2.2.1.Внутриклеточные рецепторы стероидных гормонов

важная группа индуцируемых генов - это гены индуцируемые под действием низкомолекулярных стероидных и тироидных гормонов, а также таких регуляторов развития и морфогенеза, как витамин D и ретиноевая кислота .

Эта регуляция появляется в процессе эволюции при переходе от одноклеточных к многоклеточным организмам. например у дрожжей нет соответствующих генов, а у нематоды их более 200. Это связано с процессами развития многоклеточных организмов.

Стероидные и тироидные гормоны, витамин D и ретиноевая кислота в силу своей гидрофобности легко проникают в ядро и связываются с рецепторами.

Рецепторы этих гормонов и регуляторов в своей структуре имеют похожий Zn-фингерный домен - C4 домен Последовательность Nys-X2 - Cys -X13 -Cys-X2 -Cys, в которой 4 остатка цистеина способны образовывать комплекс, давая структуру цинкового пальца. Эта укладка способна участвовать в связывании рецептора с ДНК.

В каждой молекуле рецептора стероидных гормонов содержится по два таких домена. В связывании с ДНК участвует комплекс из двух молекул рецептора. Разные структуры глюкокортикоидного и эстрогенового рецепторов позволяют им связывать разные гормоны. Но при этом они очень близки: замещение всего двух определaнных аминокислот в глюкокортикоидном рецепторе меняет его специфичность, превращая в эстрогеновый.

Ядерные рецепторы

НК участки связывания стероидов, тиреоидов и ретиноидов

Все области узнавания стероидов, тиреоидов и ретиноидов состоят из повторений корового мотива, -AGG/TTCA- (или сходной последовательности), в различных конфигурациях по отношению как к ориентации, так и к расстоянию между двумя мотивами. рецепторы ретиноевой кислоты (RARs) содержат преимущественно мотивы, разделённые 5 парами оснований, тогда как тиреоидные рецепторы (TR) и рецепторы ретиноида X (RXRs) узнают преимущественно мотивы, разделённые 4-мя и 1 парой оснований, соответственно.

Прямые повторы - селективные области узнавания тиреоидных гормонов (TRE) , ретиноевой кислоты и рецепторов витамина D . При связывании лиганда межклеточные рецепторы ретиноевой кислоты, тиреоидов и стероидов действуют как димеризованные факторы транскрипции. Области узнавания тиреоидов (TRE) идентифицируются по наличию прямого повтора (но не палиндрома) половины участка. В отличие от палиндромных TRE, TRE с прямыми повторами не характерны для участков узнавания ретиноевой кислоты. Тандемные TRE могут быть превращены в область узнавания ретиноевой кислоты (RARE) путём увеличения промежутка между половинами участка на 1 нуклеотид, причём полученный в результате RARE не длиннее TRE. ген ADD1

К числу факторов класса ядерных рецепторов , регулирующих гены ЛМ , относятся также факторы RAR (retinoid acid receptors) и RXR (retinoid X receptors).

Лигандом для RXR служит 9-цис-ретиноевая кислота [ Tsai M.-J. et al., 1994, Mangelsdorf D.J. et al., 1995b , Leid M. et al., 1992 ].

Факторы RAR и RXR участвуют в регуляции транскрипции в виде гомо- и гетеродимеров.

Рецепторы ретиноевой кислоты -(RARs) - ядерные рецепторы, относящиеся к группе рецепторов стероидных и тиреоидных гормонов, семейству белков, функционирующих как лиганд-зависимыетранскрипционные факторы . У млекопитающих были идентифицированы несколько локусов, кодирующих изоформы RAR RAR-альфа , RAR-бета и RAR-гамма ; а также семейство ядерных рецепторов, известных как RXR (Retinoid X рецепторы) , отдаленно родственных RARs и реагирующих на высокие концентрации РК . Рецепторам RARs свойственны пространственно ограниченные паттерны распределения в процессе эмбриогенеза, что позволяет рассуждать о множестве функций РК в процессах развития. Подобно другим энхансер- связывающим белкам, ядерные рецепторы действуют как транскрипционные факторы путем связывания со специфическими узнающими последовательностями ДНК, расположенными upstream по отношению к соответствующим генам. Хотя RARs могут активировать экспрессию генов путем связывания с областями узнавания тиреоидных гормонов, гораздо более специфический и мощный участок узнавания РК (RARE) был идентифицирован в районе промотора RAR-бета гена . Этот RARE важен для индукции РК гена RAR-бета и, будучи связанным с гетерологичными промоторами, может активировать транскрипцию через все три RARs.

RXR - рецептор ретиноидов X

Такие соединения как 9-цис-ретиноевая кислота , нециклические терпеноиды (например, промышленный загрязняющий агент - метопрен или продукт распада хлорофилла - фитановая кислота ) специфически связывают и активируют рецепторы RXR (a, b, гамма). RXR может действовать в виде гомодимеров RXR /RXR или гетеродимеров с другими ядерными рецепторами. Известно, что разрушение гена RXRa приводит к дефектам морфогенеза плаценты, сердца, глаза и гибели эмбрионов. Разрушение гена RXRb сопровождается нарушениями сперматогенеза и преждевременным морфогенезом альвеол легких. Повреждение гена RXR-гамма приводит к нарушению функций гиппокампа , связанных с ориентацией в пространстве и памятью.

Рецепторы тироидного гормона локализуются в ядре и могут связывать специфические ДНК последовательности (TRE) вне зависимости от присутствия тироидного гормона. В отсутствие гормона связывание рецепторов с их элементами отклика на ДНК приводит к репрессии соответствующих генов. Эффект самого гормона, по-видимому, заключается в активации уже связанного рецептора с одновременным подавлением его репрессирующей функции.

В 1935 году был идентифицирован инфекционный агент, способный вызывать эритролейкемию у птиц . Позже оказалось, что это был ретровирус или точнее сказать группа ретровирусов несущих онкогены v-erbB и v-erbA . Оказалось, что первый из этих онкогенов имеет клеточный гомолог, протоонкоген c-erbB - рецептор эпидермального фактора роста EGF .

Этот онкоген может трансформировать эритроидные клетки самостоятельно. А вот что касаетсяv-erbB , то он сам не может вызывать опухоли ни эритроидных клеток, ни фибробластов. Но он может увеличивать трансформирующую активность v-erbA. Это происходит так: эритроидные клетки, трансформированные v-erbB, способны к дифференцировке, давая ретикулоциты и эритроциты. Эти дифференцированные клетки не пролиферируют и, следовательно, не являются опухолевыми. А добавление к v-erbB еще и v-erbA приводит к тому, что дифференцировка предотвращается, и клетки удерживаются в пролиферирующем состоянии. Клеточным гомологом v-erbA оказался ген c- erbA, который кодирует рецептор тироидного гормона [Privalsky ea 1992 ].