(link indisponibil)
Nucleolina ( în engleză Nucleolin, NCL ) este o proteină găsită în eucariotele superioare ( animale , plante și drojdie ) [1] . La om , este codificat de gena NCL [2] [3] situată pe al 2-lea cromozom la locusul 2q37.1.
Nucleolina este una dintre proteinele nucleolare cel mai frecvent întâlnite . El participă la formarea ribozomilor , dar îndeplinește și funcții care nu sunt direct legate de nucleol și de biogeneza ribozomilor care apar în acesta. Capacitatea nucleolinei de a participa la multe procese celulare este asigurată de organizarea sa structurală și de capacitatea de a interacționa cu multe proteine, precum și cu acizii nucleici . Nucleolina joacă un rol în dezvoltarea diferitelor infecții virale , precum și în apariția cancerului , acționând ca o oncogenă .
Gena NCL umană este localizată pe cromozomul 2 la locus și constă din 14 exoni și 13 introni cu o dimensiune totală de aproximativ 11 kilobaze . Al 11-lea intron al genei NCL codifică un mic ARN nucleolar U20 [4] .
Mecanismele de reglare a expresiei genei nucleolinei sunt slab înțelese. În celulele mononucleare din sângele periferic tratate cu ester de forbol , nivelul de ARNm NCL a fost crescut sub influența proteinei kinazei ERK . La nivel post-transcripțional, HuR interacționează cu regiunea 3’-netradusă a ARNm NCL și își crește translația , în timp ce microARN miR-494 concurează cu HuR și suprimă translația. Expresia nucleolinei este, de asemenea, reglată de microARN miR-194 și miR-206 [5] . La nivel post-translațional, numărul de molecule ale acestei proteine poate fi reglat prin proteoliză [6] .
Genele care codifică nucleolina se găsesc la toate animalele , plantele și drojdiile . La majoritatea animalelor, inclusiv oameni, șoareci și hamsteri , există o genă de nucleolină per genom haploid . Cu toate acestea, organismele tetraploide precum crapul Cyprinus carpio și broasca Xenopus laevis au până la trei gene pentru această proteină. Drojdia are, de asemenea, o genă de nucleolină: NSR1 în Saccharomyces cerevisiae și GAR2 în Schizosaccharomyces pombe . În schimb, plantele au cel puțin două gene de nucleolină per genom. Structura acestei proteine s-a dovedit a fi foarte conservată în cursul evoluției [1] .
Nucleolina a fost identificată în 1973 de Orrick și colegii în extractele de celule de șobolan și a fost inițial numită C23 datorită mobilității sale într-un gel de electroforeză 2D . Deși masa estimată a nucleolinei a fost de 77 kDa , s-a dovedit că această proteină are o masă de 100-110 kDa. Mai târziu, această contradicție a fost explicată prin compoziția de aminoacizi a domeniului N-terminal [1] .
Nucleolina are trei domenii structurale cheie: N-terminal, central și C-terminal . Domeniul N-terminal conține aproximativ 300 de resturi de aminoacizi. Conține repetări foarte încărcate ale aminoacizilor acizi glutamat și aspartat , care sunt separate prin rânduri de aminoacizi bazici. Numărul de repetări variază în funcție de specie. Datorită aminoacizilor acizi , punctul izoelectric al acestei regiuni este relativ scăzut la 5,5. În plus, repetările N-terminale ale aminoacizilor acizi asigură proprietățile argirofile ale nucleolinei. Astfel, o corelație semnificativă între intensitatea colorării cu argint a nucleolului și viteza de biosinteză a ARN - ului preribozomal este asigurată de acumularea de nucleoline și o altă proteină nucleolară numeroasă, nucleofosmina . Domeniul N-terminal al nucleolinei este implicat în multe interacțiuni proteină-proteină. Repetările acide ale acestei proteine interacționează cu histona H1 și induc decondensarea cromatinei . Datorită acestei caracteristici, nucleolina poate fi considerată o proteină asemănătoare HMG În plus, domeniul N-terminal suferă numeroase modificări post-translaționale ; de exemplu, conține situsuri pentru fosforilarea de către protein kinazele Cdk1 și CK2 , prin urmare, se sugerează că domeniul N-terminal este important pentru reglarea funcției nucleolinei în funcție de ciclul celular [7] .
Domeniul central de nucleolină conține patru (la om) domenii conservate de legare a ARN (RBD din ARN Binding Domain sau RRM din ARN Recognition Motif [1] ), care asigură interacțiune specifică cu secvențele de acid nucleic . Cantitatea de RBD din domeniul central în diferite organisme - de la drojdie la oameni - poate fi diferită. Interesant, experimentele knockout au arătat că RBD-urile îndeplinesc funcții redundante și, în condiții in vivo , nu este necesară activitatea specifică de legare a ARN-ului pentru a îndeplini funcțiile vitale ale nucleolinei [8] .
Domeniul C-terminal al nucleolinei este îmbogățit în reziduuri de glicină , arginină și fenilalanină , de aceea este numit domeniul GAR- (în engleză Glycine- and Arginine-Rich ) sau RGG- (Arg-Gly-Gly). Lungimea domeniului nucleolinei C-terminal variază între specii, deși este mai degrabă conservatoare. S-a demonstrat că acest domeniu conține β-turnuri repetate . Interacțiunea nespecifică a domeniului GAR cu acizii nucleici poate juca un rol în îmbunătățirea legării nucleolinei la ARN prin RBD. Domeniul C-terminal este, de asemenea, implicat în interacțiunile proteină-proteină. Numeroase reziduuri de arginină din acest domeniu suferă metilare post-translațională (în mare parte N G , N G -dimetilarginina, dar uneori se găsește și N G -monometilarginina) [8] .
Se știe că nucleolina poate suferi fosforilare, metilare, ribozilare ADP și glicozilare . Consecințele acestor modificări de proteine sunt în mare măsură necunoscute [9] .
Fosforilarea este cea mai studiată modificare post-translațională a nucleolinei, iar mai multe resturi de aminoacizi serină și treonină pot fi fosforilate de diferite kinaze . Reziduurile de serină, situate în principal în apropierea celor două regiuni foarte acide ale domeniului N-terminal, sunt fosforilate de cazein kinaza II (CK2) în timpul interfazei . În timpul mitozei , nucleolina este fosforilată de kinaza 1 dependentă de ciclină (Cdk1) la reziduurile de treonină situate în repetarea principală TPXKK. De asemenea, s-a demonstrat că nucleolina este un substrat pentru protein kinaza C-ζ (PKC-ζ), PI3K și protein kinaza asociată Rho . La plante și drojdii, fosforilarea N-terminală este conservată [10] .
Deși nucleolina a fost cunoscută încă de la descoperirea sa ca o proteină foarte fosforilată, rolul funcțional al acestei fosforilări este încă în mare parte neclar. Se presupune că fosforilarea nucleolinei afectează proteoliza și transcripția ARN polimerazei I , precum și localizarea sa intracelulară. De exemplu, la broasca Xenopus laevis , localizarea citoplasmatică a nucleolinei coincide cu fosforilarea sa abundentă a Cdk1, iar tranziția către nucleu este însoțită de defosforilare. În plus, fosforilarea nucleolinei pare să regleze interacțiunea acesteia cu acizii nucleici. Spre deosebire de protein kinazele nucleolinei, se știe mult mai puțin despre fosfatazele care îi reglează starea de fosforilare. S-a demonstrat că această proteină interacționează cu tirozin fosfataza PRL-3. Activitatea acestei enzime este necesară pentru suprimarea nucleolinei în citoplasmă și acumularea acesteia în nucleol; prin urmare, se crede că PRL-3 poate defosforila nucleolina în citoplasmă, reglând astfel localizarea acesteia [10] .
Nucleolina conține destul de mult NG, NG - dimetilarginină și urme de NG - monometilarginină . Aproximativ o treime din toate reziduurile de arginină din nucleolină sunt metilate, ceea ce face ca aceasta din urmă să fie una dintre proteinele nucleare cele mai metilate. Dimetilarginina poate fi implicată în modularea interacțiunii nucleolinei cu acizii nucleici. Substratul principal de metilare este domeniul GAR. Metilarea asimetrică poate fi efectuată de proteina arginină metiltransferaza de tip I (PRMT1). S-a demonstrat că nucleolina interacționează cu PRMT5 în celulele cancerului de prostată , iar complexul de nucleolină și PRMT5 conține ω-NG , N'G - dimetilarginină simetrică . Pentru a testa rolul metilării domeniului GAR în localizarea nucleolară a nucleolinei, a fost creată o nucleolină în care 10 resturi de arginină din domeniul GAR au fost înlocuite cu resturi de lizină . Această nucleolină, deși nu este metilată de drojdia Hmt1p/Rmt1 metiltransferaza, a rămas în nucleol; prin urmare, metilarea reziduurilor de arginină în nucleolină nu afectează localizarea sa intracelulară [11] .
S-a demonstrat că, în celulele HeLa cu creștere exponențială , nucleolina poate fi modificată prin ribozilare ADP, dar nu se știe care reziduuri suferă modificări [12] .
În domeniul nucleolin central, cinci resturi pot suferi N-glicozilare la secvențele Asn -Xaa-Ser și Asn-Xaa-Thr. O mică proporție de nucleolină găsită pe suprafața celulelor de diferite tipuri poate suferi N- și O-glicozilare . Au fost identificate două situsuri de glicozilare: N317 și N492, situate în RBD1 și, respectiv, RBD3. Inhibarea N-glicozilării prin tratamentul celulelor cu tunicamicină previne exprimarea nucleolinei pe suprafețele celulare, astfel încât această modificare post-translațională este esențială pentru localizarea intracelulară adecvată a proteinei. Deoarece nucleolina de suprafață servește ca receptor pentru diferiți liganzi extracelulari care sunt implicați în proliferare , diferențiere , aderență , mitogeneză și angiogeneză , este posibil ca glicozilarea sa să fie necesară pentru aceste interacțiuni [12] .
Cea mai mare parte a nucleolinei se găsește în nucleol, cu toate acestea, se găsește și în nucleoplasmă , citosol și chiar în membrana celulară . Nucleolina nucleolară este implicată în biogeneza ribozomului , este implicată în transcrierea genelor ARNr, maturarea pre-ARNr și asamblarea subunităților ribozomale. De asemenea, în nucleol, acesta interacționează cu și remodelează cromatina din regiunea ADNr, acționând asupra nucleozomilor . Sub influențe stresante, cum ar fi șocul termic sau radiația y , nucleolina se deplasează în nucleoplasmă, unde controlează stabilitatea ARNm nou sintetizat , participă la replicarea ADN-ului , reglează splicing -ul , expresia oncogenei și îmbătrânirea celulară. Fosforilarea și alte modificări post-translaționale, precum și absența proteinei lamininei , tratamentul cu acid arahidic , infecțiile virale și unii factori cancerigeni duc la eliberarea nucleolinei în citoplasmă . Nucleolina citoplasmatică este implicată în etapele finale ale maturării ribozomului, reglează endocitoza , ciclul celular și ciclul centrozomului , este implicată în unele procese asociate infecțiilor virale . În citoplasmă, această proteină are un efect anti-apoptotic și promovează dezvoltarea și metastazarea tumorilor . În cele din urmă, sub acțiunea unui număr de factori cancerigeni și a unor proteine, precum HGF , VEGF , Tipα, nucleolina se deplasează la suprafața celulei. Acest lucru este facilitat și de N-glicozilarea sa. Nucleolina de suprafață reglează diferențierea și aderența celulară , promovează inflamația , angiogeneza și dezvoltarea tumorii [13] . Nucleolina intră în membrana celulară doar atunci când este supraexprimată și este detectată acolo doar în celulele endoteliale și maligne, astfel încât să poată funcționa ca un receptor care asigură penetrarea specifică a medicamentelor anticanceroase în celulele canceroase [14] .
Funcțiile cheie ale nucleolinei sunt discutate în detaliu mai jos.
De la descoperirea sa, nucleolina a fost asociată cu cromatina. Într-adevăr, nucleolina poate interacționa cu diverse secvențe de ADN, precum și cu histonele H1, H3 și H4 . Acest lucru indică faptul că poate juca un rol important în reglarea structurii și funcțiilor cromatinei, iar acest lucru este deosebit de important pentru transcrierea genelor ARNr (rDNA) de către ARN polimeraza I. Există dovezi că nucleolina poate activa și suprima ARN-ul. -transcripția mediată.-polimeraza I. Astfel, în celulele glandelor salivare ale țânțarului Chironomus tentans , sinteza pre-ARNr a fost accelerată de 2,5–3 ori la injectarea de anticorpi la nucleolină. La crap Cyprinus carpio , reprimarea transcripției ADNr este asociată cu o creștere a nivelului de nucleolină, iar în ovocitele broaștei Xenopus laevis , nivelul de pre-ARNr 40S a fost redus semnificativ după injectarea de nucleolină de broască sau hamster. Cu toate acestea, în linia celulară de pui DT40, lipsa nucleolinei suprimă transcripția ADNr. La om, această proteină este necesară pentru transcrierea ADNr în condiții in vivo . Degradarea nucleolinei în celulele HeLa și fibroblastele umane reduce transcripția efectuată de ARN polimeraza I, în timp ce supraexprimarea nucleolinei în celulele HeLa duce la o creștere a transcripției ADNr. Fosforilarea nucleolinei este însoțită de o creștere a transcripției ADNr. În plus, nucleolina crește activitatea a două complexe de remodelare a cromatinei bine studiate : SWI/SNF și complexul ACF . Nucleolina promovează interacțiunea SWI/SNF cu nucleozomul . Pe lângă activarea remodelării cromatinei, această proteină poate destabiliza nucleozomii și, prin urmare, poate activa substituția dimerului H2A-H2B . De asemenea, se știe că ștergerea nucleolinei duce la o rearanjare semnificativă a nucleolului. Toate acestea indică faptul că nucleolina afectează transcripția mediată de ARN polimeraza I [15] .
Aparent, nucleolina este un participant cheie în procesarea pre-ARNr și asamblarea pre-ribozomului. În special, nucleolina joacă un rol critic în prima etapă a procesării ARNr la șoareci. Interacțiunea nucleolinei cu pre-ARNr este necesară pentru procesarea ARNr în condiții in vitro . Astfel, nucleolina interacționează cu ribonucleoproteina nucleolară mică U3 , care este necesară pentru prima tăietură în procesarea pre-ARNr. Nucleolina poate fi, de asemenea, implicată în asamblarea pre-ribozomului. Această proteină se leagă temporar de particulele pre-ribozomale emergente și de pre-ARNr și probabil servește ca un însoțitor ARN care direcționează plierea pre-ARNr în timpul transcripției. Plierea corectă co-transcripțională este necesară pentru interacțiunile corecte cu proteinele ribozomale și formarea pre-ribozomilor pliați corect. Astfel, prin participarea la plierea co-transcripțională a pre-ARNr, nucleolina asigură o legătură între transcripția prin ARN polimeraza I și ansamblul pre-ribozom. Deoarece nucleolina circulă între nucleu și citoplasmă, aceasta poate fi implicată în importul factorilor de asamblare pre-ribozomal citoplasmatici (cum ar fi proteinele ribozomale) în nucleu. Într-adevăr, nucleolina interacționează cu unele proteine ribozomale prin domeniul RGG. Cu toate acestea, deoarece nucleolina nu se găsește în ribozomii citoplasmatici maturi, este eliberată din complexul pre-ribozomal în timpul maturării sale [16] .
Există dovezi că nucleolina este implicată în reglarea transcripției mediată nu numai de ARN polimeraza I, ci și de ARN polimeraza II. De obicei activează expresia genelor transcrise de ARN polimeraza II, dar poate și reprima transcripția. De exemplu, s-a demonstrat că nucleolina este un represor major al genei glicoproteinei acide a-1 (AGP). Nucleolina este, de asemenea, necesară pentru reglarea transcripției KLF2 . Această proteină se leagă de promotorul acestei gene, reglând expresia acesteia. Knockdown nucleolinei cu mici ARN interferenți (siRNAs) a suprimat inducerea expresiei KLF2 în condiții de forfecare [17] .
Aparent, datorită capacității sale de a se lega de ARN, nucleolina poate participa la reglarea post-transcripțională a expresiei genelor prin interacțiunea directă cu ARN. Există dovezi că nucleolina poate fi implicată în stabilizarea ARNm. De exemplu, poate stabiliza mARN-ul interleukinei 2 (IL-2) la activarea celulelor T , precum și poate determina timpul de înjumătățire al ARNm al genelor Bcl-X L și bcl-2 prin interacțiunea cu ARE în 3'-regiune netradusă. Nucleolina poate regla, de asemenea, traducerea ARNm. Astfel, poate regla nivelul proteinei p53 in vivo . S-a demonstrat că supraexpresia nucleolinei a suprimat translația p53, iar o scădere a nivelului său a stimulat translația p53. Creșterea nivelurilor p53 în timpul decăderii nucleolinei poate fi explicată prin stresul nucleolar cauzat de lipsa nucleolinei. În plus, s-a demonstrat că acesta din urmă se poate lega cu afinitate mare de ARNm al unor selenoproteine , în timp ce lipsa nucleolinei nu afectează numărul de transcripte selenoproteice, prin urmare, aparent, nucleolina poate regla selectiv expresia unor selenoproteine la nivelul nivel translațional [18] .
Capacitatea nucleolinei de a se lega atât de ADN, cât și de proteinele implicate în metabolismul ADN-ului ( replicare , reparare și recombinare ) sugerează că ia o anumită parte în aceste procese. Nucleolina poate face parte din mecanismul de replicare a ADN-ului; de exemplu, se presupune că ar putea avea activitate de ADN helicază , deși aceste date sunt controversate. S-a sugerat că, în condiții de stres, nucleolina poate participa la oprirea replicării ADN-ului prin formarea unui complex cu proteina replicativă A (RPA). RPA se poate lega de ADN-ul monocatenar și joacă un rol important în procesele metabolice ale ADN-ului, cum ar fi replicarea, repararea exciziei nucleotidelor și recombinarea omoloagă . Se știe că redistribuirea dependentă de p53 a nucleolinei între nucleol și nucleoplasmă începe sub șoc termic , iar această mișcare este însoțită de o creștere a formării complexului de nucleoline cu p53. Atunci când este legat de nucleolină, RPA își pierde capacitatea de a promova replicarea ADN-ului, astfel încât legarea acestei proteine de RPA împiedică RPA să interacționeze cu alți factori. S-a demonstrat că nucleolina se poate lega la repetițiile telomerice in vitro , precum și la telomeraza in vivo și in vitro , astfel încât nucleolina poate juca un rol în replicarea și întreținerea telomerilor, oferind o legătură între nucleol și telomeri. Nucleolina poate interacționa direct cu proteinele implicate în repararea și recombinarea ADN-ului, cum ar fi p53, YB-1 , RPA, PCNA , Rad51 și topoizomeraza I [19] .
Exprimarea nucleolinei este asociată cu rata de proliferare celulară. Astfel, în tumori și alte celule cu diviziune rapidă , nivelurile sintezei sale sunt foarte mari, în timp ce în celulele care nu se divizează, nucleolina este sintetizată într-o măsură mai mică. Expresia nucleolinei este suprareglată în faza G1 mijlocie și târzie , deci se crede că este necesară pentru faza G1 a ciclului celular. Astfel, nucleolina poate servi ca marker al proliferării celulare. Modificările post-translaționale și proteoliza controlată a nucleolinei sunt, de asemenea, asociate cu reglarea proliferării. Produșii de degradare a nucleolinei pot stimula endonucleazele autolitice , care fragmentează ADN-ul , provocând apoptoza . În celulele care nu se divizează, nucleolina își poate stimula propria distrugere, iar în celulele în diviziune pare să existe un inhibitor care previne distrugerea nucleolinei. Fosforilarea acestuia din urmă este asociată cu proliferarea celulară sporită. Se sugerează că fosforilarea nucleolinei de către kinazele CK2 și Cdk1 poate fi un mecanism care reglează ciclul celular și diviziunea. Eliminarea nucleolinei cu siARN în celulele HeLa și fibroblastele primare umane a condus la o scădere a creșterii celulare, o creștere a apoptozei și oprirea celulelor în faza G2 , cu o creștere a numărului de celule multinucleate și celule cu micronuclei. În plus, lipsa nucleolinei duce la creșterea numărului de centrozomi și la formarea unui fus multipolar [20] .
Chiar înainte de descrierea domeniilor necesare, se știa că nucleolina are capacitatea de a se lega de acizii nucleici. Studiul interacțiunii acestei proteine cu ARN-ul pre-ribozomal a făcut posibilă identificarea a două motive cheie de ARN în pre-ARNr, care sunt țintele nucleolinei. Primul astfel de motiv se numește NRE ( element de recunoaștere a nucleolinei ) . Formează un ac de păr a cărui buclă are secvența consens UCCCGA. Interacțiunea nucleolinei cu acest domeniu necesită acțiunea combinată a primelor două RBD. Astfel de ace de păr sunt localizate în pre-ARNr, iar legarea nucleolinei de ele asigură plierea corectă a pre-ARNr, care este necesară pentru procesarea și asamblarea particulelor pre-ribozomale. Al doilea motiv pre-ARNr la care se poate lega nucleolina se numește ECM ( motiv evolutiv conservat ) . Interacțiunea nucleolinei cu această secvență scurtă, situată imediat după primul loc de clivaj pre-ARNr, necesită toate cele patru RBD. Este necesar pentru asamblarea complexului de procesare care realizează prima tăietură de pre-ARNr [21] .
O serie de studii au arătat că nucleolina este, de asemenea, capabilă să interacționeze în mod specific cu regiunile 3’-netraduse ale unor ARNm, afectând stabilitatea acestora. De exemplu, interacțiunea nucleolinei cu anumite elemente SECIS care conțin structuri ac de păr în regiunile 3’-netraduse ale ARNm este necesară pentru exprimarea optimă a anumitor selenoproteine. În plus, se știe că nucleolina poate interacționa cu regiunea 5’-netradusă a p53, afectând eficiența translației sale. Supraexprimarea nucleolinei afectează negativ formarea p53, iar expresia redusă a nucleolinei duce la o creștere a expresiei p53 [21] .
Nucleolina se poate lega la diferite secvențe de ADN. De exemplu, se poate lega de ADN monocatenar denaturat și de unele ADN virale. O proprietate comună a secvențelor de ADN la care se poate lega nucleolina este îmbogățirea lor în guanozină . Exemple sunt oligonucleotidele îmbogățite cu guanozină găsite în distanțierele ADNr intergenice , în ADN-ul telomeric și, de asemenea, în regiunile comutatoare ale genelor imunoglobulinei . Oligonucleotidele îmbogățite cu guanozină tind să formeze cvadruplexuri G , care pot lega și nucleolina [22] . Acest lucru se întâmplă, în special, cu gena care codifică factorul de creștere a endoteliului vascular , precum și cu promotorul genei c-myc . Interacțiunea nucleolinei cu promotorul c-MYC suprimă transcripția acestei gene [23] .
Deoarece nucleolina se găsește în principal în nucleol și este implicată în asamblarea particulelor pre-ribozomale, ea interacționează în mod natural cu o serie de proteine ribozomale. Domeniile RGG și N-terminal sunt importante pentru aceste interacțiuni. În linia celulară HEK 293 , nucleolina a fost găsită asociată cu complexe ribonucleoproteice , constând în principal din proteine ribozomale. Nucleolina este implicată în multe interacțiuni proteină-proteină care joacă un rol vital în metabolismul ADN-ului. Astfel, interacționează cu regiunea N-terminală a topoizomerazei I, proteina replicativă A, p53, YB-1, PCNA, subunitatea UL44 a ADN polimerazei citomegalovirusului uman , proteina NS5B a virusului hepatitei C și proteina NS1 a virusului hepatitei C. virusul gripal A . În plus, au fost descrise interacțiuni dependente de ciclul celular ale nucleolinei cu diferite proteine. Nucleolina și nucleofosmina interacționează între ele în timpul interfazei și citokinezei , dar nu și prometafazei și metafazei . Semnificația acestei interacțiuni este necunoscută. În timpul fazei G1, se formează un complex de nucleolină cu proteina retinoblastomului (Rb) cu participarea domeniului inhibitor Rb. S-a demonstrat că interacțiunea Rb cu nucleolina suprimă activitatea de legare la ADN a acesteia din urmă. În plus, în celulele epiteliale , distribuția intracelulară a nucleolinei depinde de Rb, iar pierderea Rb în cancer duce la o localizare intracelulară alterată a nucleolinei. S -a demonstrat că acesta din urmă acționează ca un receptor pentru mai multe proteine, cum ar fi factorul de creștere a midkine (MK) și pleiotrofina (PTN), care suprimă infecția cu HIV . S-a sugerat că nucleolina este un receptor pentru endostatină și, în plus, mediază activitatea antiangiogenă și antitumorală a endostatinei. S-a descoperit că nucleolina influențează dimerizarea ErbB . Interacțiunea cu proteinele ErbB1 și Ras necesită domeniul nucleolinic C-terminal. Legarea nucleolinei de alte proteine poate afecta localizarea lor intracelulară. De exemplu, acesta este cazul proteinei GZF1 și telomerazei [24] .
Nucleolina afectează mai multe aspecte ale infecțiilor virale, cum ar fi atașarea virusului la celula gazdă, introducerea materialului genetic al virusului în celulă și utilizarea celulei gazdă pentru a forma proteine virale. Nucleolina este necesară pentru intrarea virusului paragripa uman de tip 3 (HPIV3) în celulele epiteliale pulmonare . În plus, servește ca receptor pentru virusul sincițial respirator uman (RSV). Peptida sintetică HB-19, care este un antagonist specific al domeniului RGG C-terminal al nucleolinei, inhibă atașarea HIV la celule. În plus, nucleolina este implicată în infecția cu virusul hepatitei C, virusul herpes simplex tip 1 , virusul gripal A [25] [26] , virusul sindromului petei albe și virusul febrei hemoragice din Crimeea . . Nucleolina formează o ribonucleoproteină cu regiunea 3’-netradusă a calicivirusului felin [27 ] și a virusului Norwalk . Legarea nucleolinei la IRES în regiunea 5’-netradusă a poliovirusului și rinovirusului stimulează expresia proteinelor virale in vivo și in vitro [6] .
După cum s-a menționat mai sus, nucleolina este foarte exprimată în celulele cu diviziune rapidă, cum ar fi celulele stem și celulele canceroase. Efectul oncogen al nucleolinei pare a fi multifactorial, în concordanță cu diversele sale funcții. Nucleolina modulează expresia mai multor proteine care afectează supraviețuirea celulelor canceroase în prezența deteriorării. Astfel, nucleolina se leagă de ARNm BCL2 și stimulează expresia proto-oncogenei Bcl-2 , care blochează apoptoza. De asemenea, se leagă de ARNm și stimulează transcrierea unei alte proteine care reglează supraviețuirea celulară, AKT1 . După cum se arată în secțiunea Reglarea posttranscripțională , nucleolina reduce expresia unei proteine antitumorale importante, p53. De asemenea, nucleolina reglează pozitiv gastrina , o proteină care este exprimată activ în cancerul gastric și intestinal și stimulează proliferarea și migrarea celulelor canceroase, precum și angiogeneza. Deoarece nucleolina interacționează cu telomeraza, poate influența absența îmbătrânirii în celulele canceroase. Nucleolina îmbunătățește formarea de proteine care sunt responsabile pentru distrugerea matricei extracelulare , ceea ce înseamnă că crește capacitatea celulelor canceroase de a migra și metastaza . În plus, nucleolina stimulează transcripția factorului de creștere endotelial vascular (VEGF), precum și a factorului de reglare interferon-2 (IRF-2). Ambele aceste proteine sunt exprimate activ în celulele canceroase și pot regla creșterea acestora din urmă. Nucleolina, situată la suprafața celulei, servește ca receptor pentru factorii care stimulează creșterea tumorii [6] .
Tabelul de mai jos prezintă principalele efecte oncogene ale nucleolinei [28] .
| Etapă | Efect | Mecanism |
|---|---|---|
| Carcinogeneza | Promovează | Reglează și îmbunătățește căile de semnalizare TGFβ și EGF . |
| Proliferare și supraviețuire | Promovează | Interacționează cu proteinele de reparare a ADN-ului și își menține stabilitatea. Reglează stabilitatea ARNm a proteinelor care reglează apoptoza, ajutând la abolirea apoptozei. Leagă liganzii care stimulează apoptoza |
| Infiltrații și metastaze | Promovează | Reglează dezasamblarea ECM, reglează căile de semnalizare EGFR și CXCR4 |
| Angiogeneza | Promovează | Crește nivelurile de VEGF și HIF1α |
Nucleolina este ținta multor medicamente anti-cancer [6] . Poate fi folosit pentru a diagnostica unele tipuri de cancer [29] ; de exemplu, celulele canceroase de prostată circulante în sânge pot fi determinate de natura expresiei nucleolinei [30] .