目前來說，腫瘤依然難以攻克。腫瘤(癌癥)是由于細(xì)胞在復(fù)制過程中，DNA損傷不能修復(fù)導(dǎo)致的細(xì)胞無限增殖或者細(xì)胞凋亡而形成的。眾多研究發(fā)現(xiàn)，在人類惡性腫瘤疾病中，腫瘤細(xì)胞中的p53基因至少有50%發(fā)生了突變。但是，p53蛋白具有識別和修復(fù)損傷DNA的效果，從而達(dá)到抑癌作用。因此，p53蛋白也叫腫瘤抑制蛋白，是參與細(xì)胞復(fù)制的關(guān)鍵蛋白之一，對于細(xì)胞的凋亡、基因的保護(hù)和避免癌癥發(fā)生有著重要的意義。

現(xiàn)在，眾多研究者對于p53蛋白的結(jié)構(gòu)都有一致的認(rèn)識，認(rèn)為p53蛋白是由393個殘基構(gòu)成的多域蛋白。這個多域蛋白可分為五部分，分別為:(1)N端域(N-terminaldomain，N-ter)-末端轉(zhuǎn)錄活化區(qū)，能與一系列的蛋白結(jié)構(gòu)結(jié)合，調(diào)節(jié)p53的轉(zhuǎn)錄功能和其與DNA的解離;(2)信號區(qū)，富含脯氨酸，有5個脯-X-X-脯重復(fù)順序，此區(qū)不是轉(zhuǎn)錄活化區(qū)所必須的，但對誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡是必須的;(3)DNA特異性結(jié)合域(DNAbindingdomain，DBD)，也叫核心域(coredomain)，可以特異性結(jié)合到DNA;(4)四聚化域(tetramerizationdomain，Tet);(5)C端域(C-terminaldomain，C-ter)部分與DNA非特異性結(jié)合。學(xué)者們對于p53-DNA相互作用也提出了兩個滑動搜索機(jī)制:(1)一維滑動模式。p53蛋白持續(xù)與DNA保持接觸形式，沿著DNA滑動擴(kuò)散。(2)“Hopping”模式和“Jumping”模式。Hopping模式，是p53蛋白在一條DNA上跳躍行走。Jumping模式，是p53蛋白從一條DNA上跳躍到另外一條DNA上，這種情況很少發(fā)生。一直以來，大家關(guān)注最多的是p53蛋白在DNA上的滑動機(jī)制。然而，p53蛋白與DNA相互作用的機(jī)制還沒有完全被搞清楚?？梢酝ㄟ^p53蛋白與DNA相互作用的結(jié)果推演其作用機(jī)制，為完善此作用機(jī)制提供可能和方向。金屬離子對于p53-DNA相互作用也有一定影響。比如一些有毒的離子(如汞、鎘、銅等)可以結(jié)合到p53蛋白，破壞p53蛋白的結(jié)構(gòu)和p53蛋白與DNA的親和力。再比如鎂和鋅離子等可以增強(qiáng)p53蛋白的結(jié)構(gòu)和p53蛋白與DNA的親和力。在本文中，我們基于AFM掃描p53蛋白與PBＲ322DNA相互作用的圖像，直觀地展現(xiàn)了p53與環(huán)狀DNA的相互作用結(jié)果。研究發(fā)現(xiàn)，p53蛋白可以使環(huán)狀DNA自身形成聚集或者相交。而對于5000bpDNA的效果很不明顯，對于20000bpDNA則沒有這樣的現(xiàn)象。此外，也發(fā)現(xiàn)在高濃度鎂離子環(huán)境下，環(huán)狀DNA會扭轉(zhuǎn)成為麻花狀，即形成超螺旋結(jié)構(gòu)。這一現(xiàn)象，可以為p53蛋白功能和作用機(jī)理研究提供啟示，也希望為癌癥治療、癌癥藥物開發(fā)以及癌癥檢測方法提供啟示。

在p53蛋白與PBＲ322DNA相互作用的AFM圖像中，可以直觀地看到p53與環(huán)狀DNA的相互作用結(jié)果。在鎂離子濃度為3mmol/L，并且沒有p53蛋白時(shí)，可以很直觀地看到PBＲ322環(huán)狀DNA都呈現(xiàn)自由的環(huán)狀，基本沒有相交現(xiàn)象出現(xiàn)。當(dāng)加入p53蛋白時(shí)，環(huán)狀DNA自身形成聚集或者相交，即環(huán)狀DNA自身出現(xiàn)更多的環(huán)，有的甚至呈現(xiàn)棒狀。對于5000bpDNA有類似效果，卻很不明顯，對于20000bpDNA沒有這樣的現(xiàn)象。但是，在高濃度(20mmol/L)鎂離子環(huán)境下，環(huán)狀DNA會扭轉(zhuǎn)成為麻花狀，甚至出現(xiàn)超螺旋。我們認(rèn)為，這一現(xiàn)象的出現(xiàn)有兩方面的原因:一個是p53蛋白與DNA間相互靜電的作用，另一個是高濃度鎂離子增強(qiáng)了p53蛋白與DNA之間的親和力。鎂離子可以與p53殘基結(jié)合，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并且可以增加殘基電荷量，使其可以與帶負(fù)電的DNA有更強(qiáng)的靜電相互作用力。

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