ras基因是第一个被鉴定的人类癌基因,也是最常见的癌基因,是目前所知最保守的一族癌基因,对细胞生长、增殖、分化调控以及细胞恶性转化具有重要作用。自从1982年Parada等首先从人膀胱癌细胞中克隆出活化的癌基因C-Ha-Ras以来,对于ras基因、蛋白及其参与的信号转导通路的研究一直是分子肿瘤学的研究热点之一。
ras癌基因的结构与表达
ras包括H-ras、K-ras和N-ras,均由4个外显子组成,分别位于11、12和1号染色体短臂,前二者是大鼠肉瘤病毒的转化基因,后者是从人神经母细胞瘤中分离得到的。其蛋白分子量为21kD,称P21。ras癌基因编码的蛋白质具有与细胞膜表面结合和GTP酶活性的特点,可引起信息传递作用。ras原癌基因的激活主要是通过点突变,点突变热点多集中在第12、13和61位密码子,这些位点对维持P21蛋白的空间构型和转化功能是非常重要的。Vousdan等以活化的ras癌基因转染低转移性的小鼠乳腺癌细胞,发现转染细胞获得了较强的转移能力。
ras癌基因的功能
P21蛋白位于细胞膜内侧,它在传递细胞生长分化信号方面起重要作用。它属于三磷酸鸟苷(GTP)结合蛋白(一种细胞信息传递的耦联因子),通过GTP与二磷酸鸟苷(GDP)的相互转化来调节信息的传递。P21与GTP和GDP有很强的亲和性,而且有较弱的GTP酶活性。正常情况下,P21和GDP结合并没有活性,当细胞外的生长分化因子把信号传导到胞膜内侧的P21时,可增强P21与GTP结合活性,使P21和GTP结合成为激活状态,信号系统开放。因为P21有GTP酶活性,可使GTP水解成GDP,P21和GDP结合后P21失活,信号系统关闭。正常情况下P21的GTP酶活性很弱,当和GTP酶激活蛋白(GAP)结合后其水解速度可提高1万倍而使P21失活,P21和GDP结合后可以激活鸟苷酸释放蛋白(GNRP),GNRP使P21释放GDP结合GTP,因此通过GTP和GDP的相互转化可以有节制地调节P21对信号系统的开启和关闭,完成生长分化信号传入细胞内的过程。