Proliferierendes Zellkernantigen - Proliferating cell nuclear antigen

PCNA
Verfügbare Strukturen
PDB	Orthologsuche: PDBe RCSB
Liste der PDB-ID-Codes
	4D2G , 1AXC , 1U76 , 1U7B , 1UL1 , 1VYJ , 1VYM , 1W60 , 2ZVK , 2ZVL , 2ZVM , 3P87 , 3TBL , 3VKX , 3WGW , 4RJF , 3JA9 , 4ZTD , 5IY4 , 5E0U , 5E0T , 5E0V
Identifikatoren
Aliase	PCNA , ATLD2, proliferierendes Zellkernantigen
Externe IDs	OMIM : 176740 MGI : 97503 Homologen : 1945 GeneCards : PCNA
Genort ( Mensch )
Chr.	Chromosom 20 (Mensch)
Ende	5.126.626 bp
RNA - Expressionsmuster
	Weitere Referenzausdrucksdaten
Gen-Ontologie
Molekulare Funktion	• MutLalpha Komplexbindung ; • identische Proteinbindung ; • Enzymbindung ; • Rezeptortyrosinkinase Bindung ; • DNA - Bindungs ; • DNA - Polymerase - Bindungs ; • beschädigte DNA - Bindung ; • Dinukleotid Insertion oder Deletion Bindung ; • GO: 0001948 Proteinbindung ; • Chromatinbindung ; • Histon - Acetyltransferase Bindung ; • Östrogen - Rezeptor - Bindungs ; • Purin-spezifische Basenpaar-Mismatch-DNA-N-Glycosylase-Aktivität ; • DNA-Polymerase-Prozessivitätsfaktor-Aktivität;
Zelluläre Komponente	• Nucleus ; • replisome ; • Nukleoplasma ; • extrazellulärem exosome ; • DNA - Replikationsfaktor C - Komplex ; • Centrosom ; • PCNA Komplex ; • Kernreplikationsgabel ; • PCNA-p21 - Komplex ; • Replikationsgabel ; • Kernkörper ; • Chromatin;
Biologischer Prozess	• Replikationsgabelprozessierung ; • Transläsionssynthese ; • DNA-Replikation ; • Nukleotidexzisionsreparatur, DNA-Lückenfüllung ; • Proteinsumoylierung ; • Regulation der DNA-Replikation ; • Transkriptionsgekoppelte Nukleotidexzisionsreparatur ; • DNA-Schadensreaktion, Nachweis von DNA-Schäden ; • positive Regulation der Desoxyribonuklease-Aktivität ; • Nukleotidexzisionsreparatur, DNA-Inzision ; • fehlerfreie Transläsionssynthese ; • positive Regulation der DNA-Reparatur ; • Regulation der Transkription, die am G1/S-Übergang des mitotischen Zellzyklus beteiligt ist ; • positive Regulation der DNA-Replikation ; • Reaktion auf Lipide ; • Herzentwicklung ; • Mismatch-Reparatur ; • zelluläre Reaktion auf einen DNA-Schadensreiz ; • mitotischer Telomererhalt durch semikonservative Replikation ; • Epithelzelldifferenzierung ; • Reaktion auf Cadmiumionen ; • Zellpopulation ; • Telomererhalt ; • fehleranfällige Transläsionssynthese ; • zelluläre Reaktion auf UV ; • Östruszyklus ; • zelluläre Reaktion auf Wasserstoffperoxid ; • Reaktion auf Dexamethason ; • Nukleotid-Ex Cision Reparatur, DNA Einschnitt, 5'-Läsion ; • Leberregeneration ; • Antwort auf Östradiol ; • Reaktion auf oxidativen Stress ; • DNA - Reparatur ; • Reaktion auf L-Glutamat ; • DNA Schadensantwort, Signaltransduktion durch p53 Klasse Mediator führt Zellzyklusarretierung ; • DNA Ligation ; • Leitstrangverlängerung ; • Proteinubiquitinierung ; • Telomererhaltung durch semikonservative Replikation ; • GO:0022415 viraler Prozess;
	Quellen: Amigo / QuickGO
Orthologe
	5111
	18538
	ENSG00000132646
	ENSMUSG00000027342
	P12004
	P17918
	NM_182649 ; NM_002592
	NM_011045
	NP_002583 ; NP_872590
	NP_035175
	Wikidata
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Kryo-EM-Struktur des DNA-gebundenen prozessiven PolD-PCNA-Komplexes

Proliferating Cell Nuclear Antigen ( PCNA ) ist eine DNA-Klemme , die als Prozessivitätsfaktor für die DNA-Polymerase δ in eukaryontischen Zellen fungiert und für die Replikation essentiell ist. PCNA ist ein Homotrimer und erreicht seine Prozessivität durch Umschließen der DNA, wo es als Gerüst fungiert, um Proteine zu rekrutieren, die an der DNA-Replikation, DNA-Reparatur, Chromatin-Remodellierung und Epigenetik beteiligt sind .

Viele Proteine interagieren mit PCNA über die beiden bekannten PCNA-wechselwirkenden Motive PCNA-wechselwirkendes Peptid (PIP) Box und AlkB Homolog 2 PCNA-wechselwirkendes Motiv (APIM). Proteine, die über die PIP-Box an PCNA binden, sind hauptsächlich an der DNA-Replikation beteiligt, während Proteine, die über APIM an PCNA binden, hauptsächlich im Zusammenhang mit genotoxischem Stress wichtig sind.

Funktion

Das von diesem Gen kodierte Protein befindet sich im Zellkern und ist ein Cofaktor der DNA-Polymerase delta. Das kodierte Protein wirkt als Homotrimer und hilft, die Prozessivität der Leitstrangsynthese während der DNA-Replikation zu erhöhen. Als Reaktion auf DNA-Schäden wird dieses Protein ubiquitiniert und ist am RAD6-abhängigen DNA-Reparaturweg beteiligt. Für dieses Gen wurden zwei Transkriptvarianten gefunden, die das gleiche Protein kodieren. Pseudogene dieses Gens wurden auf Chromosom 4 und auf dem X-Chromosom beschrieben.

Expression im Zellkern während der DNA-Synthese

PCNA wurde ursprünglich als Antigen identifiziert , das in den Zellkernen während der DNA-Synthesephase des Zellzyklus exprimiert wird . Ein Teil des Proteins wurde sequenziert und diese Sequenz wurde verwendet, um die Isolierung eines cDNA- Klons zu ermöglichen. PCNA hilft, DNA-Polymerase- Delta ( Pol δ ) an DNA zu halten. PCNA wird durch die Wirkung des Replikationsfaktors C (RFC), der ein heteropentameres Mitglied der AAA+ -Klasse von ATPasen ist, an DNA geklemmt . Die Expression von PCNA steht unter der Kontrolle von E2F- Transkriptionsfaktor-enthaltenden Komplexen.

Rolle bei der DNA-Reparatur

Da DNA-Polymerase- Epsilon an der Resynthese von ausgeschnittenen beschädigten DNA-Strängen während der DNA-Reparatur beteiligt ist , ist PCNA sowohl für die DNA-Synthese als auch für die DNA-Reparatur wichtig.

PCNA ist auch am DNA-Schadenstoleranzweg beteiligt, der als Post-Replication-Repair (PRR) bekannt ist. Bei der PRR gibt es zwei Unterwege: (1) einen Transläsionsweg, der von spezialisierten DNA-Polymerasen durchgeführt wird, die in der Lage sind, beschädigte DNA-Basen in ihre aktiven Zentren einzubauen (im Gegensatz zur normalen replikativen Polymerase, die zum Stillstand kommt) und somit Umgehung des Schadens und (2) ein vorgeschlagener "Templat-Switch"-Weg, von dem angenommen wird, dass er eine Schadensumgehung durch Rekrutierung der homologen Rekombinationsmaschinerie beinhaltet. PCNA ist entscheidend für die Aktivierung dieser Wege und die Wahl, welcher Weg von der Zelle genutzt wird. PCNA wird posttranslational durch Ubiquitin modifiziert . Mono-Ubiquitin der Lysin-Nummer 164 auf PCNA aktiviert den Transläsions-Syntheseweg. Es wird angenommen, dass die Verlängerung dieses Mono-Ubiquitins durch eine nicht-kanonische Lysin-63-verknüpfte Poly-Ubiquitin-Kette auf PCNA den Template-Switch-Weg aktiviert. Darüber hinaus hemmt die Sumoylierung (durch einen kleinen Ubiquitin-ähnlichen Modifikator, SUMO) von PCNA-Lysin-164 (und in geringerem Maße Lysin-127) den Template-Switch-Weg. Dieser antagonistische Effekt tritt auf, weil sumoyliertes PCNA eine DNA-Helikase namens Srs2 rekrutiert, die eine Rolle bei der Zerstörung von Rad51- Nukleoproteinfilamenten spielt, die für die Initiation der homologen Rekombination grundlegend sind.

PCNA-bindende Proteine

PCNA interagiert mit vielen Proteinen.

Interaktionen

Es wurde gezeigt, dass PCNA interagiert mit:

Annexin A2 ,
CAF-1 ,
CDC25C ,
CHTF18 ,
Cyclin D1 ,
Cyclin O ,
Cyclin-abhängige Kinase 4 ,
Cyclin-abhängiger Kinase-Inhibitor 1C ,
DNMT1 ,
EP300 ,
Etablierung von Schwester-Chromatid-Kohäsion 2 ,
Lappenstrukturspezifische Endonuklease 1 ,
GADD45A ,
GADD45G ,
HDAC1 ,
HUS1 ,
ING1 ,
KCTD13 ,
KIAA0101 ,
Ku70 ,
Ku80 ,
MCL1 ,
MSH3 ,
MSH6 ,
MUTYH ,
P21 ,
POLD2 ,
POLD3 ,
POLDIP2 ,
POLH ,
UMFRAGE ,
RFC1 ,
RFC2 ,
RFC3 ,
RFC4 ,
RFC5 ,
Ubiquitin C
Werner-Syndrom ATP-abhängige Helikase ,
XRCC1 und
Y-Box-Bindungsprotein 1 .

Proteine, die über APIM mit PCNA interagieren, umfassen das menschliche AlkB-Homolog 2, TFIIS-L, TFII-I, Rad51B, XPA, ZRANB3 und FBH1.

Verwendet

Antikörper gegen proliferierendes Zellkernantigen (PCNA) oder monoklonaler Antikörper, genannt Ki-67, können zur Einstufung verschiedener Neoplasmen , zB Astrozytome, verwendet werden . Sie können von diagnostischem und prognostischem Wert sein. Die Bildgebung der Kernverteilung von PCNA (über Antikörpermarkierung) kann verwendet werden, um zwischen der frühen, mittleren und späten S-Phase des Zellzyklus zu unterscheiden. Eine wichtige Einschränkung von Antikörpern besteht jedoch darin, dass Zellen fixiert werden müssen, was zu möglichen Artefakten führt.

Andererseits kann die Untersuchung der Dynamik der Replikation und Reparatur in lebenden Zellen durch Einführung translationaler Fusionen von PCNA durchgeführt werden. Um die Notwendigkeit einer Transfektion zu eliminieren und das Problem schwer zu transfizierender und/oder kurzlebiger Zellen zu umgehen, können zelldurchlässige Replikations- und/oder Reparaturmarker verwendet werden. Diese Peptide bieten den deutlichen Vorteil, dass sie in situ in lebendem Gewebe verwendet werden können und sogar Zellen, die eine Replikation durchlaufen, von Zellen, die einer Reparatur unterzogen werden, unterscheiden können.

PCNA ist ein potenzielles therapeutisches Ziel in der Krebstherapie.

Siehe auch

Ki-67 – zellulärer Marker für die Proliferation
Transkription

Verweise

Weiterlesen

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Externe Links

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Übersicht aller in der PDB verfügbaren Strukturinformationen für UniProt : P12004 (Proliferating cell Nuclear Antigen) bei der PDBe-KB .

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