Estructura cristalina de MSH2: heterodímero de MSH3 en complejo con ADN ( PDB : 3THX ). MSH2 y MSH3 se unen para formar MutSβ. Esta estructura cristalina muestra MutSβ unido al ADN que contiene un bucle de inserción de tres nucleótidos desapareados.
• cellular response to DNA damage stimulus • maintenance of DNA repeat elements • positive regulation of helicase activity • negative regulation of DNA recombination • mismatch repair • DNA repair • somatic recombination of immunoglobulin gene segments • meiotic mismatch repair • removal of nonhomologous ends • mitotic recombination • reciprocal meiotic recombination • replication fork arrest
Sources:Amigo / QuickGO
Ortólogos
Especies
Humano
Ratón
Entrez
4437
17686
Ensembl
ENSG00000113318
ENSMUSG00000014850
UniProt
P20585
P13705
RefSeq (ARNm)
NM_002439
NM_010829 NM_001311120
RefSeq (proteína)
NP_002430
NP_001298049 NP_034959
Ubicación (UCSC)
Crónicas 5: 80,65 - 80,88 Mb
Crónicas 13: 92,21 - 92,36 Mb
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La proteína de reparación de errores de emparejamiento del ADN , MutS Homolog 3 (MSH3) es un homólogo humano de la proteína de reparación de errores de emparejamiento bacteriano MutS que participa en el sistema de reparación de errores de emparejamiento (MMR). MSH3 forma típicamente el heterodímero MutSβ con MSH2 para corregir bucles de inserción / deleción largos y pares erróneos de base-base en microsatélites durante la síntesis de ADN. La capacidad deficiente para MMR se encuentra en aproximadamente el 15% de los cánceres colorrectales , y las mutaciones somáticas en el gen MSH3 se pueden encontrar en casi el 50% de los cánceres colorrectales deficientes en MMR. [5]
Gen y expresión
En los seres humanos, el gen que codifica MSH3 se encuentra en el cromosoma 5 en la ubicación 5q11-q12 corriente arriba del gen de la dihidrofolato reductasa (DHFR). [6] [7] MSH3 está codificada por 222,341 pares de bases y crea una proteína que consta de 1137 aminoácidos. [8]
La MSH3 se expresa típicamente a niveles bajos en varias líneas celulares transformadas, incluidas HeLa , K562 , HL-60 y CEM, así como en una amplia gama de tejidos normales, incluidos bazo, timo, próstata, testículos, ovario, intestino delgado, colon, leucocitos de sangre periférica, corazón, cerebro, placenta, pulmón, hígado, músculo esquelético, riñón y páncreas. Aunque los niveles de expresión de MSH3 varían ligeramente de un tejido a otro, su expresión generalizada de bajo nivel indica que es un gen "doméstico" comúnmente expresado en todas las células. [7]
La sobreexpresión de MSH3 disminuyó la capacidad de MMR. Cuando se sobreexpresa MSH3, se producen cambios drásticos en los niveles relativos de formación de MutSβ a expensas de MutSα. MutSα es responsable de pares erróneos de base-base y bucles cortos de inserción / deleción, mientras que MutSβ repara bucles largos de inserción / deleción en el ADN. Un cambio drástico en los niveles relativos de estos complejos proteicos puede conducir a una disminución de la capacidad de MMR. En el caso de la sobreexpresión de MSH3, MSH2 se heterodimeriza preferentemente con MSH3, lo que conduce a niveles elevados de MutSβ y degradación de la proteína MSH6 sin pareja que normalmente forma complejos con MSH2 para formar MutSα. [9]
Interacciones
Se ha demostrado que MSH3 interactúa con MSH2, PCNA y BRCA1 . Estas interacciones forman complejos de proteínas que normalmente participan en la supresión de tumores y las actividades de reparación del ADN.
La interacción principal de MSH3 implica la formación del complejo MutSβ con MSH2. MutSβ se forma como un heterodímero de MSH2 y MSH3 con dos regiones de interacción primarias: una región amino-terminal y una región carboxi-terminal . [10] La región N-terminal de MSH3 (aminoácidos 126-250) contacta con la región N-terminal de MSH2 aa 378-625. Las regiones C-terminal se conectan en aa 1050-1128 de MSH3 y aa 875-934 de MSH2. Las regiones de unión en MSH2 son idénticas cuando se unen a MSH3 o MSH6. [10] Las regiones de unión de nucleótidos de adenina en MSH3 y MSH2 no están contenidas en ninguna de las regiones de interacción involucradas en la dimerización, lo que permite que MutSβ se una al ADN y realice la MMR.
Imagen externa
MutSβ Sitios de unión para MSH3 y MSH2 Modelo de la interacción consenso de hMSH2 con hMSH3 o hMSH6. Las regiones de interacción de hMSH2 con hMSH3 y de hMSH2 con hMSH6 se muestran en gris y están conectadas con líneas que ilustran la especificidad de cada región para su pareja de emparejamiento. Las regiones de unión de nucleótidos se muestran como cajas negras. La ubicación de las mutaciones de HNPCC probadas en estos estudios se ilustra como diamantes negros. [10] La región N-terminal de MSH3 (aminoácidos 126-250) contacta con la región N-terminal de MSH2 aa 378-625. Las regiones C-terminal se conectan en aa 1050-1128 de MSH3 y aa 875-934 de MSH2. Las regiones de unión en MSH2 son idénticas cuando se unen a MSH3 o MSH6. [10]
El antígeno nuclear de células en proliferación (PCNA) es una proteína involucrada en la MMR posterior a la replicación. Se ha demostrado que el PCNA se une al heterodímero MutSβ a través de un motivo de unión en el dominio N-terminal de MSH3. A continuación, el PCNA unido localiza el complejo MutSβ en los focos de replicación, lo que indica que el PCNA ayuda a iniciar la reparación guiando MutSβ y otras proteínas reparadoras hacia los extremos libres en el ADN recientemente replicado. [11]
Función
La función principal de MSH3 es mantener la estabilidad del genoma y realizar la supresión tumoral formando el heterodímero MutSβ para corregir bucles de inserción / deleción largos y pares erróneos de base-base. En el caso de bucles largos de inserción / deleción, el ADN se dobla severamente y los pares de bases posteriores pueden desemparejarse y exponerse. MutSβ reconoce bucles de inserción / deleción de 1-15 nucleótidos; la unión a los bucles de inserción / deleción se logra insertando el dominio de unión a errores de emparejamiento de MSH3 y parte del dominio de unión a errores de emparejamiento de MSH2 en el surco formado por el doblez extremo en el ADN formado por el bucle de inserción / deleción. [12]
Imagen externa
Reconocimiento de IDL por MutSβ . (a) Una comparación detallada de MSH3: interacción IDL y Taq MutS con una única base no apareada (ΔT). (b) Dominios de unión al ADN y ADN en Loop4. Los dominios I y IV de MSH2 se muestran en verde y amarillo, y los dominios MBD y clamp de MSH3 en azul y naranja. (c) Diagrama de las interacciones proteína-ADN utilizando el mismo esquema de color que en (b). (d) Modelo de llenado de espacio de cuatro IDL y su interacción con el dominio I de MSH2 (verde) y MBD de MSH3 (azul). Los pares de bases que rodean el IDL se muestran en rosa claro (corriente arriba) y oscuro (corriente abajo). Para Loop2 y Loop4, también se muestra una vista posterior del surco menor. [12]
Papel en el cáncer
El papel más importante de MSH3 en el cáncer es la supresión de tumores mediante la reparación de mutaciones somáticas en el ADN que se producen como resultado de pares erróneos base-base y bucles de inserción / deleción. Tanto la pérdida de expresión como la sobreexpresión de MSH3 pueden provocar efectos cancerígenos .
La sobreexpresión de MSH3 puede conducir a cambios drásticos en los niveles e relativos de MutSα y MutSβ. Normalmente, MutSβ se expresa a niveles relativamente bajos en todas las células, mientras que MutSα está presente en niveles altos. Si bien ambas proteínas tienen una función redundante en las reparaciones base-base, MutSα típicamente efectúa reparaciones de pares erróneos base-base y también realiza reparaciones en los bucles cortos de inercia / deleción más comunes. Cuando MSH3 se sobreexpresa en gran medida, actúa como secuestrador de MSH2 y los niveles relativos de MutSβ y MutSα cambian drásticamente a medida que las proteínas MSH6 no apareadas se degradan y MutSα se agota. MutSβ puede compensar algo la pérdida de funciones de corrección de pares incorrectos base-base, pero no es adecuado para reparar muchos bucles cortos de inserción / eliminación de 1-2 pares de bases.Esto conduce a una mayor tasa de inestabilidades de microsatélites y mayores tasas de mutaciones somáticas.
Este efecto está directamente relacionado con el cáncer humano en forma de resistencia a los medicamentos. Una de las respuestas de resistencia comunes al metotrexato , un fármaco comúnmente utilizado para tratar la leucemia linfocítica aguda infantil y una variedad de otros tumores, es la amplificación del gen DHFR . La amplificación de DHFR conduce a la sobreexpresión de MSH3 y se ha relacionado con la recurrencia farmacorresistente en el cáncer. [9]
Por el contrario, la pérdida de MSH3 puede conducir a una deficiencia de reparación de desajustes e inestabilidad genética que se han identificado como efectos carcinogénicos particularmente comunes en el cáncer colorrectal humano. Las mutaciones que causan la caída de MSH3 pueden reducir la capacidad de las células para reparar bucles largos de inserción / deleción que causan inestabilidades de microsatélites (MSI) en el genoma y permiten un aumento en las tasas de mutación somática. Las alteraciones elevadas de microsatélites en repeticiones de tetranucleótidos seleccionadas (EMAST) son un tipo de MSI en el que los loci que contienen repeticiones de tetranucleótidos AAAG o ATAG son particularmente inestables. Los fenotipos EMAST son particularmente comunes, con casi el 60% de los cánceres colorrectales esporádicos que muestran altos niveles de EMAST relacionados con una alta tasa de células deficientes en MSH3 en los tumores. [13]
Referencias
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Lectura adicional
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