Теломераза: структура, функции

ТЕЛОМЕРАЗА: СТРУКТУРА, ФУНКЦИИ

И ПУТИ РЕГУЛЯЦИИ АКТИВНОСТИ

М. Э. ЗВЕРЕВА, Д. М. ЩЕРБАКОВА,

О. А. ДОНЦОВА

Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова,

Москва

I. Введение. II. Структура и функция теломеразы. III. Теломер-

свя зывающие белки. IV. Тестирование теломеразной активности.

V. Активирование теломеразы. VI. Ингибирование теломеразы.

VII. Заключение.

I. ВВЕДЕНИЕ

На концах хромосом эукариот расположены ДНК-белковые струк-

туры – теломеры. Они, защищая линейные концы хромосом эукариот

от деградации и слияния, поддерживают стабильность генома.

Аппарат репликации клетки не в состоянии обеспечить полную

репликацию концов хромосом, кроме того теломеры подвергаются

воздействию нуклеаз и других деструктивных факторов. В результате

при каждом делении клетки теломеры укорачиваются (рис. 1). У боль-

шинства организмов основным механизмом поддержания длины

теломер служит достраивание теломерных повторов ДНК ферментом

теломеразой [1]. Этот фермент удлиняет 3'-конец хромосомы, тогда

как комплементарная цепь достраивается ДНК-полимеразами__________.

Теломераза представляет собой рибонуклеопротеидный комплекс

[2]. Коровый фермент включает в себя теломеразную обратную

Успехи биологической химии, т. 50, 2010, с. 155–202

Принятые сокращения: TERT – теломеразная обратная транскриптаза;

TER – теломеразная РНК; ATM – протеинкиназа ATM (ataxia-telangiectasiamutated);

CTE – С-концевой домен TERT (C-terminal extens ion); IFD – домен

TERT (insertion in fi ngers domain); TLC1 РНК – теломеразная РНК дрожжей

Saccharomyces cerevisiae; TWJ – Y-подобный структурный элемент РНК (three

way junction); Pif1p – хеликаза дрожжей Saccharomyces cerevisiae; PIF1 – хеликаза

млекопитающих; TERRA – РНК, транскрибируемая с теломерной ДНК (telomeric

repeat-containing RNA).

Адрес для корреспонденции: [email protected].

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Министерства обра-

зова ния и науки РФ П800, ФЦП «Науч ные и научно-педагогические кадры

инно вационной России» на 2009–2013 годы (ГК 02.740.11.0706) и РФФИ

09-04-12071-офи_м.

8 2010 г.

156 М.Э.Зверева и соавт.

транскриптазу и теломеразную РНК, содержащую матричный учас ток

для удлинения ДНК. Кроме того, в теломеразный комплекс вхо дит

еще целый ряд вспомогательных компонентов, которые обеспечивают

функционирование теломеразы in vivo. Часть из них необходима для

посадки теломеразы на теломеру в определенный момент клеточного

цикла [3], другая – для регуляции ее активности [4]. Некоторые белки

необходимы для созревания теломеразного комплекса и для дегра да-

ции его компонентов [5]. Тонко регулируется количество тело ме разы

в клетках различного типа [6, 7]. Это существенно, поскольку в чело-

веческих клетках укорочение теломер и, в конечном итоге, сенес сенс,

приведут к ограничению потенциала деления клетки [8]. Имеются

дан ные, что активация теломеразы связана с развитием рака [9] и что

она активна в клетках, обладающих потенциалом к неограниченному

деле нию. Известно, что теломераза активна в 85% типов раковых

Рис. 1. Укорочение теломер в результате недорепликации и процессинга при

деле нии клетки.

Теломераза: компоненты и функции, регуляторы фермента 157

опу холей, а в остальных 15% случаев действуют другие механизмы

под дер жания длины теломер, основанные на рекомбинации [10].

Следует отметить, что теломеразная активность не обнаруживается

в обычных соматических тканях. Как следствие, уже с первых лет

иссле до вания теломеразы, фермент стали считать универсальной

мишенью, которую можно использовать при разработке антираковой

терапии. Причем, решение проблемы лечения злокачественных

проли феративных болезней свелось к поиску соответствующего

эффек тивного ингибитора теломеразной активности.

В течение прошлых десятилетий наблюдалось появление новых

анти-теломеразных стратегий, работающих с большим или меньшим

успехом. Камнем преткновения на этом пути оказался факт наличия

актив ной теломеразы в половых и стволовых клетках. Однако

следует отметить, что теломеры в опухолевых клетках существенно

короче, чем в половых и стволовых. Укорочение теломер вызывает

гибель опухолевых клеток при подавлении активности теломеразы

намного раньше, чем нормальных стволовых клеток организма.

Это позволяет думать, что существует «терапевтическое окно» для

без опас ного использования теломеразных ингибиторов, так как

откры вается возможность создания селективных универсальных

проти во опухолевых лекарственных средств. Раковые образования

чело века могут быть значительно более чувствительными, чем

нор маль ные клетки, к поражающему действию ингибиторов тело ме-

разы и их теломеры сокращаются до критической длины быстрее.

Короткие __________теломеры вызывают клеточное старение. Такое направ-

лен ное индуцирование клеточного старения в опухолевых клетках

стало привлекательной терапевтической стратегией в лечении онко-

ло гических больных, при котором не только блокируется активное

распростаранение опухолевых клеток, но наступает их гибель [11].

Апоп тоз устраняет клетки новообразования немедленно и необра-

тимо. Поэтому все больше видов химиотерапии направленно на запуск

старения клеток в злокачественных новообразованиях. Повыше ние

чувствительности методов тестирования теломеразной активности и

совершенствование методов подготовки проб позволили расширить

возможности определения активности теломеразы. Теломеразная

активность была исследована во всех типах тканей. [12]. Помимо

повы шения теломеразной активности, наблюдаемого в раковых

клетках, предполагается, что фермент может функционировать и в

«нор мальных клетках» с высокоточно настроенным регулированием

[13]. Хотя сокращение длины теломер и вызванное этим начало старе-

ния является обычной судьбой соматических клеток, возможно, что__________

158 М. Э. Зверева и соавт.

недостаток отдельных теломеразных компонентов, приводит к фено-

ти пи ческому раннему старению с потерей функции на клеточном и

системном уровне [14].

Основным критерием эффективности работы теломеразы явля ется

количество теломерных повторов на концах теломер. Сокращение

длины теломер является признаком многих заболеваний и может

быть, как следствием первичной дисфункции теломеразы, (например,

обусловленным мутациями в основных компонентах теломеразы –

hTERT, hTR или нарушением теломер-организующих систем), так и

результатом преждевременной потери теломер, индуцированной дру-

гими факторами. К первому типу относиться врожденный дискератоз.

Врожденный дискератоз был первым идентифицированым у человека

генетическим заболеванием, причиной которого было нарушение

сис темы поддержания длины теломер [15]. Это заболевание харак-

те ризуется гиперпигментацией кожи, ороговением эпителия, дист-

ро фией ногтей и прогрессивной апластической анемией. В боль-

шинстве случаев аутосомные болезни обусловлены мутациями в

области H/ACA теломеразной РНК человека [16], в то время как

свя занные с Х-хромосомой случаи возникают вследствие мутаций в

белке дискерине, приводящих к нарушению сборки теломеразного

комп лекса. Недавно обнаруженная мутация в домене теломеразной

обрат ной транскриптазы связана с аутосомальной доминирующей

формой заболевания, что подчеркивает значение функционирования

тело меразы в развитии этой болезни [17].

Мутации в теломер-связывающих белках приводят к хромосом ной

неустойчивости и синдрому преждевременного старения. Нали чие

коротких теломер – важный признак проявления болезни и в случаях

дру гих генетических заболеваний.

Известны случаи, когда укорочение теломер – это вторичный эф-

фект болезни. К ним относятся синдром приобретённого иммунного

дефицита [18]. Заболевания сердечнососудистой системы недавно

также стали связывать с зависимым от длины теломер старением

[19], а сокращенние длины теломер в коронарных эндотелиальных

клетках обнаружено у пациентов с ишемической болезнью сердца

[20], так же укорочение теломер отмечено у больных келоидными

забо леваниями [21]. Все это делает понятным возрастающий интерес

иссле дователей и фармакологов к этому ферменту [22]. Идеальным

было бы научиться регулировать теломеразу в определенных тканях

и во времени, таким образом, компенсируя укорочение теломер.

Не столько само по себе укорочение, сколько невозможность за

счет укорочения поддерживать определенную структуру нуклеи ново-

Теломераза: компоненты и функции, регуляторы фермента 159

белкового комплекса теломеры приводит к тому, что на определен ном

этапе клетка перестает делиться (сенессенс-фенотип). Это харак терно

для клеток соматических тканей млекопитающих и других много кле-

точных организмов, у которых имеется определенное количество

деле ний – лимит Хейфлика [23]. Длина теломер коррелирует с проли-

феративным потециалом клетки. Существование фермента, кото рый

препятствует укорочению теломер, предсказал задолго до его откры-

тия российский ученый А.М.Оловников [24]. Он предложил назвать

такой фермент теломеразой.

В рамках обзора невозможно охватить все, что известно на сегод-

няш ний день о различных аспектах функционирования теломеразы и

теломер. К настоящему времени опубликовано более 10 тысяч статей с

ключевыми словами «теломера» и «теломераза». Не имея возможности

рассмотреть их все, более подробно остановимся на вопросе о составе

и структуре теломеразного комплекса, сосредоточившись на сравне-

нии многочисленных данных для эволюционно далеко отстоящих

друг от друга организмов: дрожжей и человека. Кратко обсудим

особен ности структуры теломер, так как они являются основным

субст ра том теломеразы, а также и методы измерения теломеразной

актив ности. Имеющиеся данные о структуре и функции теломеразы

анали зируются в свете действия известных фармакологических

агентов, ингибирующих или активирующих фермент, что необходимо

для понимания принципов создания искусственных регуляторов тело-

меразы: ингибиторов и активаторов.

V. АКТИВАЦИЯ ТЕЛОМЕРАЗЫ

Основным ограничением использования низкомолекулярных соеди-

не ний, напрямую взаимодействующих с ферментом теломеразой и

усиливающих ее активность, является необходимость сохранения

оста точной теломеразной активности в ткани, где потенциально

может проявиться терапевтический эффект таких соединений. Воз-

мож ной мишенью таких соединений являются стволовые клетки реге-

нерируемых тканей, для которых характерна постоянная невысокая

теломеразная активность. Другой мишенью могут быть лимфоциты,

так же имеющие собственный низкий уровень теломеразной актив-

ности. Во время активации их роста, ферментативная активность

теломеразы возрастает в основном за счет фосфорилирования TERT,

вызы вающего изменение локализации белка в клетке [180]. Со време-

нем, эти клетки крови прогрессивно теряют свою способность уси-

ливать теломеразную активность, что приводит к репликативному

старению и к высоко дифференцированной популяции клеток [181].

Недавно этот процесс был рассмотрен детально [182]. Молекулы,

уве ли чивающие теломеразную активность, могли бы восстановить

Теломераза: компоненты и функции, регуляторы фермента 189

про ли феративную способность клеток крови, так же как и некоторые

другие функции.

Одним из наиболее многообещающих активаторов теломеразы

на настоящий момент являются разрабатываемые компанией Geron

низкомолекулярные соединения TAT0001 и TAT0002. Компания

анонсировала начало I/II фазы клинических испытаний этих веществ

(http://www.geron.com).

TA-65L, теломеразный активатор выделенный из китайского

рас тения Astragalus, был протестирован в пилотных клиничес-

ких испытаниях и проявил способность усиливать иммунитет и

сексуальную функцию, а так же улучшать состояние кожи (http://www.

tasciences.com).

Вещества, непосредственно действующие на теломеры или

тело меразу пока редки, но существуют несколько агентов, которые

про ти водействуют старению и усиливают теломеразную активность

косвенно. Эндотелиальные клетки, так же как и сосудистые клетки глад-

ких мышц, имеют низкую теломеразную активность. Несколько лет

назад было продемонстрировано, что введение hTERT в человеческие

эндотелиальные клетки увеличивает продолжительность их жизни

[177, 178].

Митохондриальная дисфункция, вызывающая повышенное

содер жание активных кислородных соединений (ROS) названа

главной детерминантой зависимого от теломер старения на уровне

одиночной клетки [183]. Антиоксиданты задерживают начало сосу-

дис того старения в теломер-зависимом пути. In vitro ROS снижают

уровень ядерного белка hTERT и теломеразную активность в эндо-

телиальных клетках. Это сопровождается ранним появлением фено-

типа старениия, в то время, как инкубация с антиоксидантом N-аце-

тил цистеином блокирует ядерный экспорт hTERT в цитозоль [184].

Токо ферол, известный антиоксидант, так же подавляет сокращение

длины теломер и сохраняет уровень теломеразной активности в клет-

ках капиллярных сосудов мозга [185].

Для активации теломеразы используются так же экстракты из

при родных объектов. Так, экстракт Gingo Biloba задержал начало

старе ния за счет стимулирования формирования теломеразы через

пере дачу сигналов PI3k/Akt-пути [186].

За последние десятилетие число неизлечимых хронических

деге неративных заболеваний существенно увеличилось. Разработка

мето дов их лечения должна включать поиски способов регенерации

тканей, которая может стимулироваться теломераза-активирующими

веществами. Таким образом, несомненно, имеется насущная необхо-

190 М. Э. Зверева и соавт.

димость дальнейших поисков и изучения теломеразных активаторов

(предпочтительно низкомолекулярных), которые могут быть исполь зо-

ваны в терапии дегенеративных заболеваний в ближайшем будущем.

VII. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

За последние годы теломераза стала основой для разработки методов

антираковой терапии. В обзоре рассмотрена структура и особенности

функционирования теломеразы, а так же некоторые ее ингибиторы

и активаторы, которые в будущем могут быть использованы в

терапии.

Теломераза: компоненты и функции, регуляторы фермента 195

В последние годы, на основе фундаментальных исследований

меха низма работы теломеразы, были найдены различные способы

блоки рования катализируемого теломеразой процесса – поддержания

длины теломер. Во-первых – это прямое ингибирование: либо ката-

ли тической субъединицы (hTERT), либо РНК-компоненты теломе-

раз ного комплекса (hTERC). Во-вторых – блокирование связывания

теломер с теломеразой.

Поиск активаторов теломеразы – относительно новая область.

Раз витие современных тенденций в медицине, связанных с исполь-

зованием в терапии стволовых клеток, может скоро сделать такие акти-

ваторы центром повышенного внимания. Однако на даный момент

веществ, проявляющих такие свойства, идентифицировано мало.

Дальнейший поиск и создание новых соединений, модулирующих

активность теломеразы, могут быть успешными только при полном

понимании механизма работы фермента и углублении представлений

о структуре компонентов теломеразы, что не возможно без обобщения

уже накопленных данных и новых фундаментальных исследований

в этой области.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Greider, C.W., Blackburn E.H. (1987)

Cell, 51, 887–898.

2. Щербакова Д. М., Зверева М. Э.,

Шпан ченко О. В., Донцова О. А.

(2006) Моле кулярная Биология, 40,

1–15.

3. Osterhage, J.L., Talley, J.M., Friedman,

K.L. (2006) Nat. Struct. Mol.

Biol., 13, 720–728.

4. Hsu, M., Yu, E.Y., Singh, S.M., Lue, N.F.

(2007) Eukaryot. Cell, 6, 1330–1338.

5. Collins, K. (2006) Nat. Rev. Mol. Cell.

Biol., 7, 484–494.

6. Mozdy, A.D., Podell, E.R., Cech, T.R.

(2008) Mol. Cell. Biol., 28, 4152–

4161.

7. Cristofari, G., Lingner, J. (2006)

EMBO J., 25, 565–574.

8. Denchi, E.L. (2009) DNA Repair

(Amst), 8, 1118–1126.

9. Janknecht, R. (2004) FEBS Lett., 564,

9–13.

10. Bollmann, F.M. (2007) Cancer Treat.

Rev., 33, 704–709.

11. Schmitt, C.A. (2007) Biochim. Biophys.

Acta, 1775, 5–20.

12. Masutomi, K., et al. (2003) Cell, 114,

241–253.

13. Kaszubowska, L. (2008) J. Physiol.

Pharmacol., 59 Suppl 9, 169–186.

14. Flores, I., Benetti, R., Blasco, M.A.

(2006) Curr. Opin. Cell. Biol., 18,

254–260.

15. Mitchell, J.R., Wood, E., Collins, K.

(1999) Nature, 402, 551–555.

16. Mitchell, J.R., Cheng, J., Col lins, K.

(1999) Mol. Cell. Biol., 19, 567–576.

17. Armanios, M., et al. (2005) Proc. Natl.

Acad. Sci. USA, 102, 15960–15964.

18. Chen, G., Tai, A.K., Lin, M., Chang,

F., Terhorst, C., Huber, B.T. (2007)

Eur. J. Immunol., 37, 663–674.

19. Minamino, T., Komuro, I. (2007)

Circ. Res., 100, 15–26.

196 М. Э. Зверева и соавт.

20. Ogami, M., et al. (2004) Arterioscler.

Thromb. Vasc. Biol., 24, 546–550.

21. De Felice, B., Wilson, R.R., Nacca, M.

(2009) BMC Med. Genet., 10, 110.

22. Tarkanyi, I., Aradi, J. (2008) Bio chimie,

90, 156–172.

23. Hayflick, L. (1997) Biochemistry

(Mosc.), 62, 1180–1190.

24. Olovnikov, A.M. (1973) J. Theor.

Biol., 41, 181–190.

25. Kelleher, C., Teixeira, M.T., Forstemann,

K., Lingner, J. (2002) Trends

Biochem. Sci., 27, 572–579.

26. Lue, N.F. (2004) Bioessays, 26,

955–962.

27. Collins, K. (1999) Annu. Rev. Biochem.,

68, 187–218.

28. Bosoy, D., Lue, N.F. (2004) Nucleic

Acids Res., 32, 93–101.

29. Chen, J.L., Greider, C.W. (2003)

EMBO J., 22, 304–314.

30. Forstemann, K., Lingner, J. (2001)

Mol. Cell. Biol., 21, 7277–7286.

31. Morin, G.B. (1989) Cell, 59, 521–529.

32. Greider, C.W. (1991) Mol. Cell. Biol.,

11, 4572–4580.

33. Prowse, K.R., Avilion, A.A., Greider,

C.W. (1993) Proc. Natl. Acad. Sci.

USA, 90, 1493–1497.

34. Cohn, M., Blackburn, E.H. (1995)

Science, 269, 396–400.

35. Lue, N.F., Peng, Y. (1997) Nucleic

Acids Res., 25, 4331–4337.

36. Prescott, J., Blackburn, E.H. (1997)

Genes Dev., 11, 2790–2800.

37. Teixeira, M.T., Arneric, M., Sperisen,

P., Lingner, J. (2004) Cell, 117,

323–335.

38. Prescott, J., Blackburn, E.H. (1997)

Genes Dev., 11, 528–540.

39. Lue, N.F., Li, Z. (2007) Nucleic Acids

Res., 35, 5213–5222.

40. Chang, M., Arneric, M., Lingner, J.

(2007) Genes Dev., 21, 2485–2494.

41. Niu, H., Xia, J., Lue, N.F. (2000) Mol.

Cell Biol., 20, 6806–6815.

42. Petrov, A.V., Dokudovskaya, S.S.,

Sokolov, K.A., Lavrik, O.I., Favre,

A., Dontsova, O.A., Bogdanov, A.A.

(1998) FEBS Lett., 436, 35–40.

43. Huard, S., Autexier, C. (2004) Nucleic

Acids Res., 32, 2171–2180.

44. Oulton, R., Harrington, L. (2004)

Mol. Biol. Cell, 15, 3244–3256.

45. Theimer, C.A., Feigon, J. (2006) Curr.

Opin. Struct. Biol., 16, 307–318.

46. Autexier, C., Lue, N.F. (2006) Annu.

Rev. Biochem., 75, 493–517.

47. Lue, N.F., Lin, Y.C., Mian, I.S. (2003)

Mol. Cell. Biol., 23, 8440–8449.

48. Friedman, K.L., Heit, J.J., Long,

D.M., Cech, T.R. (2003) Mol. Biol.

Cell, 14, 1–13.

49. Xia, J., Peng, Y., Mian, I.S., Lue,

N.F. (2000) Mol. Cell. Biol., 20,

5196–5207.

50. Bosoy, D., Peng, Y., Mian, I.S., Lue,

N.F. (2003) J. Biol. Chem., 278,

3882–3890.

51. Friedman, K.L., Cech, T.R. (1999)

Genes Dev., 13, 2863–2874.

52. Jacobs, S.A., Podell, E.R., Cech, T.R.

(2006) Nat. Struct. Mol. Biol., 13,

218–225.

53. Rouda, S., Skordalakes, E. (2007)

Structure, 15, 1403–1412.

54. Gillis, A.J., Schuller, A.P., Skordalakes,

E. (2008) Nature, 455, 633–637.

55. Romi, E., Baran, N., Gantman, M.,

Shmoish, M., Min, B., Collins, K.,

Manor, H. (2007) Proc. Natl. Acad.

Sci. USA, 104, 8791–8796.

56. Richards, S., et al. (2008) Nature,

452, 949–955.

57. Nugent, C.I., Lundblad, V. (1998)

Genes Dev., 12, 1073–1085.

58. Weinrich, S.L., et al. (1997) Nat.

Genet., 17, 498–502.

59. Peng, Y., Mian, I.S., Lue, N.F. (2001)

Mol. Cell., 7, 1201–1211.

60. Eugster, A., et al. (2006) Nat. Struct.

Mol. Biol., 13, 734–739.

Теломераза: компоненты и функции, регуляторы фермента 197

61. Boule, J.B., Vega, L.R., Zakian, V.A.

(2005) Nature, 438, 57–61.

62. Zhang, D.H., Zhou, B., Huang, Y.,

Xu, L.X., Zhou, J.Q. (2006) Nucleic

Acids Res., 34, 1393–1404.

63. Zhou, J., Monson, E.K., Teng, S.C.,

Schulz, V.P., Zakian, V.A. (2000)

Science, 289, 771–774.

64. Mangahas, J.L., Alexander, M.K.,

Sandell, L.L., Zakian, V.A. (2001)

Mol. Biol. Cell, 12, 4078–4089.

65. Jacobs, S.A., Podell, E.R., Wuttke,

D.S., Cech, T.R. (2005) Protein Sci.,

14, 2051–2058.

66. Moriarty, T.J., Ward, R.J., Taboski,

M.A., Autexier, C. (2005) Mol. Biol.

Cell, 16, 3152–3161.

67. Lue, N.F., Peng, Y. (1998) Nucleic

Acids Res., 26, 1487–1494.

68. Lue, N.F. (2005) J. Biol. Chem., 280,

26586–26591.

69. Hardy, C.D., Schultz, C.S., Collins,

K. (2001) J. Biol. Chem., 276,

4863–4871.

70. Harrington, L.A., Greider, C.W. (1991)

Nature, 353, 451–454.

71. Baran, N., Haviv, Y., Paul, B., Manor,

H. (2002) Nucleic Acids Res., 30,

5570–5578.

72. Hammond, P.W., Lively, T.N., Cech,

T.R. (1997) Mol. Cell. Biol., 17,

296–308.

73. Wallweber, G., Gryaznov, S., Pongracz,

K., Pruzan, R. (2003) Biochemistry,

42, 589–600.

74. Melek, M., Greene, E.C., Shippen,

D.E. (1996) Mol. Cell. Biol., 16,

3437–3445.

75. Alves, D., Li, H., Codrington, R.,

Orte, A., Ren, X., Klenerman, D.,

Bala subramanian, S. (2008) Nat.

Chem. Biol., 4, 287–289.

76. Lai, C.K., Mitchell, J.R., Collins, K.

(2001) Mol. Cell. Biol., 21, 990–

1000.

77. O'Connor, C.M., Lai, C.K., Collins,

K. (2005) J. Biol. Chem., 280,

17533–17539.

78. Moriarty, T.J., Marie-Egyptienne,

D.T., Autexier, C. (2004) Mol. Cell.

Biol., 24, 3720–3733.

79. Zaug, A.J., Podell, E.R., Cech, T.R.

(2008) Nat. Struct. Mol. Biol., 15,

870–872.

80. Ji, H., Platts, M.H., Dharamsi, L.M.,

Friedman, K.L. (2005) Mol. Cell.

Biol., 25, 9103–9114.

81. Ji, H., Adkins, C.J., Cartwrigh,t B.R.,

Friedman, K.L. (2008) Mol. Cell.

Biol., 28, 2380–2390.

82. Chen, J.L., Opperman, K.K., Greider,

C.W. (2002) Nucleic Acids Res., 30,

592–597.

83. Miller, M.C., Liu, J.K., Collins, K.

(2000) EMBO J., 19, 4412–4422.

84. Lai, C.K., Miller, M.C., Collins, K.

(2002) Genes Dev., 16, 415–420.

85. Lin, J., Blackburn, E.H. (2004) Genes

Dev., 18, 387–396.

86. Zhou, X.Z., Lu, K.P. (2001) Cell, 107,

347–359.

87. Banik, S.S., Counter, C.M. (2004) J.

Biol. Chem., 279, 51745–51748.

88. Forstemann, K., Lingner, J. (2005)

EMBO Rep., 6, 361–366.

89. Hossain, S., Singh, S., Lue, N.F. (2002)

J. Biol. Chem., 277, 36174–36180.

90. Huard, S., Moriarty, T.J., Autexier,

C. (2003) Nucleic Acids Res., 31,

4059–4070.

91. Banik, S.S., Guo, C., Smith, A.C., Margolis,

S.S., Richardson, D.A., Tirado,

C.A., Counter, C.M. (2002) Mol. Cell.

Biol., 22, 6234–6246.

92. Armbruster, B.N., Banik, S.S., Guo,

C., Smith, A.C., Counter, C.M. (2001)

Mol. Cell. Biol., 21, 7775–7786.

93. Gandhi, L., Collins, K. (1998) Genes

Dev., 12, 721–733.

198 М. Э. Зверева и соавт.

94. Roy, J., Fulton, T.B., Blackburn, E.H.

(1998) Genes Dev., 12, 3286–3300.

95. Zhu, J., Wang, H., Bishop, J.M.,

Blackburn, E.H. (1999) Proc. Natl.

Acad. Sci. USA, 96, 3723–3728.

96. Blackburn, E.H. (2005) FEBS Lett.,

579, 859–862.

97. Maringele, L., Lydall, D. (2002)

Genes Dev., 16, 1919–1933.

98. Zubko, M.K., Guillard, S., Lydall,

D. (2004) Genetics, 168, 103–115.

99. Gravel, S., Larrivee, M., Labrecque,

P., Wellinger, R.J. (1998) Science,

280, 741–744.

100. Garvik, B., Carson, M., Hart well,

L. (1995) Mol. Cell. Biol., 15,

6128–6138.

101. Steinberg-Neifach, O., Lue, N.F.

(2006) Nucleic Acids Res., 34,

2710–2722.

102. Hsu, M., McEachern, M.J., Dandjinou,

A.T., Tzfati, Y., Orr, E.,

Blackburn, E.H., Lue, N.F. (2007)

Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 104,

11682–11687.

103. Sarin, K.Y., Cheung, P., Gilison, D.,

Lee, E., Tennen, R.I., Wang, E., Artandi,

M.K., Oro, A.E., Artandi, S.E.

(2005) Nature, 436, 1048–1052.

104. Park, J.I., et al. (2009) Nature, 460,

66–72.

105. Zappulla, D.C., Cech, T.R. (2004)

Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 101,

10024–10029.

106. Dandjinou, A.T., Levesque, N., Larose,

S., Lucier, J.F., Abou Elela, S.,

Wellinger, R.J. (2004) Curr. Biol.,

14, 1148–1158.

107. Romero, D.P., Blackburn, E.H.

(1991) Cell, 67, 343–353.

108. Chen, J.L., Blasco, M.A., Greider,

C.W. (2000) Cell, 100, 503–514.

109. Lin, J., Ly, H., Hussain, A., Abraham,

M., Pearl, S., Tzfati, Y., Parslow,

T.G., Blackburn, E.H. (2004)

Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 101,

14713–14718.

110. Qiao, F., Cech, T.R. (2008) Nat.

Struct. Mol. Biol., 15, 634–640.

111. Livengood, A.J., Zaug, A.J., Cech,

T.R. (2002) Mol. Cell. Biol., 22,

2366–2374.

112. Lai, C.K., Miller, M.C., Collins, K.

(2003) Mol. Cell, 11, 1673–1683.

113. Miller, M.C., Collins, K. (2002)

Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 99,

6585–6590.

114. Ware, T.L., Wang, H., Blackburn, E.H.

(2000) EMBO J., 19, 3119–3131.

115. Legassie, J.D., Jarstfer, M.B. (2005)

Biochemistry, 44, 14191–14201.

116. Seto, A.G., Umansky, K., Tzfati, Y.,

Zaug, A.J., Blackburn, E.H., Cech,

T.R. (2003) RNA, 9, 1323–1332.

117. Chen, J.L., Greider, C.W. (2003)

Genes Dev., 17, 2747–2752.

118. Leonardi, J., Box, J.A., Bunch, J.T.,

Baumann, P. (2008) Nat. Struct.

Mol. Biol., 15, 26–33.

119. Webb, C.J., Zakian, V.A. (2008) Nat.

Struct. Mol. Biol., 15, 34–42.

120. Chen, J.L., Greider, C.W. (2005)

Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 102,

8080–8085; discussion 8077–8089.

121. Theimer, C.A., Blois, C.A., Feigon,

J. (2005) Mol. Cell, 17, 671–682.

122. Antal, M., Boros, E., Solymosy, F.,

Kiss, T. (2002) Nucleic Acids Res.,

30, 912–920.

123. Leeper, T.C., Varani, G. (2005)

RNA, 11, 394–403.

124. Ly, H., Blackburn, E.H., Parslow,

T.G. (2003) Mol. Cell. Biol., 23,

6849–6856.

Теломераза: компоненты и функции, регуляторы фермента 199

125. Chen, Y., Fender, J., Legassie, J.D.,

Jarstfer, M.B., Bryan, T.M., Vara ni,

G. (2006) EMBO J., 25, 3156–3166.

126. Richards, R.J., Wu, H., Trantirek, L.,

O'Connor, C.M., Collins, K., Feigon,

J. (2006) RNA, 12, 1475–1485.

127. Mason, D.X., Goneska, E., Greider,

C.W. (2003) Mol. Cell. Biol., 23,

5606–5613.

128. Prathapam, R., Witkin, K.L., O'Connor,

C.M., Collins, K. (2005) Nat.

Struct. Mol. Biol., 12, 252–257.

129. Brown, Y., Abraham, M., Pearl, S.,

Kabaha, M.M., Elboher, E., Tzfati,

Y. (2007) Nucleic Acids Res., 35,

6280–6289.

130. Zappulla, D.C., Goodrich, K., Cech,

T.R. (2005) Nat. Struct. Mol. Biol.,

12, 1072–1077.

131. Venteicher, A.S., Meng, Z., Mason,

P.J., Veenstra, T.D., Artandi, S.E.

(2008) Cell, 132, 945–957.

132. Witkin, K.L., Collins, K. (2004)

Genes Dev., 18, 1107–1118.

133. O'Connor, C.M., Collins, K. (2006)

Mol. Cell. Biol., 26, 2029–2036.

134. Feng, J., et al. (1995) Science, 269,

1236–1241.

135. Fu, D., Collins, K. (2006) Genes

Dev., 20, 531–536.

136. Mitchell, J.R., Collins, K. (2000)

Mol. Cell, 6, 361–371.

137. Pogacic, V., Dragon, F., Filipowicz,

W. (2000) Mol. Cell. Biol., 20,

9028–9040.

138. Dragon, F., Pogacic, V., Filipowicz,

W. (2000) Mol. Cell. Biol., 20,

3037–3048.

139. Seto, A.G., Zaug, A.J., Sobel, S.G.,

Wolin, S.L., Cech, T.R. (1999) Nature,

401, 177–180.

140. Chapon, C., Cech, T.R., Zaug, A.J.

(1997) RNA, 3, 1337–1351.

141. Mozdy, A.D., Cech, T.R. (2006)

RNA, 12, 1721–1737.

142. Teixeira, M.T., Forstemann, K.,

Gasser, S.M., Lingner, J. (2002)

EMBO Rep., 3, 652–659.

143. Gallardo, F., Olivier, C., Dandjinou,

A.T., Wellinger, R.J., Chartrand, P.

(2008) EMBO J., 27, 748–757.

144. Box, J.A., Bunch, J.T., Tang, W.,

Baumann, P. (2008) Nature, 456,

910–914.

145. Hughes, T.R., Evans, S.K., Weilbaecher,

R.G., Lundblad, V. (2000)

Curr. Biol., 10, 809–812.

146. Lingner, J., Cech, T.R., Hughes,

T.R., Lundblad, V. (1997) Proc. Natl.

Acad. Sci. USA, 94, 11190–11195.

147. Zhou, J., Hidaka, K., Futcher,

B. (2000) Mol. Cell. Biol., 20,

1947–1955.

148. Virta-Pearlman, V., Morris, D.K.,

Lundblad, V. (1996) Genes Dev.,

10, 3094–3104.

149. Evans, S.K., Lundblad, V. (1999)

Science, 286, 117–120.

150. Snow, B.E., Erdmann, N., Cruickshank,

J., Goldman, H., Gill, R.M.,

Robinson, M.O., Harrington, L.

(2003) Curr. Biol., 13, 698–704.

151. Neidle, S. (2009) Curr. Opin. Struct.

Biol., 19, 239–250.

152. Wong, H.M., Payet, L., Huppert, J.L.

(2009) Curr. Opin. Mol. Ther., 11,

146–155.

153. Meyne, J., Ratliff, R.L., Moyzis, R.K.

(1989) Proc. Natl. Acad. Sci. USA,

86, 7049–7053.

154. Wright, J.H., Zakian, V.A. (1995)

Nucleic Acids Res., 23, 1454–1460.

155. Bourns, B.D., Alexander, M.K.,

Smith, A.M., Zakian, V.A. (1998)

Mol. Cell. Biol., 18, 5600–5608.

200 М. Э. Зверева и соавт.

156. Smith, C.D., Smith, D.L., DeRisi,

J.L., Blackburn, E.H. (2003) Mol.

Biol. Cell, 14, 556–570.

157. Gao, H., Cervantes, R.B., Mandell,

E.K., Otero, J.H., Lundblad, V.

(2007) Nat. Struct. Mol. Biol., 14,

208–214.

158. Pennock, E., Buckley, K., Lundblad,

V. (2001) Cell, 104, 387–396.

159. Fisher, T.S., Taggart, A.K., Zakian,

V.A. (2004) Nat. Struct. Mol. Biol.,

11, 1198–1205.

160. Smogorzewska, A., de Lange, T.

(2004) Annu. Rev. Biochem., 73,

177–208.

161. de Lange, T. (2005) Genes Dev., 19,

2100–2110.

162. Gilson, E., Geli, V. (2007) Nat. Rev.

Mol. Cell. Biol., 8, 825–838.

163. Guedin, A., De Cian, A., Gros, J.,

Lacroix, L., Mergny, J.L. (2008)

Biochimie, 90, 686–696.

164. Johnson, J.E., Smith, J.S., Kozak,

M.L., Johnson, F.B. (2008) Biochimie,

90, 1250–1263.

165. Griffi th, J.D., Comeau, L., Rosenfi

eld, S., Stansel, R.M., Bianchi, A.,

Moss, H., de Lange, T. (1999) Cell,

97, 503–514.

166. Wei, C., Price, M. (2003) Cell. Mol.

Life Sci., 60, 2283–2294.

167. Lei, M., Zaug, A.J., Podell, E.R.,

Cech, T.R. (2005) J. Biol.Chem.,

280, 20449–20456.

168. Lee, J., Mandell, E.K., Tucey, T.M.,

Morris, D.K., Lundblad, V. (2008)

Nat. Struct. Mol. Biol., 15, 990–997.

169. Luke, B., Panza, A., Redon, S., Iglesias,

N., Li Z., Lingner, J. (2008)

Mol. Cell, 32, 465–477.

170. Azzalin, C.M., Reichenbach, P.,

Khoriauli, L., Giulotto, E., Lingner,

J. (2007) Science, 318, 798–801.

171. Schoeftner, S., Blasco, M.A. (2008)

Nat. Cell. Biol., 10, 228–236.

172. Luke, B., Lingner, J. (2009) EMBO

J., 28, 2503–2510.

173. Cohen, S.B., Graham, M.E., Lovrecz,

G.O., Bache, N., Robinson,

P.J., Reddel, R.R. (2007) Science,

315, 1850–1853.

174. Skvortsov, D.A., Rubtsova, M.P., Zvereva,

M.I., Kisseljov, F.L., Dontsova,

O.A. (2009) Acta Naturae, 49–65.

175. Greider, C.W., Blackburn, E.H.

(1985) Cell, 43, 405–413.

176. Wege, H., Chui, M.S., Le, H.T., Tran,

J.M., Zern, M.A. (2003) Nucleic

Acids Res., 31, E3–3.

177. Huang, Y.P., Liu, Z.S., Tang, H., Liu,

M., Li, X. (2006) Clin. Chim. Acta,

372, 112–119.

178. Kim, N.W., Wu, F. (1997) Nucleic

Acids Res., 25, 2595–2597.

179. Fajkus, J. (2006) Clin. Chim. Acta.,

371, 25–31.

180. Liu, K., Hodes, R.J., Weng, N. (2001)

J. Immunol., 166, 4826–4830.

181. Akbar, A.N., Vukmanovic-Stejic,

M. (2007) J. Immunol., 178,

6689–6694.

182. Fujisaki, H., Kakuda, H., Imai,

C., Mullighan, C.G., Campana,

D. (2009) Br. J. Haematol., 145,

606–613.

183. Passos, J.F., et al. (2007) PLoS

Biol., 5, e110.

184. Haendeler, J., Hoffmann, J., Diehl,

J.F., Vasa, M., Spyridopoulos, I.,

Zeiher, A.M., Dimmeler, S. (2004)

Circ. Res., 94, 768–775.

185. Tanaka, Y., Moritoh, Y., Miwa,

N. (2007) J. Cell. Biochem., 102,

689–703.

186. Dong, X.X., Hui, Z.J., Xiang, W.X.,

Rong, Z.F., Jian, S., Zhu, C.J.

Теломераза: компоненты и функции, регуляторы фермента 201

(2007) J. Cardiovasc. Pharmacol.,

49, 111–115.

187. Datta, A., Bellon, M., Sinha-Datta,

U., Bazarbachi, A., Lepelletier, Y.,

Canioni, D., Waldmann, T.A., Hermine,

O., Nicot, C. (2006) Blood,

108, 1021–1029.

188. Strahl, C., Blackburn, E.H. (1996)

Mol. Cell. Biol., 16, 53–65.

189. Bondarev, I.E. (2006) Patent:

WO2006US19488 20060518

190. Hajek, M., Matulova, N., Votruba, I.,

Holy, A., Tloust'ova, E. (2005) Biochem.

Pharmacol., 70, 894–900.

191. Sluis-Cremer, N., Temiz, N.A.,

Bahar, I. (2004) Curr. HIV Res., 2,

323–332.

192. Goldman, M.E., Salituro, G.S.,

Bowen, J.A., Williamson, J.M.,

Zink, D.L., Schleif, W.A., Emini,

E.A. (1990) Mol. Pharmacol., 38,

20–25.

193. Ueno, T., Takahashi, H., Oda, M.,

Mizunuma, M., Yokoyama, A., Goto,

Y., Mizushina, Y., Sakaguchi, K.,

Hayashi, H. (2000) Biochemistry,

39, 5995–6002.

194. Seay, T.M., Peretsman, S.J., Dixon,

P.S. (1996) J. Urol., 155, 757–762.

195. Yamakuchi, M., Nakata, M., Kawaha

ra, K., Kitajima, I., Ma ruyama,

I. (1997) Cancer Lett., 119,

213–219.

196. Propper, D.J., et al. (1999) Ann.

Oncol., 10, 923–927.

197. Naasani, I., Seimiya, H., Yamori, T.,

Tsuruo, T. (1999) Cancer Res., 59,

4004–4011.

198. Lipps, H.J., Rhodes, D. (2009)

Trends Cell. Biol., 19, 414–422.

199. Balasubramanian, S., Neidle, S.

(2009) Curr. Opin. Chem. Biol., 13,

345–353.

200. Ou, T.M., Lu, Y.J., Tan, J.H., Huang,

Z.S., Wong, K.Y., Gu, L.Q. (2008)

ChemMedChem, 3, 690–713.

201. Damm, K., et al. (2001) EMBO J.,

20, 6958–6968.

202. Huang, H.S., Chou, C.L., Guo, C.L.,

Yuan, C.L., Lu, Y.C., Shieh, F.Y., Lin,

J.J. (2005) Bioorg. Med. Chem., 13,

1435–1444.

203. Eitsuka, T., Nakagawa, K., Suzuki,

T., Miyazawa, T. (2005) Biochim.

Biophys. Acta, 1737, 1–10.

204. Rangarajan, S., Friedman, S.H.

(2007) Bioorg. Med. Chem. Lett.,

17, 2267–2273.

205. Naasani, I., Seimiya, H., Tsuruo,

T. (1998) Biochem. Biophys. Res.

Commun., 249, 391–396.

206. Hayakawa, N., Nozawa, K., Ogawa,

A., Kato,N., Yoshida, K., Akamatsu,

K., Tsuchiya, M., Nagasaka, A.,

Yoshida, S. (1999) Biochemistry,

38, 11501–11507.

207. Chen, J.L., Greider, C.W. (2004)

Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 101,

14683–14684.

208. Dikmen, Z.G., Ozgurtas, T., Gryaznov,

S.M., Herbert, B.S. (2009)

Biochim. Biophys. Acta., 1792,

240–247.

209. Gryaznov, S.M. (1999) Biochim.

Biophys. Acta., 1489, 131–140.

210. Lai, S.R., Cunningham, A.P., Huynh,

V.Q., Andrews, L.G., Tollefsbol,

T.O. (2007) Exp. Cell. Res., 313,

322–330.

211. Folini, M., Berg, K., Millo, E., Villa,

R., Prasmickaite, L., Daidone, M.G.,

Benatti, U., Zaffaroni, N. (2003)

Cancer Res., 63, 3490–3494.

212. Gandellini, P., Folini, M., Bandiera,

R., De Cesare, M., Binda, M., Veronese,

S., Daidone, M.G., Zunino,

202 М. Э. Зверева и соавт.

F., Zaffaroni, N. (2007) Biochem.

Pharmacol., 73, 1703–1714.

213. Beliveau, A., Bassett, E., Lo, A.T.,

Garbe, J., Rubio, M.A., Bissell,

M.J., Campisi, J., Yaswen, P. (2007)

Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 104,

4431–4436.

214. Gu, B., Bessler, M., Mason, P.J.

(2009) Cell Cycle, 8, 6–10. __

ТЕЛОМЕРАЗА: СТРУКТУРА, ФУНКЦИИ

И ПУТИ РЕГУЛЯЦИИ АКТИВНОСТИ

М. Э. ЗВЕРЕВА, Д. М. ЩЕРБАКОВА,

О. А. ДОНЦОВА

Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова,

Москва

I. Введение. II. Структура и функция теломеразы. III. Теломер-

свя зывающие белки. IV. Тестирование теломеразной активно<