綠茶,在中國,乃至全世界都是一種廣受歡迎的飲料。已有諸多研究發(fā)現(xiàn),它對各種癌癥具有一定的抑制作用,包括乳腺癌、肺癌、前列腺癌和結(jié)腸癌。綠茶對腫瘤的化學(xué)預(yù)防作用主要歸因于多酚類化合物,其中表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)最為重要。EGCG占綠茶兒茶素的50-80%。一杯(240毫升)綠茶中含有200-300毫克的EGCG。EGCG的抗癌作用已在流行病學(xué)、細(xì)胞培養(yǎng)、動物研究和臨床試驗中得到證實。而在EGCG誘導(dǎo)的抗腫瘤特性中,p53發(fā)揮了重要作用。p53通常被稱為“基因守護(hù)者”,是一種重要的腫瘤抑制因子。已知在超過50%的人類癌癥中都發(fā)現(xiàn)了p53突變。然而,關(guān)于EGCG如何與p53相互作用的分子機(jī)制尚不清楚。
北京時間2月13日,發(fā)表在《Nature Communications》上的一項最新研究中,來自美國倫斯勒理工學(xué)院生物科學(xué)系王春雨教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了p53和EGCG之間存在一種前所未知的直接相互作用,并解釋了EGCG如何增強(qiáng)p53的抗癌活性,從而為開發(fā)抗癌藥物指明了新靶點。
王春雨是利用核磁共振波譜研究阿爾茨海默癥和癌癥具體機(jī)制的專家,他將p53描述為人類癌癥中最重要的蛋白質(zhì)。
p53有幾個眾所周知的抗癌功能,包括阻止細(xì)胞生長以允許DNA修復(fù)、激活DNA修復(fù),以及在DNA損傷無法修復(fù)時啟動稱為凋亡的程序性細(xì)胞死亡。p53的一端被稱為N末端結(jié)構(gòu)域(NTD)。NTD是一種無序蛋白質(zhì),與許多蛋白質(zhì)相互作用,作為細(xì)胞信號傳導(dǎo)的樞紐。因此,它可能發(fā)揮多種功能。
已有研究發(fā)現(xiàn),EGCG和p53之間的相互作用防止了蛋白質(zhì)的降解。在通常情況下,當(dāng)p53在體內(nèi)產(chǎn)生后,在NTD與一種稱為MDM2的蛋白質(zhì)結(jié)合時,會介導(dǎo)p53的泛素化和降解。MDM2已被發(fā)現(xiàn)在多種腫瘤中突變與擴(kuò)增,其擴(kuò)增與腫瘤轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。MDM2獨立于泛素化,而且它通過阻止一般轉(zhuǎn)錄因子與NTD結(jié)合來抑制轉(zhuǎn)錄。EGCG對人癌細(xì)胞的凋亡作用與其干擾MDM2介導(dǎo)的p53泛素化有關(guān)。在最近一項研究中,從2295種植物化學(xué)物質(zhì)庫中鑒定出EGCG是p53-MDM2相互作用的抑制劑。
在這項新研究中,研究人員通過使用表面等離子共振(SPR)和STD-NMR測定,確定了p53的NTD為主要的EGCG結(jié)合位點,與MDM2結(jié)合位點重合。EGCG通過與NTD的結(jié)合,破壞了p53-MDM2的相互作用,并抑制了由MDM2介導(dǎo)的p53的泛素化,MDM2是p53的主要降解途徑。這些結(jié)果為EGCG誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡的機(jī)制以及EGCG在癌癥預(yù)防和潛在療效方面提供了更多細(xì)節(jié)。
王春雨說:“EGCG和MDM2都結(jié)合在p53的N末端結(jié)構(gòu)域的同一位置,因此EGCG與MDM2互為競爭關(guān)系。當(dāng)EGCG與p53結(jié)合時,該蛋白質(zhì)不會通過MDM2降解,因此p53的水平會隨著與EGCG的直接相互作用而增加,這意味著更多的p53具有抗癌功能。這是非常重要的相互作用。 ”
論文鏈接:
https://www.nature.com/articles/s41467-021-21258-5