p73 e p63 sostengono una corretta progressione del ciclo cellulare attraverso l’attivazione trascrizionale di geni G1/S

La caratteristica biochimica principale della proteina p53 è quella di agire da fattore di trascrizione sequenza-specifico, regolando l’espressione di geni target, in risposta a specifici segnali cellulari (Ko and Prives 1996; Levine 1997; Choisy- Rossi and Yonish-Rouach 1998, 1998; El-Deiry 1998; Prives and Hall 1999; Oren 1999). Tale azione si esplica attraverso il riconoscimento di una sequenza di legame specifica, presente nelle regioni regolatorie (promotore, introni, UTRs) dei suoi geni target, e nota come p53 responsive element (p53RE).

Tale sequenza consensus, definita anche sequenza di El-Deiry, è costituita da un doppio decamero intervallato da una sequenza spacer di lunghezza variabile tra 0 e 13 nucleotidi (El-Deiry et al. 1992): 5’- PuPuPuC(A/T)(A/T)GPyPyPy…[0,13]…PuPuPuC(A/T)(A/T)GPyPyPy -3’ All’interno di questa consensus, esistono delle posizioni altamente conservate (la C in posizione 4 e la G in posizione 7), mentre Pu sta a indicare una Purina (G o A) e Py indica una pirimidina (C o T). Inoltre sono tollerati fino a tre mismatch, il doppio decamero può essere affiancato da altri decameri addizionali. Pare che le isoforme di p53 possono avere attività di binding distinte, che portano all’attivazione di target differenti.

La p53b lega in modo preferenziale il p53RE del gene BAX, piuttosto che quello di MDM2, mentre la p53a lega preferenzialmente il promotore di MDM2, piuttosto che quello di BAX, mentre il promotore di p21 viene attivato indifferentemente da entrambe le isoforme. p53b può formare un complesso proteico con p53a e può in modo specifico potenziare l’attività trascrizionale di p53a a livello del promotore di BAX, mentre non avrebbe effetto sul promotore di p21. La co-trasfezione di p53a e di p53b aumenterebbe leggermente l’apoptosi mediata da p53, mentre la co-trasfezione di p53 e della D133p53 inibirebbe fortemente l’apoptosi p53-mediata, in modo dosedipendente.

Questo dato suggerisce che un sottile e complesso bilanciamento esisterebbe tra le differenti isoforme di p53 che potrebbe regolare il destino cellulare (Bourdon et al. 2005). Diversi studi indicano che il rapporto DNp53/p53 full length sarebbe essenziale per la rigenerazione tissutale e la longevità. Questo potrebbe avvenire agendo sulla proliferazione delle cellule staminali e sulla tolleranza al danno cellulare L’elevato livello di similarità, soprattutto nella regione di binding della proteina ha spinto a pensare che la p53RE fosse riconosciuta, oltre che da p53, anche da p63 e p73.

All’inizio, i primi esperimenti sostenevano l’idea di una ridondanza nella funzione di queste tre proteine e nel riconoscimento della consensus target e molti esperimenti di cotrasfezione hanno evidenziato tale capacità funzionale. Successivamente, però, si è andata via via evidenziando una diversificazione dei target di p53, p63 e p73 e si è visto che esistono geni target specifici e quindi funzioni diverse per ognuna delle tre proteine. Studi recenti hanno indicato che le proteine p63 possono legare il DNA attraverso un responsive element specifico, chiamato p63RE, leggermente differente dalla consensus per p53 (Osada et al. 2005, 2005, 2006; Sasaki et al. 2005; Perez et al. 2007).

Questa sequenza consensus specifica per p63 presenterebbe una composizione molto variabile a livello delle posizioni 10 e 11. Inoltre, all’interno di questa consensus, esistono delle posizioni altamente conservate (la A/G in posizione 5 e la C/T in posizione 16). Queste differenze rispetto alla p53RE canonica sarebbero alla base di un riconoscimento specifico da parte di p63 (Perez et al. 2007). Inoltre, le differenze a livello del DNA-binding domain di p53 e di p63 influenzerebbero le proprietà elettrostatiche, i potenziali idrofobici e la termostabilità della conformazione del dominio in questione (Klein et al. 2001), che quindi avrebbero effetti sulla capacità di ogni proteina di legarsi a una sequenza target specifica.

Anche le isoforme proteiche di p73 legherebbero il DNA attraverso un responsive element specifico, leggermente differente dalla consensus per p53, che conferisce una specificità di risposta per p73, ma non per p53 (Sasaki et al. 2005; Osada et al. 2006). L’affinità di ogni membro della famiglia per un particolare RE sembra essere solo uno dei fattori, che contribuiscono alla selettività di una delle tre proteine verso il suo target specifico. Altri fattori sarebbero i livelli proteici delle tre proteine, le modificazioni post-traduzionali e le interazioni con altri partners proteici (Perez and Pietenpol 2007).

La presenza nei promotori dei geni target, oltre di un p53RE anche di elementi in cis associati ad altri fattori di trascrizione potrebbe mediare il binding cooperativo (Yang et al. 2006). Le isoforme DNp63 e DNp73 possono legare il DNA a livello del p53RE e possono esercitare effetti dominanti-negativi sulle attività di p53, p63 e p73, sia competendo per i siti di binding al DNA, sia attraverso la diretta interazione tra le proteine (review Benard et al. 2003). Le isoforme DNp63 e DNp73 attivano direttamente geni target specifici non indotti dalle isoforme TA (Dohn et al. 2001; Wu et al. 2003) Oltre ai siti di binding per p53 (p53REs), altre sequenze di DNA possono conferire la risposta a p53, quali per esempio un microsatellite polimorfico nel promotore di PIG3 e una nuova sequenza palindromica nel promotore di PAC1 (Contente et al. 2002; Yin et al. 2003). Sembra, quindi, che p53 abbia acquisito la capacità di riconoscere sequenze addizionali di DNA, nel corso dell’evoluzione.