MSH6 ili mutS homolog 6 jest gen koji se kod ljudi nalazi na hromosomu 2. To je gen koji kodira protein Msh6 za popravak neusklađenosti DNK u pupajućem kvascu Saccharomyces cerevisiae. To je homolog ljudskog "G/T vezujućeg proteina" (GTBP) koji se također naziva p160 ili hMSH6 (ljudski MSH6). Protein MSH6 je član mutatora S (MutS), porodice proteina koji su uključeni u popravku oštećenja DNK.
Kratke činjenice Dostupne strukture, PDB ...
Zatvori
Defekti u hMSH6 su povezani sa atipskim nasljednim nepolipoznim kolorektumskim karcinomom koji ne ispunjava Amsterdamske kriterije za HNPCC. Mutacije hMSH6 su takođe povezane sa karcinomom endometrija i razvojem karcinoma endometrijuma.
MSH6 je prvi put identificiran u kvascu S. cerevisiae zbog svoje homologije sa MSH2. Identifikacija ljudsog gena GTBP i naknadna dostupnost aminokiselinske sekvence pokazala je da su MSH6 kvasca i ljudski GTBP više povezani jedni s drugima nego bilo koji drugi MutS homolog, sa 26,6% aminokiselinskog identiteta.[5] Tako je GTBP dobio ime ljudski MSH6 ili hMSH6.
Dužina polipeptidnog lanca je 1.360 aminokiselina, a molkekulska iežina 152.786 Da.[6]
10 | | 20 | | 30 | | 40 | | 50 |
MSRQSTLYSF | | FPKSPALSDA | | NKASARASRE | | GGRAAAAPGA | | SPSPGGDAAW |
SEAGPGPRPL | | ARSASPPKAK | | NLNGGLRRSV | | APAAPTSCDF | | SPGDLVWAKM |
EGYPWWPCLV | | YNHPFDGTFI | | REKGKSVRVH | | VQFFDDSPTR | | GWVSKRLLKP |
YTGSKSKEAQ | | KGGHFYSAKP | | EILRAMQRAD | | EALNKDKIKR | | LELAVCDEPS |
EPEEEEEMEV | | GTTYVTDKSE | | EDNEIESEEE | | VQPKTQGSRR | | SSRQIKKRRV |
ISDSESDIGG | | SDVEFKPDTK | | EEGSSDEISS | | GVGDSESEGL | | NSPVKVARKR |
KRMVTGNGSL | | KRKSSRKETP | | SATKQATSIS | | SETKNTLRAF | | SAPQNSESQA |
HVSGGGDDSS | | RPTVWYHETL | | EWLKEEKRRD | | EHRRRPDHPD | | FDASTLYVPE |
DFLNSCTPGM | | RKWWQIKSQN | | FDLVICYKVG | | KFYELYHMDA | | LIGVSELGLV |
FMKGNWAHSG | | FPEIAFGRYS | | DSLVQKGYKV | | ARVEQTETPE | | MMEARCRKMA |
HISKYDRVVR | | REICRIITKG | | TQTYSVLEGD | | PSENYSKYLL | | SLKEKEEDSS |
GHTRAYGVCF | | VDTSLGKFFI | | GQFSDDRHCS | | RFRTLVAHYP | | PVQVLFEKGN |
LSKETKTILK | | SSLSCSLQEG | | LIPGSQFWDA | | SKTLRTLLEE | | EYFREKLSDG |
IGVMLPQVLK | | GMTSESDSIG | | LTPGEKSELA | | LSALGGCVFY | | LKKCLIDQEL |
LSMANFEEYI | | PLDSDTVSTT | | RSGAIFTKAY | | QRMVLDAVTL | | NNLEIFLNGT |
NGSTEGTLLE | | RVDTCHTPFG | | KRLLKQWLCA | | PLCNHYAIND | | RLDAIEDLMV |
VPDKISEVVE | | LLKKLPDLER | | LLSKIHNVGS | | PLKSQNHPDS | | RAIMYEETTY |
SKKKIIDFLS | | ALEGFKVMCK | | IIGIMEEVAD | | GFKSKILKQV | | ISLQTKNPEG |
RFPDLTVELN | | RWDTAFDHEK | | ARKTGLITPK | | AGFDSDYDQA | | LADIRENEQS |
LLEYLEKQRN | | RIGCRTIVYW | | GIGRNRYQLE | | IPENFTTRNL | | PEEYELKSTK |
KGCKRYWTKT | | IEKKLANLIN | | AEERRDVSLK | | DCMRRLFYNF | | DKNYKDWQSA |
VECIAVLDVL | | LCLANYSRGG | | DGPMCRPVIL | | LPEDTPPFLE | | LKGSRHPCIT |
KTFFGDDFIP | | NDILIGCEEE | | EQENGKAYCV | | LVTGPNMGGK | | STLMRQAGLL |
AVMAQMGCYV | | PAEVCRLTPI | | DRVFTRLGAS | | DRIMSGESTF | | FVELSETASI |
LMHATAHSLV | | LVDELGRGTA | | TFDGTAIANA | | VVKELAETIK | | CRTLFSTHYH |
SLVEDYSQNV | | AVRLGHMACM | | VENECEDPSQ | | ETITFLYKFI | | KGACPKSYGF |
NAARLANLPE | | EVIQKGHRKA | | REFEKMNQSL | | RLFREVCLAS | | ERSTVDAEAV |
HKLLTLIKEL |
U ljudskom genomu, hMSH6 nalazi se na hromozomu 2. Sadrži strukturni motiv koji vezuje Walker-A/B adeninski nukleotid, što je najkonzerviranija sekvenca pronađena u svim MutS homolozima.[7] Kao i kod drugih MutS homologa, hMSH6 ima unutrašnju aktivnost ATPaze. Funkcionira isključivo kada je vezan za hMSH2 kao heterodimer, iako sam hMSH2 može funkcionirati kao homomultimer ili kao heterodimer s hMSH3.[8]
Značaj popravke neusklađenosti
Nepodudarnosti se obično javljaju kao rezultat grešaka u replikaciji DNK, genetičke rekombinacije ili drugih hemijskih i fizičkih faktora.[9] Prepoznavanje tih neusklađenosti i njihovo popravljanje izuzetno je važno za ćelije, jer neuspjeh u tome rezultira nestabilnošću mikrosatelita, povećanom stopom spontanih mutacija (fenotip mutatora) i osjetljivošću na HNPCC..[7][10]
hMSH6 se kombinuje sa hMSH2 i formira aktivni proteinski kompleks, hMutS alfa, koji se također naziva i hMSH2-hMSH6.
Prepoznavanje neusklađenosti
Prepoznavanje neusklađenosti putem ovog kompleksa regulirano je transformacijom ADP → ATP, što pruža dokaz da hMutS alfa kompleks funkcionira kao molekulni prekidač.[11] U normalnoj DNK, adenin (A) se vezuje za timin (T), a citozin (C) se vezuje za guanin (G). Ponekad će doći do neusklađenosti u kojoj će se T povezati sa G, što se naziva G/T neusklađenost. Kada se prepozna G/T neusklađenost, hMutS alfa kompleks se veže i razmjenjuje ADP za ATP.[10] Razmjena ADP → ATP uzrokuje konformacijsku promjenu za pretvaranje hMutS alfa u kliznu stezaljku koja može difundirati duž DNK kičme.[10] ATP inducira oslobađanje kompleksa iz DNK i omogućava hMutS alfa da se disocira duž DNK kao klizna stezaljka. Ova transformacija pomaže u pokretanju nizvodnih događaja za popravku oštećene DNK.[10]
Iako mutacije u hMSH2 uzrokuju jak opći fenotip mutatora, mutacije u hMSH6 uzrokuju samo skroman muttorski fenotip.[5] Na nivou gena, otkriveno je da mutacije uzrokuju prvenstveno mutacije supstitucije na jednoj bazi, što sugerira da uloga hMSH6 prvenstveno je za ispravljanje mutacija supstitucije jedne baze i u manjoj mjeri mutacija insercije/delecije jedne baze.[5]
Mutacije u genu hMSH6 uzrokuju da protein bude nefunkcionalan ili samo djelomično aktivan, čime se smanjuje njegova sposobnost popravljanja grešaka u DNK. Gubitak funkcije MSH6 rezultira nestabilnošću kod ponavljanja mononukleotida.[5] HNPCC je najčešće uzrokovan mutacijama u hMSH2 i hMLH1, ali mutacije u hMSH6 povezane su s atipskim oblikom HNPCC.[12] Čini se da je penetrantnost kolorektumskog karcinoma niža u ovim mutacijama, što znači da je nizak udio nositelja mutacije hMSH6 prisutan sa bolešću. Rak endometrija, s druge strane, čini se važnijom kliničkom manifestacijom za žene nositeljice mutacije. Početak raka endometrija, kao i raka debelog crijeva u porodicama sa hMSH6 mutacijama je oko 50 godina. Ovo je odgođeno u poređenju sa pojavom tumora povezanih s hMSH2 u dobi od 44 godine.[12]
Dvije mikroRNK, miR21 i miR-155, ciljaju gene hMSH6 i hMSH2 za popravak DNK neusklađenosti (MMR), da uzrokuju smanjenu ekspresiju njihovih proteina.[13][14] Ako je jedna ili druga od ove dvije mikroRNK pretjerano eksprimirana, proteini hMSH2 i hMSH6 su nedovoljno eksprimirani, što rezultira smanjenom popravkom neusklađenosti DNK i povećanom nestabilnošću mikrosatelita.
Jedna od ovih mikroRNK, miR21, regulirana je epigenetički metilacijskoh stanja CpG-ostrva u jednj ili drugoj od svoje dvije promotorske regije.[15] Hipometilacija njegovog promotorskog regionapovezana je se povećanom ekspresijom miRNK.[16] Visoka ekspresija mikroRNK izaziva represiju tih ciljnih gena (vidi mikroRNK utišavanje gena). U 66% do 90% oslučajeva raka debelog crijeva, miR-21 je nadeksprimiran,[13] a općenito mjereni nivoi hMSH2 opadaju (a hMSH6 je nestabilan bez hMSH2[14]).
Kada je miR-155 bio povišen, hMSH2 je bio nedovoljno eksprimiran u 44% do 67% istih tkiva (a hMSH6 je vjerovatno i nedovoljno eksprimiran, a također je nestabilan u odsustvu hMSH2).[14]
Fishel R, Kolodner RD (1995). "Identification of mismatch repair genes and their role in the development of cancer". Current Opinion in Genetics & Development. 5 (3): 382–95. doi:10.1016/0959-437X(95)80055-7. PMID 7549435. Friedberg EC, Walker GC, Siede W. (1995). DNA repair and mutagenesis. American Society for Microbiology, Washington DC.
Valeri N, Gasparini P, Braconi C, Paone A, Lovat F, Fabbri M, Sumani KM, Alder H, Amadori D, Patel T, Nuovo GJ, Fishel R, Croce CM (2010). "MicroRNA-21 induces resistance to 5-fluorouracil by down-regulating human DNA MutS homolog 2 (hMSH2)". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107 (49): 21098–103. Bibcode:2010PNAS..10721098V. doi:10.1073/pnas.1015541107. PMC 3000294. PMID 21078976. Valeri N, Gasparini P, Fabbri M, Braconi C, Veronese A, Lovat F, Adair B, Vannini I, Fanini F, Bottoni A, Costinean S, Sandhu SK, Nuovo GJ, Alder H, Gafa R, Calore F, Ferracin M, Lanza G, Volinia S, Negrini M, McIlhatton MA, Amadori D, Fishel R, Croce CM (2010). "Modulation of mismatch repair and genomic stability by miR-155". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107 (15): 6982–7. Bibcode:2010PNAS..107.6982V. doi:10.1073/pnas.1002472107. PMC 2872463. PMID 20351277. Aure MR, Leivonen SK, Fleischer T, Zhu Q, Overgaard J, Alsner J, Tramm T, Louhimo R, Alnæs GI, Perälä M, Busato F, Touleimat N, Tost J, Børresen-Dale AL, Hautaniemi S, Troyanskaya OG, Lingjærde OC, Sahlberg KK, Kristensen VN (2013). "Individual and combined effects of DNA methylation and copy number alterations on miRNA expression in breast tumors". Genome Biol. 14 (11): R126. doi:10.1186/gb-2013-14-11-r126. PMC 4053776. PMID 24257477. Bocker T, Barusevicius A, Snowden T, Rasio D, Guerrette S, Robbins D, Schmidt C, Burczak J, Croce CM, Copeland T, Kovatich AJ, Fishel R (Feb 1999). "hMSH5: a human MutS homologue that forms a novel heterodimer with hMSH4 and is expressed during spermatogenesis". Cancer Research. 59 (4): 816–22. PMID 10029069.
- Drummond JT, Li GM, Longley MJ, Modrich P (Jun 1995). "Isolation of an hMSH2-p160 heterodimer that restores DNA mismatch repair to tumor cells". Science. 268 (5219): 1909–12. Bibcode:1995Sci...268.1909D. doi:10.1126/science.7604264. PMID 7604264.
- Palombo F, Gallinari P, Iaccarino I, Lettieri T, Hughes M, D'Arrigo A, Truong O, Hsuan JJ, Jiricny J (Jun 1995). "GTBP, a 160-kilodalton protein essential for mismatch-binding activity in human cells". Science. 268 (5219): 1912–4. Bibcode:1995Sci...268.1912P. doi:10.1126/science.7604265. PMID 7604265.
- Papadopoulos N, Nicolaides NC, Liu B, Parsons R, Lengauer C, Palombo F, D'Arrigo A, Markowitz S, Willson JK, Kinzler KW (Jun 1995). "Mutations of GTBP in genetically unstable cells". Science. 268 (5219): 1915–7. Bibcode:1995Sci...268.1915P. doi:10.1126/science.7604266. PMID 7604266.
- Risinger JI, Umar A, Boyd J, Berchuck A, Kunkel TA, Barrett JC (Sep 1996). "Mutation of MSH3 in endometrial cancer and evidence for its functional role in heteroduplex repair". Nature Genetics. 14 (1): 102–5. doi:10.1038/ng0996-102. PMID 8782829. S2CID 25456490.
- Nicolaides NC, Palombo F, Kinzler KW, Vogelstein B, Jiricny J (Feb 1996). "Molecular cloning of the N-terminus of GTBP". Genomics. 31 (3): 395–7. doi:10.1006/geno.1996.0067. PMID 8838326.
- Acharya S, Wilson T, Gradia S, Kane MF, Guerrette S, Marsischky GT, Kolodner R, Fishel R (Nov 1996). "hMSH2 forms specific mispair-binding complexes with hMSH3 and hMSH6". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 93 (24): 13629–34. Bibcode:1996PNAS...9313629A. doi:10.1073/pnas.93.24.13629. PMC 19374. PMID 8942985.
- Miyaki M, Konishi M, Tanaka K, Kikuchi-Yanoshita R, Muraoka M, Yasuno M, Igari T, Koike M, Chiba M, Mori T (Nov 1997). "Germline mutation of MSH6 as the cause of hereditary nonpolyposis colorectal cancer". Nature Genetics. 17 (3): 271–2. doi:10.1038/ng1197-271. PMID 9354786. S2CID 22473295.
- Yin J, Kong D, Wang S, Zou TT, Souza RF, Smolinski KN, Lynch PM, Hamilton SR, Sugimura H, Powell SM, Young J, Abraham JM, Meltzer SJ (1998). "Mutation of hMSH3 and hMSH6 mismatch repair genes in genetically unstable human colorectal and gastric carcinomas". Human Mutation. 10 (6): 474–8. doi:10.1002/(SICI)1098-1004(1997)10:6<474::AID-HUMU9>3.0.CO;2-D. PMID 9401011.
- Gradia S, Acharya S, Fishel R (Dec 1997). "The human mismatch recognition complex hMSH2-hMSH6 functions as a novel molecular switch". Cell. 91 (7): 995–1005. doi:10.1016/S0092-8674(00)80490-0. PMID 9428522. S2CID 3551402.
- Shiwaku HO, Wakatsuki S, Mori Y, Fukushige S, Horii A (Oct 1997). "Alternative splicing of GTBP in normal human tissues". DNA Research. 4 (5): 359–62. doi:10.1093/dnares/4.5.359. PMID 9455487.
- Wei Q, Guan Y, Cheng L, Radinsky R, Bar-Eli M, Tsan R, Li L, Legerski RJ (1998). "Expression of five selected human mismatch repair genes simultaneously detected in normal and cancer cell lines by a nonradioactive multiplex reverse transcription-polymerase chain reaction". Pathobiology. 65 (6): 293–300. doi:10.1159/000164141. PMID 9491849.
- Guerrette S, Wilson T, Gradia S, Fishel R (Nov 1998). "Interactions of human hMSH2 with hMSH3 and hMSH2 with hMSH6: examination of mutations found in hereditary nonpolyposis colorectal cancer". Molecular and Cellular Biology. 18 (11): 6616–23. doi:10.1128/mcb.18.11.6616. PMC 109246. PMID 9774676.
- Wang Q, Lasset C, Desseigne F, Saurin JC, Maugard C, Navarro C, Ruano E, Descos L, Trillet-Lenoir V, Bosset JF, Puisieux A (1999). "Prevalence of germline mutations of hMLH1, hMSH2, hPMS1, hPMS2, and hMSH6 genes in 75 French kindreds with nonpolyposis colorectal cancer". Human Genetics. 105 (1–2): 79–85. doi:10.1007/s004390051067. PMID 10480359.
- Wijnen J, de Leeuw W, Vasen H, van der Klift H, Møller P, Stormorken A, Meijers-Heijboer H, Lindhout D, Menko F, Vossen S, Möslein G, Tops C, Bröcker-Vriends A, Wu Y, Hofstra R, Sijmons R, Cornelisse C, Morreau H, Fodde R (Oct 1999). "Familial endometrial cancer in female carriers of MSH6 germline mutations". Nature Genetics. 23 (2): 142–4. doi:10.1038/13773. PMID 10508506. S2CID 30251596.
- Wu Y, Berends MJ, Mensink RG, Kempinga C, Sijmons RH, van Der Zee AG, Hollema H, Kleibeuker JH, Buys CH, Hofstra RM (Nov 1999). "Association of hereditary nonpolyposis colorectal cancer-related tumors displaying low microsatellite instability with MSH6 germline mutations". American Journal of Human Genetics. 65 (5): 1291–8. doi:10.1086/302612. PMC 1288281. PMID 10521294.
- Kolodner RD, Tytell JD, Schmeits JL, Kane MF, Gupta RD, Weger J, Wahlberg S, Fox EA, Peel D, Ziogas A, Garber JE, Syngal S, Anton-Culver H, Li FP (Oct 1999). "Germ-line msh6 mutations in colorectal cancer families". Cancer Research. 59 (20): 5068–74. PMID 10537275.
- Wang Y, Cortez D, Yazdi P, Neff N, Elledge SJ, Qin J (Apr 2000). "BASC, a super complex of BRCA1-associated proteins involved in the recognition and repair of aberrant DNA structures". Genes & Development. 14 (8): 927–39. doi:10.1101/gad.14.8.927 (neaktivno 31. 10. 2021). PMC 316544. PMID 10783165.CS1 održavanje: DOI nije aktivan od 2021 (link)
- Ceccotti S, Ciotta C, Fronza G, Dogliotti E, Bignami M (Jul 2000). "Multiple mutations and frameshifts are the hallmark of defective hPMS2 in pZ189-transfected human tumor cells". Nucleic Acids Research. 28 (13): 2577–84. doi:10.1093/nar/28.13.2577. PMC 102707. PMID 10871409.
- Christmann M, Kaina B (Nov 2000). "Nuclear translocation of mismatch repair proteins MSH2 and MSH6 as a response of cells to alkylating agents". The Journal of Biological Chemistry. 275 (46): 36256–62. doi:10.1074/jbc.M005377200. PMID 10954713.
- Clark AB, Valle F, Drotschmann K, Gary RK, Kunkel TA (Nov 2000). "Functional interaction of proliferating cell nuclear antigen with MSH2-MSH6 and MSH2-MSH3 complexes". The Journal of Biological Chemistry. 275 (47): 36498–501. doi:10.1074/jbc.C000513200. PMID 11005803.