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端有一個與轉錄因子相似的酸性結構域,與GAL4的DNA結合區(qū)重 組時,融合蛋白能激活GAL4操縱子轉錄,激活功能定位在P53第20~40位密碼子,P53 細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錄控 制.
P53蛋白的DNA結合作用及反式激活作用還提示其參與細胞生長調控.通過流式細 胞儀測定單個細胞的細胞周期中P53的表達,發(fā)現激活的淋巴細胞比未激活者有較多 的P53表達,而且隨細胞從G1至S期再到G2,M期而增加,提示P53表達與細胞生長的相 關性比進入細胞周期或周期中特定時刻為高.以編碼反義P53RNA的質粒轉染非轉化細 胞導致細胞生長完全停止,P53抗體注入將進入生長周期的靜止細胞.可抑制細胞入S 期,提示P53可能為Go/G1-S轉換所必需,但P53抗體對細胞從分裂至S期無作用,G1期 細胞有抑制作用的二丁酸鈉也抑制P53合成,這些結果提示P53對細胞生長調控作用至 少表現在從G0-G1,或G1-S,但其作用機理尚未弄清楚.目前認為,P53蛋白可通過調 控Cipt基因表達而調控細胞生長,即P53蛋白可刺激Cipt基因產生分子量為21KD的蛋 白,這種蛋白能夠有效抑制某些促使細胞通過細胞周期進入有絲分裂的酶活性,從而 抑制細胞生長,此外,P53的抑制作用還伴隨細胞生長核抗原株表達的降低.細胞生 長、核抗原參與細胞DNA復制.因此,P53可能通過抑制與DNA復制相關的細胞基因或基 因產物而發(fā)揮作用。
在細胞周期中,P53 的調節(jié)功能主要體現在G1和G2/M 期校正點的監(jiān)測,與轉錄激活作用密切相關。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 復合物結合,抑制相應的蛋白激酶活性,導致Cyclin-cdk無法磷酸化Rb ,非磷酸化狀態(tài)的Rb保持與E2F的結合,使E2F這一轉錄調節(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Cyclin B1表達,細胞則不能進入M期CADD45通過抑制Cyclin B1-cdk2復合物的活性發(fā)揮作用,14-3-3σ與cdc25c結合,干擾Cyclin B1-cdk2復合物發(fā)揮轉錄調節(jié)作用。
對p53促進細胞凋亡的功能研究進行得比較深入。通過bax/bcl2, Fas/Apol,IGF-BP3 等蛋白,p53可完成對細胞凋亡的調控作用。Bcl-2 可阻止凋亡形成因子如細胞色素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,介導細胞色素c 的釋放,具有凋亡作用,p53可以上調Bax的表達水平,以及下調Bcl-2的表達共同完成促進細胞凋亡作用。P53還可通過死亡信號受體蛋白途徑誘導凋亡,TNF 受體和Fas蛋白。有學者認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,由于錯配修復的累積,導致基因組不穩(wěn)定,遺傳信息發(fā)生改變。P53可參與DNA的修復過程,其DNA結合結構域本身具有核酸內切酶的活性,可切除錯配核苷酸,結合并調節(jié)核苷酸內切修復因子XPB 和XPD的活性,影響其DNA重組和修復功能。P53還可通過與P21 和GADD45形成復合物,利用自身的3’-5’核酸外切酶活性,在DNA修復中發(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)血管在瘤體實質內增生。P53蛋白能刺激抑制血管生成基因Smad4 等表達,抑制腫瘤血管形成。在腫瘤進展階段,P53基因突變導致新生血管生成,有利于腫瘤的快速生長,常是腫瘤進入晚期的表現。