A bromodomént tartalmazó protein 4 ( BRD4) egy kromatinkötő fehérje , amelyet a BRD4 gén kódol emberben . Felismeri és kötődik az acetilezett lizin-maradékokhoz a hisztonokban és más fehérjékben. A BRD4 részt vesz az epigenetikai információk transzkripciójának és átvitelének szabályozásában a sejtosztódás során [1] . 2016-ban kiderült, hogy a BRD4-nek saját hiszton-acetil-transzferáz aktivitása van [2] .
A BRD4 a BET fehérjék családjába tartozik, amely két tandem bromodomént és egy extraterminális domént tartalmaz . Ebbe a családba a BRD4 mellett további három emberi fehérje tartozik: BRD2, BRD3 és BRDT [3] .
A BRD4 RNS és fehérje a sejt- és szövettípusok túlnyomó többségében jelen van [4] [3] .
A BRD4 főként a sejtmagban lokalizálódik, de kis mennyiségben a citoplazmában is jelen lehet [1] .
Az alternatív splicing eredményeként a fehérje két izoformája képződik. A hosszabb és gyakoribb izoforma 1362 aminosavból áll , molekulatömege pedig körülbelül 152 kDa . A BRD4 biológiai aktivitása ehhez a különleges izoformához kapcsolódik. A második izoforma a C-terminálisról lerövidült, 723 aminosavból áll, és molekulatömege 88 kDa. A rövid izoforma sokkal ritkábban található, mint a hosszú izoforma, funkciója ismeretlen [3] [1] .
A BRD4 két konzervált brómdomént tartalmaz a molekula N-terminálisán. A bromodomének négy α-hélixből állnak, amelyeket mozgatható hurkok kapcsolnak össze. A hélixek és hurkok együtt egy hidrofób zsebet alkotnak, amely felismeri a fehérjékben lévő acetilizin-maradékokat [5] .
A BRD4 C-terminális extraterminális doménje részt vesz a P-TEFb transzkripciós faktor kötődésében [5] .
A BRD4 a transzkripció globális szabályozójaként működik, és többféle módon is működhet, passzívan és aktívan.
A többsejtű szervezetek génjeinek jelentős részének transzkripciója leáll a korai elongáció szakaszában , amikor a szintetizált pre-mRNS hossza körülbelül 60 nukleotid [6] . Ennek egyik oka a DSIF ( DRB érzékenységet indukáló faktor ) és NELF ( negatív elongációs faktor ) negatív szabályozó faktorok egymás utáni kapcsolódása a transzkripciós komplexhez , amelyek meggátolják az RNS polimeráz II további fejlődését . A transzkripció újraindítása a P-TEFb faktor részvételével történik. A P-TEFb egy heterodimer, amely ciklinfüggő kináz 9-ből és szabályozó alegységéből, a ciklin T1, T2 vagy K-ből áll. A P-TEFb foszforilezi a DSIF-et és a NELF-et, és ezáltal gátolja azok aktivitását. Ezenkívül a P-TEFb foszforilezi a heptád ismétlődéseket az RNS polimeráz II C-terminális doménjében a Ser - 2 pozícióban, ami szintén elősegíti az aktív elongációt [5] . A BRD4 felelős a P-TEFb transzkripciós komplexhez való toborzásáért, amely a gének közel promóterrégióihoz kötődik a hisztonok acetilizin-maradékaival kölcsönhatásba lépve [7] [8] .
A BRD4 egy atipikus protein kináz : képes önállóan foszforilálni az RNS polimeráz II-t a Ser-2 pozícióban, anélkül, hogy egyértelmű szerkezeti homológiát mutatna más protein kinázokkal [9] .
Szerep az egyes gének transzkripciójábanA BRD4 stimulálja a PD-L1 fehérjét kódoló CD274 gén transzkripcióját , függetlenül a MYC-től. Példaként a petefészekrákot és a B-sejtes limfómát használva kimutatták, hogy a BRD4-gátlók, például a JQ1 alkalmazása a PD-L1 mennyiségének csökkenéséhez vezet a tumorsejtek felszínén, és T-sejtet indukál. immunválasz ellenük [10] [11] .
2016-ban kiderült, hogy a BRD4 egy hisztoacetil-transzferáz [2] . A 3-as és 4-es hiszton N-terminális fragmenseiben található lizin-maradékokat, valamint a 3-as hiszton Lys-122-jét acetilezi. Ez utóbbi csoport acetilezése jelentősebb hatással van a nukleoszóma -destabilizációra , mert a globuláris C-ben található. -terminális hiszton domén és közvetlen kapcsolatban áll a DNS -sel . Csak két másik hisztoacetil-transzferáz ismert, amely képes acetilezni a Lys-122-t a hiszton 3-ban: p300 és CBP. A BRD4 hiszton-acetil-transzferáz aktivitása kromatin dekompaktációt okoz (és ezáltal serkenti a transzkripciót) a genom számos régiójában , beleértve a MYC , FOS és AURKB gének régióját is .
Először írták le a BRD4 különleges szerepét az emberi betegségekben egy ritka típusú karcinóma elemzésében, amelyet kromoszómatranszlokáció jellemez, t(15;19) [12] . Ez a transzlokáció egyesíti a BRD4 gén első felét és a NUT gén szinte teljes kódoló régióját [13] . Ennek eredményeként a BRD4-NUT kiméra onkoprotein képződik, amely felelős e karcinóma szokatlanul agresszív természetéért [14] .