFC i DNK ligazu I, plus modificirajuće faktore histon i hromatin.[9][10]
Nedovoljna ekspresija kod raka
urediTip kancera | Učestalost deficijencije kod raka | Učestalost nedostatka u susjednom defekt polja |
---|---|---|
Rak želuca | 32%[11][12] | 24% – 28% |
Rak želuca (fovea tip tumora) | 74%[13] | 71% |
Visokoindicirani rak želuca u Kašmirskoj dolini | 73%[14] | 20% |
Rak jednjaka | 73%[15] | 27% |
Rak pločastih ćelija glave i vrata (HNSCC) | 31% – 33%[16][17] | 20% – 25% |
Nemaloćelijski rak pluća (NSCLC) | 69%[18] | 72% |
Rak debelog crijeva | 10%[7] |
Epigenetička represija
urediSamo manjina sporadičnih karcinoma sa nedostatkom popravke DNK ima mutaciju gena za popravak DNK. Međutim, većina sporadičnih karcinoma s nedostatkom popravke DNK ima jednu ili više epigenetičkih promjena koje smanjuju ili utišavaju ekspresiju gena za popravak DNK.[19] U gornjoj tabeli, većina nedostataka MLH1 nastala je zbog metilacija promotorske regije gena MLH1. Drugi epigenetički mehanizam koji smanjuje ekspresiju MLH1 je prekomjerna ekspresija miR-155.[20] MiR-155 cilja na MLH1 i MSH2, a inverzna korelacija između ekspresije miR-155 i ekspresije MLH1 ili MSH2 proteina pronađena je kod ljudskog kolorektumskog karcinoma.[20]
Mejoza
urediPored uloge u popravljanju neusklađenosti DNK, protein MLH1 je također uključen u mejotaki hromosomski krosingover.[21] MLH1 formira heterodimer sa MLH3, koji je neophodan da oociti napreduju tokom mejotske metafaze II.[22] Ženke i mužjaci MLH1(–/ –) mutantnih miševa su neplodni, a neplodnost je povezana sa smanjenim nivoom hijazmi.[21][23] Tokom spermatogeneze kod MLH1 (–/–) mutantnih hromosoma miševa često se hromosomi prerano odvajaju i često dolazi do zaustavljanja prve mejozne diobe.[21] Kod ljudi, uobičajena varijanta "MLH1" gena povezan je sa povećanim rizikom od oštećenja spermatozoida i muške neplodnosti.[24]
Protein MLH1 nalazi se na mjestima ukrštanja u mejotskim hromosomima.[21] Rekombinacija tokom mejoze je često inicirana prekidom dvostrukog lanca DNK (DSB) kao što je ilustrovano u pratećem dijagramu. Tokom rekombinacije, dijelovi DNK na 5' krajevima loma su odsječeni u procesu koji se naziva "resekcija". U koraku invazije lanca koji slijedi, nadeksprimirani 3' kraj prekinute molekule DNK tada "napada" DNK homolognog hromosoma koji nije prekinut formirajući petlju pomjeranja (D-petlja). Nakon invazije lanca, daljnji slijed događaja može ići po bilo kojem od dva glavna puta koji vode do krosing-overa (CO) ili neukrštanja (NCO) rekombinanta (vidi Genetička rekombinacija). Put koji vodi do CO uključuje dvostruki intermedijer Hollidayevih spojeva (DHJ). Hollidayevi spojevi moraju biti riješeni da bi se završila rekombinacija CO.
U pupajućem kvascu Saccharomyces cerevisiae, kao i kod miša, MLH1 formira heterodimer sa MLH3. Mejotski CO zahtijeva razrješenje Hollidayevih spojeva, djelovanjem MLH1-MLH3 heterodimera. MLH1-MLH3 heterodimer je endonukleaza koja pravi jednolančane prekide u superspiralizacije u dvolančanoj DNK.[25][26] MLH1-MLH3 se specifično veže za Hollidayeve spojeve i može djelovati kao dio većeg kompleksa za njihovu obradu tokom mejoze.[25] MLH1-MLH3 heterodimer (MutL gama) zajedno sa EXO1 i Sgs1 (ortolog helikaza Bloomovog sindroma) definiraju put rezolucije zajedničkih molekula koji proizvodi većinu krosingovera u pupajućem kvascu i, prema tome, i kod sisara.[27]
Klinički značaj
urediMLH1 također se može povezati s Turcotovim sindromom.[28]
Interakcije
urediPokazalo se da je MLH1 u interakciji sa:
Također pogledajte
urediReference
uredi- ^ a b c GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000032498 - Ensembl, maj 2017
- ^ "Human PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
- ^ "Mouse PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
- ^ "UniProt, P40692" (jezik: engleski). Pristupljeno 4. 11. 2021.
- ^ "Entrez Gene: MLH1 mutL homolog 1, colon cancer, nonpolyposis type 2 (E. coli)".
- ^ a b c Pal T, Permuth-Wey J, Sellers TA (2008). "A review of the clinical relevance of mismatch-repair deficiency in ovarian cancer". Cancer. 113 (4): 733–42. doi:10.1002/cncr.23601. PMC 2644411. PMID 18543306.
- ^ a b Truninger K, Menigatti M, Luz J, Russell A, Haider R, Gebbers JO, Bannwart F, Yurtsever H, Neuweiler J, Riehle HM, Cattaruzza MS, Heinimann K, Schär P, Jiricny J, Marra G (2005). "Immunohistochemical analysis reveals high frequency of PMS2 defects in colorectal cancer". Gastroenterology. 128 (5): 1160–71. doi:10.1053/j.gastro.2005.01.056. PMID 15887099.
- ^ Goellner EM, Putnam CD, Kolodner RD (2015). "Exonuclease 1-dependent and independent mismatch repair". DNA Repair (Amst.). 32: 24–32. doi:10.1016/j.dnarep.2015.04.010. PMC 4522362. PMID 25956862.
- ^ Li GM (2008). "Mechanisms and functions of DNA mismatch repair". Cell Res. 18 (1): 85–98. doi:10.1038/cr.2007.115. PMID 18157157.
- ^ Li GM (2014). "New insights and challenges in mismatch repair: getting over the chromatin hurdle". DNA Repair (Amst.). 19: 48–54. doi:10.1016/j.dnarep.2014.03.027. PMC 4127414. PMID 24767944.
- ^ Kupčinskaitė-Noreikienė R, Skiecevičienė J, Jonaitis L, Ugenskienė R, Kupčinskas J, Markelis R, Baltrėnas V, Sakavičius L, Semakina I, Grižas S, Juozaitytė E (2013). "CpG island methylation of the MLH1, MGMT, DAPK, and CASP8 genes in cancerous and adjacent noncancerous stomach tissues". Medicina (Kaunas). 49 (8): 361–6. PMID 24509146.
- ^ Waki T, Tamura G, Tsuchiya T, Sato K, Nishizuka S, Motoyama T (2002). "Promoter methylation status of E-cadherin, hMLH1, and p16 genes in nonneoplastic gastric epithelia". Am. J. Pathol. 161 (2): 399–403. doi:10.1016/S0002-9440(10)64195-8. PMC 1850716. PMID 12163364.
- ^ Endoh Y, Tamura G, Ajioka Y, Watanabe H, Motoyama T (2000). "Frequent hypermethylation of the hMLH1 gene promoter in differentiated-type tumors of the stomach with the gastric foveolar phenotype". Am. J. Pathol. 157 (3): 717–22. doi:10.1016/S0002-9440(10)64584-1. PMC 1949419. PMID 10980110.
- ^ Wani M, Afroze D, Makhdoomi M, Hamid I, Wani B, Bhat G, Wani R, Wani K (2012). "Promoter methylation status of DNA repair gene (hMLH1) in gastric carcinoma patients of the Kashmir valley". Asian Pac. J. Cancer Prev. 13 (8): 4177–81. doi:10.7314/apjcp.2012.13.8.4177. PMID 23098428.
- ^ Chang Z, Zhang W, Chang Z, Song M, Qin Y, Chang F, Guo H, Wei Q (2015). "Expression characteristics of FHIT, p53, BRCA2 and MLH1 in families with a history of oesophageal cancer in a region with a high incidence of oesophageal cancer". Oncol Lett. 9 (1): 430–436. doi:10.3892/ol.2014.2682. PMC 4246613. PMID 25436004.
- ^ Tawfik HM, El-Maqsoud NM, Hak BH, El-Sherbiny YM (2011). "Head and neck squamous cell carcinoma: mismatch repair immunohistochemistry and promoter hypermethylation of hMLH1 gene". Am J Otolaryngol. 32 (6): 528–36. doi:10.1016/j.amjoto.2010.11.005. PMID 21353335.
- ^ Zuo C, Zhang H, Spencer HJ, Vural E, Suen JY, Schichman SA, Smoller BR, Kokoska MS, Fan CY (2009). "Increased microsatellite instability and epigenetic inactivation of the hMLH1 gene in head and neck squamous cell carcinoma". Otolaryngol Head Neck Surg. 141 (4): 484–90. doi:10.1016/j.otohns.2009.07.007. PMID 19786217. S2CID 8357370.
- ^ Safar AM, Spencer H, Su X, Coffey M, Cooney CA, Ratnasinghe LD, Hutchins LF, Fan CY (2005). "Methylation profiling of archived non-small cell lung cancer: a promising prognostic system". Clin. Cancer Res. 11 (12): 4400–5. doi:10.1158/1078-0432.CCR-04-2378. PMID 15958624.
- ^ Bernstein C, Bernstein H (2015). "Epigenetic reduction of DNA repair in progression to gastrointestinal cancer". World J Gastrointest Oncol. 7 (5): 30–46. doi:10.4251/wjgo.v7.i5.30. PMC 4434036. PMID 25987950.
- ^ a b Valeri N, Gasparini P, Fabbri M, Braconi C, Veronese A, Lovat F, Adair B, Vannini I, Fanini F, Bottoni A, Costinean S, Sandhu SK, Nuovo GJ, Alder H, Gafa R, Calore F, Ferracin M, Lanza G, Volinia S, Negrini M, McIlhatton MA, Amadori D, Fishel R, Croce CM (2010). "Modulation of mismatch repair and genomic stability by miR-155". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107 (15): 6982–7. Bibcode:2010PNAS..107.6982V. doi:10.1073/pnas.1002472107. PMC 2872463. PMID 20351277.
- ^ a b c d Baker SM, Plug AW, Prolla TA, Bronner CE, Harris AC, Yao X, Christie DM, Monell C, Arnheim N, Bradley A, Ashley T, Liskay RM (1996). "Involvement of mouse Mlh1 in DNA mismatch repair and meiotic crossing over". Nat. Genet. 13 (3): 336–42. doi:10.1038/ng0796-336. PMID 8673133. S2CID 37096830.
- ^ Kan R, Sun X, Kolas NK, Avdievich E, Kneitz B, Edelmann W, Cohen PE (2008). "Comparative analysis of meiotic progression in female mice bearing mutations in genes of the DNA mismatch repair pathway". Biol. Reprod. 78 (3): 462–71. doi:10.1095/biolreprod.107.065771. PMID 18057311.
- ^ Wei K, Kucherlapati R, Edelmann W (2002). "Mouse models for human DNA mismatch-repair gene defects". Trends Mol Med. 8 (7): 346–53. doi:10.1016/s1471-4914(02)02359-6. PMID 12114115.
- ^ Ji G, Long Y, Zhou Y, Huang C, Gu A, Wang X (2012). "Common variants in mismatch repair genes associated with increased risk of sperm DNA damage and male infertility". BMC Med. 10: 49. doi:10.1186/1741-7015-10-49. PMC 3378460. PMID 22594646.
- ^ a b Ranjha L, Anand R, Cejka P (2014). "The Saccharomyces cerevisiae Mlh1-Mlh3 heterodimer is an endonuclease that preferentially binds to Holliday junctions". J. Biol. Chem. 289 (9): 5674–86. doi:10.1074/jbc.M113.533810. PMC 3937642. PMID 24443562.
- ^ Rogacheva MV, Manhart CM, Chen C, Guarne A, Surtees J, Alani E (2014). "Mlh1-Mlh3, a meiotic crossover and DNA mismatch repair factor, is a Msh2-Msh3-stimulated endonuclease". J. Biol. Chem. 289 (9): 5664–73. doi:10.1074/jbc.M113.534644. PMC 3937641. PMID 24403070.
- ^ Zakharyevich K, Tang S, Ma Y, Hunter N (2012). "Delineation of joint molecule resolution pathways in meiosis identifies a crossover-specific resolvase". Cell. 149 (2): 334–47. doi:10.1016/j.cell.2012.03.023. PMC 3377385. PMID 22500800.
- ^ Lebrun C, Olschwang S, Jeannin S, Vandenbos F, Sobol H, Frenay M (2007). "Turcot syndrome confirmed with molecular analysis". Eur. J. Neurol. 14 (4): 470–2. doi:10.1111/j.1468-1331.2006.01669.x. PMID 17389002. S2CID 21591979.
- ^ Wang Y, Cortez D, Yazdi P, Neff N, Elledge SJ, Qin J (april 2000). "BASC, a super complex of BRCA1-associated proteins involved in the recognition and repair of aberrant DNA structures". Genes Dev. 14 (8): 927–39. doi:10.1101/gad.14.8.927 (neaktivno 31. 10. 2021). PMC 316544. PMID 10783165.CS1 održavanje: DOI nije aktivan od 2021 (link)
- ^ Langland G, Kordich J, Creaney J, Goss KH, Lillard-Wetherell K, Bebenek K, Kunkel TA, Groden J (august 2001). "The Bloom's syndrome protein (BLM) interacts with MLH1 but is not required for DNA mismatch repair". J. Biol. Chem. 276 (32): 30031–5. doi:10.1074/jbc.M009664200. PMID 11325959.
- ^ Freire R, d'Adda Di Fagagna F, Wu L, Pedrazzi G, Stagljar I, Hickson ID, Jackson SP (august 2001). "Cleavage of the Bloom's syndrome gene product during apoptosis by caspase-3 results in an impaired interaction with topoisomerase IIIalpha". Nucleic Acids Res. 29 (15): 3172–80. doi:10.1093/nar/29.15.3172. PMC 55826. PMID 11470874.
- ^ Pedrazzi G, Perrera C, Blaser H, Kuster P, Marra G, Davies SL, Ryu GH, Freire R, Hickson ID, Jiricny J, Stagljar I (novembar 2001). "Direct association of Bloom's syndrome gene product with the human mismatch repair protein MLH1". Nucleic Acids Res. 29 (21): 4378–86. doi:10.1093/nar/29.21.4378. PMC 60193. PMID 11691925.
- ^ Schmutte C, Sadoff MM, Shim KS, Acharya S, Fishel R (august 2001). "The interaction of DNA mismatch repair proteins with human exonuclease I". J. Biol. Chem. 276 (35): 33011–8. doi:10.1074/jbc.M102670200. PMID 11427529.
- ^ Bellacosa A, Cicchillitti L, Schepis F, Riccio A, Yeung AT, Matsumoto Y, Golemis EA, Genuardi M, Neri G (mart 1999). "MED1, a novel human methyl-CpG-binding endonuclease, interacts with DNA mismatch repair protein MLH1". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 96 (7): 3969–74. Bibcode:1999PNAS...96.3969B. doi:10.1073/pnas.96.7.3969. PMC 22404. PMID 10097147.
- ^ Santucci-Darmanin S, Walpita D, Lespinasse F, Desnuelle C, Ashley T, Paquis-Flucklinger V (august 2000). "MSH4 acts in conjunction with MLH1 during mammalian meiosis". FASEB J. 14 (11): 1539–47. doi:10.1096/fj.14.11.1539. PMID 10928988.
- ^ a b Mac Partlin M, Homer E, Robinson H, McCormick CJ, Crouch DH, Durant ST, Matheson EC, Hall AG, Gillespie DA, Brown R (februar 2003). "Interactions of the DNA mismatch repair proteins MLH1 and MSH2 with c-MYC and MAX". Oncogene. 22 (6): 819–25. doi:10.1038/sj.onc.1206252. PMID 12584560.
- ^ Kondo E, Horii A, Fukushige S (april 2001). "The interacting domains of three MutL heterodimers in man: hMLH1 interacts with 36 homologous amino acid residues within hMLH3, hPMS1 and hPMS2". Nucleic Acids Res. 29 (8): 1695–702. doi:10.1093/nar/29.8.1695. PMC 31313. PMID 11292842.
- ^ Guerrette S, Acharya S, Fishel R (mart 1999). "The interaction of the human MutL homologues in hereditary nonpolyposis colon cancer". J. Biol. Chem. 274 (10): 6336–41. doi:10.1074/jbc.274.10.6336. PMID 10037723.
Dopunska literatura
uredi- Paraf F, Sasseville D, Watters AK, Narod S, Ginsburg O, Shibata H, Jothy S (1995). "Clinicopathological relevance of the association between gastrointestinal and sebaceous neoplasms: the Muir-Torre syndrome". Hum. Pathol. 26 (4): 422–7. doi:10.1016/0046-8177(95)90144-2. PMID 7705822.
- Kolodner RD (1996). "Mismatch repair: mechanisms and relationship to cancer susceptibility". Trends Biochem. Sci. 20 (10): 397–401. doi:10.1016/S0968-0004(00)89087-8. PMID 8533151.
- Peltomäki P, de la Chapelle A (1997). Mutations predisposing to hereditary nonpolyposis colorectal cancer. Adv. Cancer Res. Advances in Cancer Research. 71. str. 93–119. doi:10.1016/S0065-230X(08)60097-4. ISBN 9780120066711. PMID 9111864.
- Papadopoulos N, Lindblom A (1997). "Molecular basis of HNPCC: mutations of MMR genes". Hum. Mutat. 10 (2): 89–99. doi:10.1002/(SICI)1098-1004(1997)10:2<89::AID-HUMU1>3.0.CO;2-H. PMID 9259192.
- Kauh J, Umbreit J (2004). "Colorectal cancer prevention". Current Problems in Cancer. 28 (5): 240–64. doi:10.1016/j.currproblcancer.2004.05.004. PMID 15375803.
- Warusavitarne J, Schnitzler M (2007). "The role of chemotherapy in microsatellite unstable (MSI-H) colorectal cancer". International Journal of Colorectal Disease. 22 (7): 739–48. doi:10.1007/s00384-006-0228-0. PMID 17109103. S2CID 6460105.
- Niv Y (2007). "Microsatellite instability and MLH1 promoter hypermethylation in colorectal cancer". World J. Gastroenterol. 13 (12): 1767–9. doi:10.3748/wjg.v13.i12.1767. PMC 4149951. PMID 17465465.
Vanjski linkovi
uredi- FAQs on HNPCC Arhivirano 15. 8. 2007. na Wayback Machine from the National Institute of Health
- GeneReviews/NCBI/NIH/UW entry on Lynch syndrome
- MLH1 protein, human na US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)
- P40692