Kanser Biyokimyası Dr. Akın Yeşilkaya Kanser Biyokimyası AMAÇ: • Kansere neden olan ve gelişiminde rol oynayan biyokimyasal mekanizmaları anlamak. Kanser Biyokimyası ÖĞRENİM HEDEFLERİ: • Kanser nedir? • Kansere neden olan.
Download ReportTranscript Kanser Biyokimyası Dr. Akın Yeşilkaya Kanser Biyokimyası AMAÇ: • Kansere neden olan ve gelişiminde rol oynayan biyokimyasal mekanizmaları anlamak. Kanser Biyokimyası ÖĞRENİM HEDEFLERİ: • Kanser nedir? • Kansere neden olan.
Slide 1
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 2
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 3
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 4
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 5
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 6
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 7
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 8
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 9
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 10
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 11
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 12
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 13
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 14
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 15
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 16
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 17
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 18
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 19
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 20
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 21
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 22
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 23
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 24
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 25
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 26
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 27
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 28
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 29
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 30
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 31
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 32
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 33
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 34
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 35
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 36
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 37
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 38
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 39
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 40
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 41
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 42
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 43
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 44
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 45
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 46
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 47
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 48
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 49
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 50
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 2
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 3
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 4
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 5
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 6
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 7
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 8
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 9
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 10
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 11
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 12
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 13
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 14
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 15
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 16
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 17
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 18
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 19
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 20
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 21
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 22
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 23
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 24
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 25
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 26
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 27
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 28
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 29
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 30
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 31
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 32
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 33
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 34
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 35
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 36
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 37
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 38
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 39
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 40
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 41
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 42
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 43
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 44
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 45
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 46
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 47
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 48
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 49
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz
Slide 50
Kanser Biyokimyası
Dr. Akın Yeşilkaya
Kanser Biyokimyası
AMAÇ:
• Kansere neden olan ve gelişiminde rol
oynayan biyokimyasal mekanizmaları
anlamak.
Kanser Biyokimyası
ÖĞRENİM HEDEFLERİ:
• Kanser nedir?
• Kansere neden olan etkenler nelerdir?
• Hücre büyümesinin kontrolü nasıl yapılıyor?
– DNA
– DNA’ya sinyal iletimi
– Genel membran sinyal iletim mekanizmaları
• Onkogen nedir?
• Onkogenlerin etki mekanizmaları nelerdir?
• Tümör Süpressör genler nelerdir?
Kanserin Önemi
Ölümcül hastalıklar içerisinde sıklık
açısından kardiyovasküler
hastalıklardan sonra kanser
gelmektedir.
• Sosyoekonomik önemi:
Her türlü yaş grubunda yer alması
Bireysel ekonomik problem olması
Kanser hücreleri diğer hücrelerden
ayıran 3 önemli özellik:
Büyümenin kontrolünün
azalması veya kısıtlanması
(Kontrol edilemiyen büyüme),
Belirli bölgelere invazyon
(İnvazyon kabiliyeti),
Vücudün diğer taraflarına
yayılması (Metastazis).
Benign tümör hücreleri diğer dokulara
invaze olamaz ve vücüttaki diğer yerlere
yayılamaz.
Kanser oluşturan ajanlar 3 geniş
grupta toplanır:
• Fiziksel ajanlar
• Kimyasal ajanlar
• Biyolojik ajanlar
1. Fiziksel Ajanlar
Radyant enerji:
pirimidin dimerlerin oluşumuna
tek veya çift zincir kırılmalarına
zincirlerde kross-link oluşumuna
neden olur.
O
H
C
N
N
C O
6
C
P
C
5
C H3
H
O
H
C
N
B irb irin e k o m ş u
T im in le r
N
C O
6
C
H
C
5
C H3
U ltra v iyo le ış ık
O
O
H
C
C
C
C H3
P
C O
C6
6 -4 fo to -ü rü n
H
C
N
N
H
C H3
O
H
C
C
H
T im in d im e ri
O
C O
6
C
H
N
N
C O
5
6
H
C
N
N
P
U ltra v iyo le ış ık
N
C OH
C5
C
C H3
4
N
H
C
5
C H3
1. Fiziksel Ajanlar
x ışınları veya g ışınları serbest radikaller
ortaya çıkmasına neden olur
( 1O2, OH, O2- v.s.)
2. Kimyasal Bileşikler:
İnsanda görülen
kanserlerin % 80’i
çevresel faktörler,
özellikler
kimyasallar neden
olur.
• Kişinin böyle bileşiklerle
karşılaşması
• Mesleğinden (benzen,
asbestos, v.s.)
• Diyetinden (Aflatoksin Aspergillus flavus küfünden
kaynaklanır)
• Yaşam tarzından (sigara)
• Terapotik ilaçların alımında
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
P o lisik lik aro m atik
h id ro k arb o n lar
B en zo [a] p iren
A ro m atik am in ler
2 -asetilam in o flu ren , N -m etil-4 -am in o b en zen
N itro zam in ler
d im etiln itro zam in , d ietiln itro zam in
Ç eşitli İlaçlar
A lk iley ici ajan lar, (sik lo fo sfam id ),
d ietilstilb estero l
D o ğ al B ileşik ler
D ak tin o m isin , A flato k sin B 1
İn o rg an ik B ileşik ler
A rsen ik , A sb est, B eriliu m , K ad m iy u m , K ro m
Bazı Kimyasal Karsinojenler:
O
C
N
N
H
B e n zo [a ] p ire n
CH3
2 -A s e tila m in o flu re n
N
N
H
N -M e til-4 -a m in o a zo b e n ze n
CH3
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenik kimyasalların ortak özellikleri
Yapısal olarak
Etki şekli olarak
Direkt etki (azotlu hardal, b-propiyolakton)
İndirekt etki (2-asetilaminofluren)
2. Kimyasal Ajanlar
Bazı kimyasallar karsinojenik etki
gösterebilmeleri için metabolik reaksiyonlar
ile aktiflenmesi gerekir. Bu olaya
Metabolik Aktivasyon, reaksiyona giren
bileşiklere de Prokarsinojen denir.
2. Kimyasal Ajanlar
Prokarsinojen Proksimat Karsinojen Karsinojen
2-asetilaminofluren N-hidroksi asetilaminofluren
sülfat esteri
2. Kimyasal Ajanlar
Karsinojenler elektrofilik moleküllerdir. Bundan
dolayı nükleofilik karakterde olan DNA, RNA ve
proteinlere saldırırlar
Karsinojenler çoğunlukla polisiklik aromatik
hidrokarbonlardır. Bu tür bileşikler organizma için
ksenebiyotik karakterde oldukları için aynı
metabolik yolları kullanırlar.
– Sitokrom P450
– Sitokrom P448
B e n zo (a )p ire n
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
B a s it e p o k s itle r
O
7 ,8 -O k s id
4 ,5 -o k s id
O
D ih id ro d io l'le r
O
O
O
7 ,8 -D ih id ro d io l
P -4 5 0 M o n o -o k s ije n a z
O
D io l-e p o k s id
O
O
7 ,8 -D io l,9 ,1 0 -o k s id
N ih a i K a rs in o je n
yü k s e k re a k tif e le k tro fil
O
4 ,5 -D ih id ro d io l
N o n re a k tif
2. Kimyasal Ajanlar
Kimyasal karsinojenler DNA, RNA ve
proteinlere kovalent olarak bağlanırlar.
– Nükleik asit içerisinde karsinojenler özellikle
Guanin’i tercih ederler
Ames Testi
• Bir kimyasal bileşiğin karsinojenik olup
olmadığını anlamak için yapılır.
• Salmonella typhimurium (His- His+)
• Negatif çıkan bir sonuç kesinlikle
karsinojenik değildir anlamına gelmez.
Mutasyonlar
• Transisyon
• Transversiyon
• Ve diğerleri
Karsinogenezisde DNA’nın
Önemi:
• Kanser hücreler başka kanser hücrelerini üretir.
• Radyasyon gibi fiziksel etkenler ile kimyasal
karsinojenler DNA’yı etkiliyerek mutasyonlara neden
olur.
• Tümör hücrelerinin çoğu anormal kromozomlar
gösterir.
• Kanser hücrelerinden saflaştırılmış DNA, normal
hücreleri potansiyel kanser hücresine dönüştürebilir.
Bunlardan başka çeşitli epigenetik faktörler
karsinogenezisde rol oynayabilir.
Kültür Hücrelerinde Malign
Transformasyon
• Morfolojik değişiklikler
– Transforme olmuş hücreler daha yuvarlaktırlar.
• Hücre sayısı artmakta
– Çoklu tabaka oluşturma eğilimi
• İlişkinin ve hareketinin kısıtlanması
– İntakt inhibisyonun ortadan kalkması
• Biyokimyasal Değişiklikler
– Glikoliz hızı, membran yapısı, RNA ve DNA sentezi,
büyüme faktörlerin ve bazı hormonların sentezi
Biyokimyasal Değişiklikler
•
•
•
•
•
•
•
•
Pirimidin, pürin, DNA ve RNA sentezinde artış,
Pirimidin ve Pürin katabolizmasında azalış,
Glukoz yapım ve yıkımında artış, (Laktat)
Protein sentezinde artış,
Belli aminoasitlerin katabolizmasında artış,
Üre siklüsünde azalış
Gliserol yapım ve yıkımıında artış
Lipoliz artar
Malign Transformasyon
Hücre İçi Sinyal İletimi
(Signal Transduction)
• Reseptörlere göre
– Hücre dışında olanlar
– Hücre içinde olanlar
• Doğrudan DNA ile etkileşime girenler.
• Membrandan sitoplazma geçen ve enzimatik aktivite
gösterenler (Tirozin kinaz).
• Membranın iç kısmında GTP hidrolizine neden
olanlar.
Sinyal İletimi
• İkinci mesajcılarına göre
–
–
–
–
–
cAMP,
cGMP,
Diaçilgliserol (DAG), İnositol fosfat (IP),
Ca+2,
Protein tirozin kinaz (PTK).
Sinyal İletimi
• cAMP
A denilat siklaz
ATP
+
PPi
cG M P +
PPi
cA M P
F osfodiesteraz
• cGMP
G uanilat siklaz
GTP
F osfodiesteraz
Sinyal İletimi
• Diaçilgliserol ve İnositol Fosfat
R1
R1 R2
R2
OH
P
OH
1 ,2 -D ia ç ilg lis e ro l
(D A G )
P
OH
F o s fo lip a z C
+
OH
P
P
OH
P
OH
F o s fo in o s ito l 4 ,5 -b is fo s fa t
(P IP 2 )
OH
P
İn ositol 1,4,5-trifosfat
(IP 3)
Diaçilgliserol ve İnositol trifosfat
• İnositol trifosfat
– Endoplasmik retikulum’daki Ca+2 depolarını
serbest bırakır.
• Diaçilgliserol
– Protein kinaz C’yi aktif hale getirir.
Serbest Kalsiyum (Ca+2)
• Enzim aktivasyonunda önemli rolü vardır.
• Kalmodulin, Ca+2’u büyük bir afinite ile bağlar.
• Birçok enzim aktivasyonu Kalmoduline ihtiyaç
duyar.
• Kalmoduline bağımlı birçok enzim fosforilasyon
- defosforilasyon reaksiyonlarından sorumludur.
Protein Kinaz
• Aktivasyona gereksinimi var.
• 2 R ve 2 C altünitelerinden meydana gelir.
• Substratların fosforilasyonundan
sorumludur.
Sinyal İletimi
Reseptör aracılığı ile PKA’nın Aktivasyonu
Glukagon
G-protein
(a, b, g altbirim
Reseptör
Aktif + a altbirim
adenilat siklaz
(inaktif)
cAMP
ATP
Fosforile birçok
substrat
aktif
PKA
(inaktif)
Sinyal İletimi
Reseptörlerine göre:
• Sitoplazmik reseptörler
• G-Protein bağımlı reseptörler
• Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler
S ter oid ve benz er i
moleküller için
r eseptör ler
Tir oz in kinaz aktivitesi
içer en r eseptör ler
G P r otein bagimli
r eseptör ler
Sinyal İletimi
L
L
L
L
L
H ü cre m em b ran ı
R
R
g
a
b
R
K inaz'lar
Fosforila syon
Fo s fo rilas yo n
H SP 9 0
H üc r e s e l c e vap
mRNA
N ü k le e r M e m b ra n
Trans krips iyo n
DNA
EGF Reseptörü
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Büyüme Faktörleri Transmembran Sinyal
Transdüksiyonu üzerinden mitojenik
aktivite gösterirler.
• Büyüme Faktörleri etkilerini:
– Endokrin
– Parakrin
– Otokrin
şeklinde gösterirler.
Onkogenler
Kansere neden olabilen genlere onkogen’ler denir.
Aktive olmamış onkogenlere Proto-onkogen
denilir.
c-onc : Sellüler onkogen; c-ras
V-onc: Viral onkogen; v-ras
Rous Sarkoma Virüsü
Rous sarkoma virusunun genomu
gag
pol
gag
Virüse grup spesifik antijen
pol
Reverse (zıt) transkriptaz
env
Viral zarfın bazı glikoproteinleri
src
Protein tirozin kinaz
env
src
Onkogenler
Erb-B
Epidermal büyüme faktörünün reseptörünü
yarısını (enine kesilmiş kısmını)
sis geni Trombosit türevli büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını (enine kesilmiş kısmını)
myc geni DNA bağlayıcı bir protein (mitozun
kontrolünde yer alan)
src geni Protein tirozin kinaz aktivitesi gösteren
ras geni
G proteinin mutasyona uğramış a alt birimi
EGF Reseptörü/ErbB İlişkisi
Ekstraselüler boşluk
EGF-bağlanma
bölgesi
Tirozin kinaz birimi
EGF-bağlanma
Bölgesi boş;
Tirozin kinaz inaktif
EGF’in bağlanması
Tirozin kinazı
Aktive eder
Normal EGF receptor
Tirozin kinaz
sürekli olarak
aktif.
ErbB proteini
• Erb-B geni: Epidermal büyüme faktörünün
aktif olan yarısını kodlamaktadır
• Sis geni: Trombosit büyüme faktörünün B
zincirinin yarısını,
• Myc geni: DNA bağlayıcı bir protein
• Src geni: Protein tirozin kinaz aktivitesi
• Ras geni: G proteinin mutasyona uğramış
alfa altbirimini kodlamaktadır.
mRNA
inhibitör
promotör
c -onc
c -onc
Tr anslokasyon
promotör
inhibitör
mRNA
N okta m utasyon
c -onc
c -onc
nokta m utasyon
mRNA
Am plifikasyon
c -onc
c -onc
mRNA
mRNA
c -onc
c -onc
mRNA
İnhibisyonun kalkm ası
c -onc
inhibitör
c -onc
inhibitör
m utasyon
mRNA
m R N A'nin stabilitesinin
ar tm ası
c -onc
c -onc
Onkogenlerin Etki Mekanizmaları
• Büyümenin kontrolüne katılan anahtar intrasellüler yollara
etkili olurlar (ras, myc-c ve src),
• Onkogen ürünleri, bir büyüme faktörünün etkilerini taklit
edebilirler (sis = PDGF-B’nin yapısı),
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
• Bir büyüme faktörü için var olan bir reseptörü taklit
edebilirler (erb-b = EGF reseptörü).
– sis’in ürünü olan onkoprotein PDGF’nin B zincirindeki 109
aminoasitten 100’ünü kodlamaktadır.
Tümör Supressör Genler
• Tümor supresör genler ressesiv onkogenler
veya
• anti-onkogenler olarak tanımlanırlar.
Familiyal Kanser Sendromu
Tümör
Süpressör gen
Fonksiyonu
Kromozomal
Lokalizasyon
Gözlenen Tümör tipleri
Li-Fraumeni Sendromu
P53
Hücre siklüsü regülasyonu,
Apoptosis
17p13
Beyin tümörleri, sarkomalar, lösemi,
meme kanseri
Familiyal Retinoblastoma
RB1
Hücre siklüsü regülasyonu
13q14
Retinoblastoma, osteogenik sarkoma
Wilms Tümörü
WT1
Transkripsiyonal
regülasyon
11p13
Pediatrik böbrek kanseri
Nörofibromatosis Tip 1
NF1
RAS inaktivasyonunun
katalizi
17q11.2
Familiyal adenomatöz
poliposis
APC
Adezyon molekülleri ile
nükleusa sinyal iletimi
5q21
Kolon kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA1
Bilinmiyor
17q21
meme ve over kanseri
Familiyal meme kanseri
BRCA2
Bilinmiyor
13q12
meme ve over kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MSH2
DNA’nın uyumsuz tamiri
2p16
Kolon kanseri
Herediter nonpoliposis kolon
kanseri
MLH1
DNA’nın uyumsuz tamiri
3p21
Kolon kanseri
von Hippel-Lindau sendromu
VHL
Transkripsiyon uzamasının
regülasyonu
3p25
Renal kanserler, hemangioblastomalar,
feokromositoma
Familiyal Melanoma
CDKN2A
Hücre siklüsü regülasyonu
9p21
Melanoma, pankreatik kanser
Gorlin sendromu
PTCH
Muhtemel erken gelişim ve
hücre farklılaşması
9q22
Bazal hücre deri kanseri
Multiple endokrin neoplazisi
Tip 1
MEN1
Bilinmiyor
11q13
İslet hücre tümörleri, karsinoid
Nörofibromalar, sarkomalar,
gliyomalar
RB1
• Gen 13q14 kromozomunda lokalizedir.
• Retinoblastomalarda her iki alelde mutasyon bulunmaktadır.
• Genin protein ürünü (pRB, p110RB1) birçok hücrede
bulunmaktadır.
• pRB proteini nükleer bir fosfoprotein olup, fosforilasyonu hücre
siklüsü boyunca kuvvetli bir şekilde kontrol edilmektedir.
• pRB bazı viral proteinler ile bağlanarak inaktif kompleksler
oluşturmaktadır.
• Protein özellikle hücre bölünmesinde aktif olan bazı
transkripsiyonel faktörlere bağlanarak hücrenin bölünme
siklüsünü yavaşlatmaktadır.
p53 (Genom Bekçisi!)
•
•
•
•
Gen 17. kromozomun kısa kolunda lokalizedir.
Genin protein ürünü nükleer bir fosfoproteindir (MA 53 kDa).
p53 protein dsDNA'da spesifik bölgelere bağlanır.
p53 proteini çeşitli viral proteinleri bağlayarak inaktif
oligomerik kompleksler oluşturmaktadır.
• Transkripsiyonel regülatör olarak davranarak hücre
bölünmesinde kontrol görevi göstermektedir.
• Kanser hücrelerinde p53 geninde mutasyonların olduğu
gösterilmiştir.
Kolon Kanseri
K rom ozom 5q
gen kaybı
veya m utasyon
N orm al
k olon h ü cresi
A rtm ış h ü cre
b ü yü m esi
R as gen
m utasyonu
A d en om a
I
K rom ozom 18
kaybı
A d en om a
II
K rom ozom 17
gen kaybı
A d en om a
III
D iğer krom ozom larda
kayıplar
K arsin om a
M etastaz