- Modulation of p53 activities by the prolyl-isomerase PIN1 and the bromodomain protein BRD7
- Modulation of p53 activities by the prolyl-isomerase Pin1 and the bromodomain protein Brd7
- Tocco, Francesca
Subject
- p53, apoptosis, Pin1, Brd7, p21
- MEDICINA MOLECOLARE
- BIO/13 BIOLOGIA APPLICATA
Description
- 2006/2007
- ABSTRACT: MODULATION OF p53 ACTIVITIES BY THE PROLYL-ISOMERASE PIN1 AND THE BROMODOMAIN PROTEIN BRD7 The tumour suppressor p53 belongs to a family of transcription factors that play key roles in maintaining genomic stability and cellular homeostasis. The orchestration of the appropriate cellular responses depends on the fine regulation of p53’s functions through post-translational modifications and interaction with other proteins. In many years of intense study a considerable knowledge on p53 activity has been achieved, yet a greater insight is needed on the specificity of its response. In the first part of this thesis a novel mechanism in the regulation of p53-mediated apoptotic response has been disclosed. It has been demonstrated that upon severe stress signalling p53 dissociates from iASPP, an anti-apoptotic co-factor that inhibits p53 apoptotic functions, and that key roles in this process are played by the prolyl isomerase Pin1. Moreover, it emerged that phosphorylation at p53 Ser46 is required for Pin1-mediated dissociation of the p53-iASPP complex thus providing a mechanistic explanation for the relevance of this site in p53 mediated apoptosis. Notably, the role of Pin1 in assisting the dissociation of p53 from iASPP appears to be independent from Pin1-induced acetylation of p53 and dissociation from Mdm2, further confirming that Pin1 may modulate p53 activity at different levels. A different approach to gain insight on the mechanisms governing p53 regulation is the analysis of p53 protein interaction profiles. The bromodomain containing protein Brd7 was identified as a common interactor of the p53 family proteins in a yeast two hybrid screening conducted in our lab. The presence of the bromodomain and evidences from literature made Brd7 a promising candidate for modulating the p53 pathway at the transcriptional level. This protein and its functional interaction with p53 have been therefore characterized in the second part of this thesis. Upon depletion of Brd7 expression in cells it has been demonstrated that Brd7 is required for efficient cell-cycle arrest in U2OS cells upon challenging with genotoxic stimuli. This effect appeared to be due to a reduction in p21 expression that occurred upon Brd7 depletion and under stress condition. The down-regulation of p21 as a consequence of Brd7 silencing occurred at the transcriptional level and proved to be p53-depedent. Taken together the data reported in the second part of this thesis suggest a role for Brd7 as a positive regulator of p53 transcriptional activity during cell-cycle arrest response and that this function might be exerted by regulating p53-mediated transcription on a chromatin context. Further analysis is needed to dissct the role of this functional interaction. Yet, preliminary investigation suggest that Brd7 might be an important modulator of p53 response and that it can be an important means for p53 to crosstalk with other signalling pathway. Together, the data presented in this thesis contribute to achieve greater knowledge on the mechanism that govern p53 response. As the p53 pathway is compromised to some degree in almost all human cancers, this would be also of great relevance in designing new targeted strategies for cancer treatment.
- Riassunto: Modulazione delle attività di p53 da parte della prolyl isomerasi Pin1 e della proteina contenente dominio Bromo Brd7 L’oncosoppressore p53 appartiene a una famiglia di fattori di trascrzione che svolge un ruolo fondamentale nel mantenimento della stabilità genomica e dell’omeostasi cellulare. L’attuazione di un’appropriata risposta cellulare dipende molto dalla regolazione fine delle funzioni di p53. Ciò avviene attraverso modificazioni post-traduzionali e interazioni con altre proteine cellulari. In molti anni di intenso studio si è raggiunta una notevole conoscenza sull’ attività di p53 ma ancora non è stato definito cosa regoli la specificità della risposta. Nella prima parte di questa tesi è stato portato alla luce un nuovo meccanismo nella regolazione della risposta apoptotica mediata da p53. E’ stato dimostrato che, in seguito a stress intensi, p53 si dissocia da iASPP, un co-fattore anti-apoptotico che inibisce le funzioni apoptotiche di p53 e che la prolyl-isomerasi in1 gioca un ruolo fondamentale in questo processo. In aggiunta è emerso che la fosforilazione di p53 al residuo Ser46 è necessaria al distacco di p53 da iASPP mediato da Pin1, fornendo una spiegazione meccanicistica alla nota rilevanza di questo siro per l’apoptosi mediata da p53. Interessantemente, il ruolo di Pin1 nell’assistere la dissociazione di p53 da iASPP sembra essere indipendente dalla sua capacità di favorirne l’acetilazione e il distacco da Mdm2, così confermando che Pin1 può modulare l’attività di p53 a diversi livelli. Un differente approccio per avere delucidazioni sui meccanismi che governano la regolazione di p53 è l’analisi del profilo di interazione proteica. La proteina Brd7 (contenente dominio Bromo) è stata identificata come comune interattore dei membri della famiglia di p53 in uno screening di doppio ibrido in lievito, condotto nel nostro laboratorio. La presenza del dominio Bromo e alcune evidenze di letteratura hanno reso Brd7 un candidato promettente come modulatore trascrizionale della via di segnalazione di p53. Brd7 e la sua interazione funzionale con p53 sono stati caratterizzati nella seconda parte di questa tesi. Dopo aver bloccato l’espressione di Brd7 in cellule è stato dimostrato che Brd7 è necessario per un efficiente arresto del ciclo cellulare in seguito a danni genotossici. Questo effetto sembra essere dovuto ad una riduzione nell’espressione di p21 che avviene I seguito alla deplezione di Brd7 e in condizioni di stress.Tale riduzione avviene a livello trascrizionale ed è p53-dipendente. Insieme I dati riportati nella seconda parte della tesi indicano un ruolo per Brd7 come regolatore positivo dell’attività trascrizionale di p53 durante l’arresto del ciclo cellulare e ciò può avvenire attraverso una regolazione a livello della cromatina. Insieme, I dati presentati in questa tesi contribuiscono ad una maggiore conoscenza sui meccanismi che governano la risposta di p53. Dato che la via di segnalazione di p53 è compromessa a qaulche livello in quasi tutti i tumori, questo potrebbe essere rilevante per disegnare nuove terapie mirate per la cura del cancro.
- 1978
Date
- 2008-05-07T10:21:52Z
- 2008-05-07T10:21:52Z
- 2008-04-01
Type
- Doctoral Thesis
Format
- application/pdf
Identifier
urn:nbn:it:units-7215