P53蛋白N一端為酸性區(qū)1~80位氨基酸殘基,C-端為堿性區(qū)319~393位氨基酸殘 基,正常的P53蛋白在細(xì)胞中易水解,半衰期為20分鐘,突變性P53蛋白半衰期為1.4~ 7小時不等,P53蛋白N端有一個與轉(zhuǎn)錄因子相似的酸性結(jié)構(gòu)域,與GAL4的DNA結(jié)合區(qū)重 組時,融合蛋白能激活GAL4操縱子轉(zhuǎn)錄,激活功能定位在P53第20~40位密碼子,P53 細(xì)胞定位及反式激活功能提示,P53蛋白可能直接或通過與其他蛋白作用參與轉(zhuǎn)錄控 制.
P53蛋白的DNA結(jié)合作用及反式激活作用還提示其參與細(xì)胞生長調(diào)控.通過流式細(xì) 胞儀測定單個細(xì)胞的細(xì)胞周期中P53的表達(dá),發(fā)現(xiàn)激活的淋巴細(xì)胞比未激活者有較多 的P53表達(dá),而且隨細(xì)胞從G1至S期再到G2,M期而增加,提示P53表達(dá)與細(xì)胞生長的相 關(guān)性比進(jìn)入細(xì)胞周期或周期中特定時刻為高.以編碼反義P53RNA的質(zhì)粒轉(zhuǎn)染非轉(zhuǎn)化細(xì) 胞導(dǎo)致細(xì)胞生長完全停止,P53抗體注入將進(jìn)入生長周期的靜止細(xì)胞.可抑制細(xì)胞入S 期,提示P53可能為Go/G1-S轉(zhuǎn)換所必需,但P53抗體對細(xì)胞從分裂至S期無作用,G1期 細(xì)胞有抑制作用的二丁酸鈉也抑制P53合成,這些結(jié)果提示P53對細(xì)胞生長調(diào)控作用至 少表現(xiàn)在從G0-G1,或G1-S,但其作用機(jī)理尚未弄清楚.目前認(rèn)為,P53蛋白可通過調(diào) 控Cipt基因表達(dá)而調(diào)控細(xì)胞生長,即P53蛋白可刺激Cipt基因產(chǎn)生分子量為21KD的蛋 白,這種蛋白能夠有效抑制某些促使細(xì)胞通過細(xì)胞周期進(jìn)入有絲分裂的酶活性,從而 抑制細(xì)胞生長,此外,P53的抑制作用還伴隨細(xì)胞生長核抗原株表達(dá)的降低.細(xì)胞生 長、核抗原參與細(xì)胞DNA復(fù)制.因此,P53可能通過抑制與DNA復(fù)制相關(guān)的細(xì)胞基因或基 因產(chǎn)物而發(fā)揮作用。
在細(xì)胞周期中,P53 的調(diào)節(jié)功能主要體現(xiàn)在G1和G2/M 期校正點的監(jiān)測,與轉(zhuǎn)錄激活作用密切相關(guān)。P53下游基因P21編碼蛋白是一個依賴Cyclin的蛋白激酶抑制劑,一方面P21 可與一系列Cyclin-cdk 復(fù)合物結(jié)合,抑制相應(yīng)的蛋白激酶活性,導(dǎo)致Cyclin-cdk無法磷酸化Rb ,非磷酸化狀態(tài)的Rb保持與E2F的結(jié)合,使E2F這一轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子不能活化,引起G1期阻滯;另外P53的另外3個下游基因Cyclin B1,CADD45 和14-3-3σ 則參與G2/M期阻滯。 P53 下調(diào)Cyclin B1表達(dá),細(xì)胞則不能進(jìn)入M期CADD45通過抑制Cyclin B1-cdk2復(fù)合物的活性發(fā)揮作用,14-3-3σ與cdc25c結(jié)合,干擾Cyclin B1-cdk2復(fù)合物發(fā)揮轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)作用。
對p53促進(jìn)細(xì)胞凋亡的功能研究進(jìn)行得比較深入。通過bax/bcl2, Fas/Apol,IGF-BP3 等蛋白,p53可完成對細(xì)胞凋亡的調(diào)控作用。Bcl-2 可阻止凋亡形成因子如細(xì)胞色素C等從線粒體釋放出來,具有抗凋亡作用,而Bax可與線粒體上的電壓依賴性離子通道相互作用,介導(dǎo)細(xì)胞色素c 的釋放,具有凋亡作用,p53可以上調(diào)Bax的表達(dá)水平,以及下調(diào)Bcl-2的表達(dá)共同完成促進(jìn)細(xì)胞凋亡作用。P53還可通過死亡信號受體蛋白途徑誘導(dǎo)凋亡,TNF 受體和Fas蛋白。有學(xué)者認(rèn)P53 還可直接刺激線粒體釋放高毒性的氧自由基來引發(fā)凋亡。
DNA受損后,由于錯配修復(fù)的累積,導(dǎo)致基因組不穩(wěn)定,遺傳信息發(fā)生改變。P53可參與DNA的修復(fù)過程,其DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域本身具有核酸內(nèi)切酶的活性,可切除錯配核苷酸,結(jié)合并調(diào)節(jié)核苷酸內(nèi)切修復(fù)因子XPB 和XPD的活性,影響其DNA重組和修復(fù)功能。P53還可通過與P21 和GADD45形成復(fù)合物,利用自身的3’-5’核酸外切酶活性,在DNA修復(fù)中發(fā)揮作用。
腫瘤生長到一定程度后,可以通過自分泌途徑形成促血管生成因子,刺激營養(yǎng)血管在瘤體實質(zhì)內(nèi)增生。P53蛋白能刺激抑制血管生成基因Smad4 等表達(dá),抑制腫瘤血管形成。在腫瘤進(jìn)展階段,P53基因突變導(dǎo)致新生血管生成,有利于腫瘤的快速生長,常是腫瘤進(jìn)入晚期的表現(xiàn)。