NMR提供了考察P53防癌作用的新视角

p53以其在健康细胞中的防癌作用而闻名，当它发生缺陷时，在癌细胞生长中存在近乎普遍的作用。但是，尽管它在几十年前就已被发现，但我们至今仍在探索这种肿瘤抑制基因的工作机制，这可能会导致新型肿瘤治疗药物的发现。

在通常情况下，p53通过激活一种被称为细胞凋亡（程序性细胞死亡）的过程来阻止细胞的失控生长。这意味着当细胞不再被需要或者其DNA被破坏时，可以有效地自我毁灭。在癌症中，这个被称为p53通道的过程可能会失活，从而让癌细胞继续增殖。

对于作为一种转录因子（一种在细胞核内工作以激活其它基因的蛋白质）的p53，科学家们是十分熟悉的。这些基因随后产生蛋白质，最终激活细胞内导致其死亡的信号级联。

但是，大约十年前，研究开始表明p53不仅仅是一种转录因子。事实上，它能够在胞浆中独立地激活凋亡，即使在没有细胞核的细胞中也是如此。2004年，Chipuk等人发表了一项研究成果，展示了p53是如何做到这一点的：胞浆中的p53可以直接激活BAX（p53通道中的一个关键角色）。

然而，直到最近，借助于核磁共振（NMR）技术，研究人员才得以显示这种蛋白质起作用的确切机制，这一发现可能会导致癌症新药的发现。

研究人员使用带有低温探头的布鲁克 Avance 核磁共振波谱仪和TopSpin™软件，在带放射性标记的p53片段中加入BAX，寻找化学位移扰动（CSP）。这揭示了p53中特定脯氨酸氨基酸共振的“卫星”峰。研究人员证实，这种氨基酸经历了顺反异构化，即从通常的反式状态转换为生物上不太常见的顺式状态。

然后，通过在带放射性标记的BAX中加入p53片段，能够显示p53的两个不同区域独立地与BAX结合。研究人员说，这很出乎意料，因为它不同于已知的BAX激活方式。

通过将p53片段滴定到带放射性标记的BAX上，研究小组能够观察到这种结合的动力学表现，从而得出结论，即脯氨酸的构象变化对于p53激活BAX至关重要。

研究人员还利用这些NMR数据建立了一个分子模型，以三维形式揭示了其精确机理。

研究人员指出，除了进一步加深我们对细胞凋亡和基础癌症生物学的理解外，这一发现可能会通过开发引发这种新发现的BAX依赖性凋亡的分子而导致新药物的发现。

参考文献：

• Bradley D. (2015) NMR reveals cancer clue: p53 activity. Available at: http://www.spectroscopynow.com/nmr/details/ezine/14f25d494fb/NMR-reveals-cancer-clue-p53-activity.html. Date accessed: 06 September 2015.
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• Chipuk JE, et al. Pharmacological activation of p53 elicits Bax-dependent apoptosis in the absence of transcription. Cancer Cell 2003; 4: 371-381.
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