Чекпойнт-киназы Chk1 и Chk2

Чекпойнт-киназы Chk1 и Chk2 - это серин/треонин-киназы, негомологичные по структуре, но сходные по функциям и субстратам фосфорилирования. Возможно, чекпойнт-киназы, являются опухолевыми супрессорами. В биопсиях мелкоклеточного рака легкого находят мутантную форму Chk2 и минорную изоформу Chk1.

При возникновении повреждений ДНК датчики ATM и ATR фосфорилируют Chk2, в результате чего происходит ее активация. Активированная Chk2, в свою очередь, фосфорилирует различные мишени, среди которых опухолевые супрессоры p53 и BRCA1, а также фосфатаза Cdc25С, играющая важную роль в регуляции G2-чекпойнта.

Так, Chk2 фосфорилирует p53 по Ser-15, " защищая" от атаки Mdm2. У клеток, мутантных по двум аллелям CHK2, нарушены p53-зависимые процессы, такие, как остановка в G1 и апоптоз. Известны случаи синдрома Ли-Фраумени, вызванного мутациями в гене Сhk2, а не p53.

Chk2 колокализована в ядре с опухолевым супрессором BRCA1. Ионизирующее излучение активирует Сhk2, которая, в свою очередь, фосфорилирует BRCA1. При этом BRCA1 также активируется, что сопровождается его выходом из очагов локализации.

Chk2 ингибирует фосфатазу Cdc25С. Видимо, в связи с этим клетки CHK2-/- не способны поддерживать остановку клеточного цикла в G2 (G2-arrest), хотя инициация G2-чекпойнта у них не нарушена.

В отличие от Chk2, активность чекпойнт-киназы 1 не увеличивается в ответ на повреждения ДНК. Тем не менее, показано, что при ДНК-повреждающих воздействиях Chk1 фосфорилируется датчиками ATR и, возможно, ATM. Каким именно образом фосфорилирование Chk1 влияет на ее активность, до конца не выяснено. Предполагается, что в фосфорилированной форме Chk1 легче связывается со своими мишенями.

Функции Сhk1 изучены в меньшей степени, чем Chk2, поскольку мутации CHK1-/- летальны. Мыши, нокаутированные по двум аллелям CHK1, умирают в раннем эмбриогенезе из-за p53-независимого апоптоза эмбриональных стволовых клеток. Тем не менее, удалось показать, что клетки CHK1-/- не способны к остановке клеточного цикла в G2.

Имеются данные, что Сhk1 фосфорилирует p53 in vitro. Однако имеет ли место этот процесс in vivo, пока неизвестно. In vivo выявлено, что p53 при участии опухолевых супрессоров p21waf1 и pRb способен действовать как ингибитор Chk1. Возможно, Chk1 и p53 регулируются реципрокно.

Основной механизм действия Chk1 на клеточный цикл - инактивация фосфатаз Cdc25 A и C.

Chk1-зависимый распад Cdc25A лежит в основе p53-независимой остановки в G1. Роль Chk1 в системе G2-чекпойнта активно изучается. Имеются данные, что Chk1 не только инактивирует Cdc25С, но также активирует Wee1. Таким образом, возможно, Chk1 осуществляет " двойной удар" по комплексу циклин B-Сdk1, задерживая клетки в G2.