BIRC5

**Survivin**, znan i kao  **BIRC5** ili **API4**, je protein koji je kod ljudi kodiran genom  **BIRC5**. To je  inhibitor apoptoze (naziva se i **bakuloviralni inhibitor apoptoze**),  koji u osnovi proizvodi samo ćelije karcinoma. Tumorski antigen se naziva i "protein preživljavanja" (eng. *to survival* = preživjeti, survivin= preživljač).

Survivin je član porodice inhibitora apoptoze (IAP). Protein survivin funkcionira tako da inhibira aktivaciju kaspaza, što dovodi do negativne regulacije apoptoze ili programirane ćelijske smrti. To se pokazalo prekidom indukcijskih puteva survivina što dovodi do povećanja apoptoze i smanjenja rasta tumora. Protein survivin izrazito je eksprimiran u većini ljudskih tumora i fetusnog tkiva, ali je potpuno odsutan u terminalno diferenciranim ćelijama. Ovi podaci sugeriraju da bi survivin mogao pružiti novu metu za terapiju karcinoma, koja bi razlikovala transformirane i normalne čelije. Ekspresija survivina takođe je visoko regulirana ćelijskim ciklusom i eksprimira se samo u G2-M fazi. Poznato je da se survivin lokalizuje na mitotsko vreteno, interakcijom sa tubulinom tokom mitoze i može imati doprinosnu ulogu u njenoj regulaciji. Molekulski mehanizmi regulacije survivina još uvijek nisu dobro razumljivi, ali čini se da je regulacija povezana s proteinom p53. Takođe je direktni ciljni gen puta Wnt i nadreguliran je beta-kateninom.

Budući da se survivin u tielu odrasle osobe u suštini nalazi samo u maligniim tvorevinama, a ne u normalnom tkivu, od velike je važnosti za regulaciju apoptoza u transformiranim ćelijama. Već nedugo nakon otkriće, postao je  potencijalni biomarker za dijagnostiku i prognozu raka, kao i mogući cilj predložene terapije karcinoma.

## Aminokiselinska sekvenca
Dužina polipeptidnog lanca je  142  aminokiseline, a molekulska težina 16.389 Da.
  

1020304050
MGAPTLPPAWQPFLKDHRISTFKNWPFLEGCACTPERMAEAGFIHCPTEN
EPDLAQCFFCFKELEGWEPDDDPIEEHKKHSSGCAFLSVKKQFEELTLGE
FLKLDRERAKNKIAKETNNKKKEFEETAKKVRRAIEQLAAMD

:Simboli

**C**:  Cistein 
**D**: Asparaginska kiselina 
**E**: Glutaminska kiselina 
**F**:  Fenilalanin 
**G**:  Glicin 
**H**:  Histidin 
**I**:  Izoleucin 
**K**: Lizin 
**L**: Leucin 
**M**:  Metionin 
**N**:  Asparagin 
**P**:  Prolin 
**Q**:  Glutamin 
**R**:  Arginin 
**S**:  Serin 
**T**:  Treonin 
**V**:  Valin 
**W**:  Triptofan 
**Y**:  Tirozin

## Kloniranje i ekspresija
Smatra se da su napredovanje ćelijskog ciklusa i kontrola apoptoze tijesno povezani procesi, koji djeluju na očuvanju homeostaze i razvojne morfogeneze. Hibridizacijskim skriningom ljudske genomske bibliotekesondom EPR1, Ambrosini et al. (1997) izolirali su cDNK koja kodira inhibitor proteina apoptoze (IAP) i nazvali ga survivin. Survivin, koji se također naziva API4, kodira izvedeni protein sa 142 aminokiseline. Analiza sekvence otkrila je da mu nedostaje signalni peptid i hidrofobni domen za inserciju membrane. Za razliku od ostalih IAP-a, survivin sadrži samo jednu kopiju, a ne dvije ili tri, bakulovirusna IAP ponavljajuća cys/cinka na njegovoj osnovi, što je neophodno za inhibiciju apoptoze, i  C-terminalni RING (npr. RNF5 602677). Survivin ima šest potencijalnih mjesta fosforilacije. Western blot analiza pokazala je protein od 16,5 kD u transformiranim, ali ne i netransformiranim ćelijskim linijama.

Analizom Northern blot-a, Ambrosini et al. (1997) primijetili su ekspresiju transkripta od 1,9 kb, pretežno u fetusnom bubregu i jetri, a u manjoj mjeri u fetusnim plućima i mozgu. Ekspresija nije primijećena u tkivima odraslih, osim u timusu i posteljici. Imunohistohemijske i *in situ* hibridizacijske analize tumorskih tkiva otkrile su obilnu ekspresiju u adenokarcinomima pluća, pankreasa, dojke i prostate, kao i u skvamoznom karcinomu plućnih ćelija. U susjednom neoplazijskom tkivu nije bili survivina. Također se eksprimira  u ne-Hodgkinovom limfomu viisokog, ali ne i niskog stepena.
Adida et al. (1998) pronašli su visoku ekspresiju survivina u više tkiva kod fetusa najmanje do 21. nedelje. Isto tako, kod miša  ekspresija je otkrivena u embriondkom danu 11.5, ali ne i u embrionu od 14. dana.

Koristeći sonde specifične za lance za Northern blot analizu, Ambrosini et al. (1998) otkrili su istaknuti transkript od 1,3 kb za EPR1, koji je antisens za survivin, na hromosomu 17, u većini pregledanih i terminalno diferenciranih ljudskih tkiva odraslih. Transkript EPR1 od 1,3 kb također je otkriven u svim ispitivanim fetusnim tkivima. Suprotno tome, glavni transkript od 1,9 kb za survivin otkriven je samo u transformiranim ćelijskim linijama.
Neovisno, Zaman i Conway (2000) ispitivali su ekspresiju EPR1 i Survivina u ljudskim tkivima sondama specifičnim za lanac. Transkript Survivina od oko 1,9 kb otkriven je u nekoliko tkiva. Glavni EPR1 transkripti od 2.0, 1.6 i 1.0 kb otkriveni su u različitim tkivima, ovisno o korištenoj sondi, s transkriptom od 1.6 kb koji je prisutan u svim tkivima.

## Funkcija gena
Li et al. (1998) pokazali su da se survivin eksprimira u G2/M fazi ćelijskog ciklusa tako što je reguliran ciklusom. Na početku mitoze, udružuje se s mikrotubulama mitotskog vretena u specifičnoj i zasićenoj reakciji koja se regulira dinamikom mikrotubula. Prekid interakcija survivin-mikrotubula rezultira gubitkom funkcije antiapoptoznog djelovanja survivina i povećanom aktivnošću kaspaze-3 (CASP3), mehanizma uključenog u  ćelijsku smrt, tokom mitoze. Ovi rezultati su pokazali da se survivin može suprotstaviti zadanoj indukciji apoptoze u G2/M fazi. Prekomjerna ekspresija  u raku može prevladati apoptotski kontrolni punkt i pogodovati aberantnom napredovanju mitoze transformiranih ćelija.

Bakulovirusni proteini koji se ponavljaju IAP (BIRP) mogu uticati na ćelijsku smrt, diobu ćelija i tumorigenezu. Speliotes et al. (2000) izvijestili su da je Bir1, BIRP *C. elegans*, koji je homologan ljudskom proteinu API4 (survivin), lokaliziran na hromosomima i u srednjoj zoni vretena. Embrioni i oplođeni oociti kojima nedostaje Bir1 imali su nedostatke u ponašanju hromosoma, stvaranju srednje zone vretena i citokinezi. Uočili su nerazlučive nedostatke u oplođenim oocitima i embrionima, kojima nedostaje aurora-kinaza Air2. Air2 nije bio prisutan na hromosomima u odsustvu Bir1. Fosforilacija histona H3 i bojenje Hcp1, koje označava kinetohore, smanjeni su u odsustvu Bir1 ili Air2. Speliotes et al. (2000) predložili su da Bir1 lokalizira Air2 na hromosome i možda na srednju zonu vretena, gdje Air2 fosforilira proteine koji utiču na ponašanje hromosoma i organizaciju sredine vretena. Survivin, koji je pojačano reguliran u tumorima, mogao bi djelomično zamijeniti Bir1 u *C. elegans. Deregulacija Bir1 promovira promjene u ploidiji, što sugerira da slična deregulacija BIRP-a sisara može doprinijeti tumorigenezi.

Adida et al. (2000) proučavali su ekspresiju i prognostički značaj survivina kod 222 pacijenta sa difuznim velikim B-ćeliskim limfomima. Rezultati sugeriraju da je ekspresija survivina nepovoljan prognostički faktor ovog poremećaja.

Grossman et al. (2001) istraživali su ulogu apoptoze u nastanku i rastu tumora ciljanjem inhibitora survivinske apoptoze *in vivo*. Ekspresija mutantnog survivinskog mutanta oštećenog fosforilacijom (thr34 do ala) pokrenula je apoptozu u nekoliko ćelijskih linija ljudskog melanoma i pojačanu ćelijsku smrtnost, induciranu hemoterapijskim lijekom cisplatinom *in vitro*.

Uslovna ekspresija mutantnog survinina u ćelijskoj liniji melanoma spriječila je stvaranje tumora nakon potkožnog ubrizgavanja u bež scid miševe. Kada je induciran u utvrđenim tumorima melanoma, mutant survivina inhibira rast tumora za 60 do 70% i uzrokuje povećanu učestalos apoptoza i smanjenu proliferaciju ćelija melanoma *in vivo*. Manipulacija antiapoptotskim putem koji održava survivin može biti korisna za terapiju karcinoma.

Smith et al. (2001) provjerili prisutnost survivina u uzorcima urina iz pet grupa (pacijenti sa genitourinarnim karcinomom, novonastalim ili rekurentnim karcinomom mjehura, liječenim karcinomom mjehura, neneoplazijskom bolešću mokraćnog trakta i kontrolama) pomoću jednostavnog testa na bazi antitijela, potvrđeno Western blotom i RT-PCR-om. Zaključili su da je njihov test urina preživelih vrlo osjetljiv i specifičan dijagnostički test za identificiranje pacijenata s novim ili ponovljenim karcinomom mjehura.

Pokazalo se da je povećana ekspresija survivina negativan prediktor preživljavanja kod pacijenata sa sarkomom mehkih tkiva. U studiji na 89 odraslih osoba s sarkomom mehkih tkiva, Wurl et al. (2002) utvrdili su da koekspresija survivina i TERT (187270) transkripata identificira pacijente s visokim rizikom od tumorske smrti.

Blanc-Brude et al. (2002) pokazali su da je ekspresija survivina u kultiviranim ćelijama glatkih mišića stimulirana  serumom ili faktorom rasta izvedenim iz trombocita  i potiskivala apoptozu i sprečavala aktivaciju kaspaza. Ovi i drugi podaci identificirali su survivin kao kritičnog regulatora apoptoze glatkih mišićnih ćelija nakon akutne vaskularne ozljede. Prekidanje survivinskog puta može pružiti novu terapiju za ograničavanje patološkog preoblikovanja zidova krvnih sudova.

Mirza et al. (2002) pokazali su da divlji tip p53 potiskuje ekspresiju survivina i na nivou iRNK i u proteinima. Analize privremene transfekcije otkrile su da je ekspresija divljeg tipa p53, ali ne i mutantnog p53, povezana sa snažnom represijom promotora survivina u različitim tipovima ćelija. Prekomjerna ekspresija egzogenog survivinskog proteina spasila je ćelije od p53-inducirane apoptoze na način ovisan o dozi, što sugerira da gubitak survivina posreduje, barem djelimično, u apoptotskom putu ovisnom o p53. Dalje analize sugeriraju da bi modifikacija hromatina unutar promotora survivina mogla biti molekulsko objašnjenje za utišavanje transkripcije gena survivin pomoću p53. Esteve et al. (2005) otkrili su da je DNMT1 vezao p53 i da je suradnja između DNMT1 i p53 ključna za potiskivanje endogenog survivina.

Ueda et al. (2002) istraživali su ekspresiju gena i proteina survivina u tumorima sličnim benignoj bolesti, endometriozi, i korelirali ih sa apoptozom i invazivnim fenotipom endometrijskih tkiva.

Razine ekspresije gena survivina, MMP2, MMP9 i MMP14 u 63 pigmentirana ili nepigmentirana endometrijska tkiva hirurški dobijena od 35 žena s endometriozom uspoređivane su s onima u normalnom eutopijskom endometriju, dobijenom od 12 žena bez endometrioze. Nivoi ekspresije iRNK survivina, MMP2, MMP9 i MMP14 u klinički agresivnim pigmentiranim lezijama bili su značajno veći od onih u normalnom eutopijskom endometriju, a ekspresija survivinskog gena u pigmentiranim lezijama bila je također veća od one u nepigmentiranim lezijama (p0,01). Zaključili su da povećana regulacija survivina i MMP-a može zajednički doprinijeti preživljavanju i invaziji endometrioze.

Kod pacijenata sa multiplom sklerozom (MS), liječenje interferonom-beta smanjuje klinička pogoršanja i opterećenje bolesti višestrukim imunomodulacijskim akcijama, uključujući povećanje učestalosti apoptoza. U 10 od 18 pacijenata sa MS koji su odgovorili na terapiju interferonom-beta, Sharief i Semra (2002) otkrili su značajan pad ekspresije ćelijskog survivina, nakon 6 i 12 mjeseci. Konkretno, osjetljivost T-ćelija na apoptozu izazvanu etopijom povećana je kod ovih pacijenata, što je potvrđeno u *in vitro* eksperimentima. Ovi rezultati sugeriraju najmanje jedan mehanizam kojim je liječenje interferonom beta djelotvorno kod nekih pacijenata s MS.

Marusawa et al. (2003) otkrili su da survivin stupa u interakciju s proteinima virusa X hepatitisa B (HBX) koji djeluju na interakcije (HBXIP). Kompleksi survivin-HBXIP, ali ni sami proteini, vezali su prokaspazu-9 i spriječili njegovo regrutiranje u APAF1, čime su selektivno suzbijali apoptozu, pokrenutu putem mitohondrija/citohroma c. Virusni HBX protein također jekomunicirao sa kompleksom survivin-HBXIP i suzbijao aktivaciju kaspaze na način ovisan o survivinu. Marusawa et al. zaključili su da HBXIP djeluje kao kofaktor survivina i služi kao veza između mehanizma ćelijske apoptoze i virusnog patogena uključenog u hepatoćelijsku karcinogenezu.

Predlaže se da survivin ima centralnu ulogu u napredovanju i rezistenciji na terapiju različitih vrsta tumora. Visok nivo ove molekule u ćelijama tumora takođe korelira sa gubitkom gena za supresiju tumora TP53, što ukazuje na molekulskuu vezu između gubitka TP53 i transkripcijske indukcije survivina. Pacijenti koji su imali mutacije TP53 zametne linije, poput onih s Li-Fraumenijevim sindromom, posebno su osjetljivi na sarkome, uključujući rabdomiosarkome. U istraživanju 63 primarna tumora rabdomiosarkoma, Caldas et al. (2006) otkrili su da je survivin eksprimiralo više od 80%. Tretman ksenotransplantata rabdomiosarkoma interferencijom usmjerenom na survivinsku RNK pokazao je smanjenje rasta veće od 70% u poređenju sa kontrolnim injektiranim tumorima.

Iako eritroidne ćelije i megakariociti nastaju iz zajedničkog praprekursora, njihovo terminalno sazrijevanje je različito; eritroidne ćelije prolaze kroz izlazak i enukleaciju ćelijskog ciklusa, dok megakariociti nastavljaju napredovati kroz ćelijski ciklus, ali preskaču kasne faze mitoze, da bi postali poliploidne ćelije. Gurbuxani et al. (2005) otkrili su da se survivin različito eksprimirao tokom razvoja eritroida u odnosu na razvoj megakariocita u ćelijma ljudi i miša. Eritroidne ćelije su tokom  sazrijevanja eksprimirale survivin, dok su megakariociti eksprimirali oko četiri puta nižu iRNK survivin i nisu otkrili protein. Prekomjerna ekspresija survivina u ćelijama koštane srži miša antagonizirala je rast, sazrijevanje i poliploidizaciju megakariocita, ali nije uticala na razvoj eritroida. Suprotno tome, urušavanje ekspresije survivina ometalo je stvaranje eritroidnih ćelija, ali ne i megakariocita. Hemopoetski prekursori sa nedostatkom survivina nisu uspjeli stvoriti kolonije eritroida ili megakariocita. Zaključili su da je survivin esencijalan za megakariocitne i eritroidne prekursore i da je njegovo smanjenje potrebno za terminalnu diferencijaciju megakariocita.

Dohi  et al. (2007) saopćili su da se čini da se antiapoptozna funkcija survivina oslanja na interakcije s drugim molekulama, uključujući XIAP, te da se mitohondrijski i citosolni survivin razlikuju s obzirom na inhibiciju ćelijske smrti. Koristeći ćelije pacoca i čovjeka, pokazali su da protein kinaza A fosforilira survivin u citosolu, ali ne i u mitohondrijama. Ovaj događaj fosforilacije poremetio je vezujući link između survivina i XIAP. Suprotno tome, mitohondrijski survivin ili nefosforilizirani survivinski mutant vezan je za XIAP, pojačavajući stabilnost XIAP, sinergijski inhibiranu apoptozu i ubrzani rast tumora kod imunokompromitiranih miševa. Zaključili su da diferencijalna fosforilacija survivina pomoću PKA u subćelijskim mikrodomenima regulira apoptozu tumorskih ćelija putem njegove interakcije sa XIAP.

Wang et al. (2008) pronašli su nižu ekspresiju SIRT1 kod karcinoma dojke povezanog s mišjim i ljudskim BRCA1, u odnosu na kontrolu. Smanjena ekspresija Sirt1 kod Brca1-mutiranih miševa povezana je s povećanom ekspresijom survivina, a ovaj obrazac ekspresije obrnut indukovanom ekspresijom Brca1. Pokazali su da se BRCA1 veže za promotor SIRT1 i povećava ekspresiju SIRT1, što zauzvrat inhibira ekspresiju survivina. Dalje, inhibicija rasta Brca1-mutiranog tumora antikancerogenim agensom resveratrolom povezana je s regulacijom aktivnosti Sirt1, praćenom smanjenjem rfazine survivina i apoptozom tumorskih ćelija.

Kelly et al. (2010) neovisno su pokazali da se histon H3 fosforiliran u treoninu-3 (H3T3ph) direktno prepoznaje po evolucijski konzerviranom džepu za vezanje u BIR domenu survivina, koji je član hromosomskog kompleksa (CPC). Ovo vezivanje posreduje u regrutaciji CPC u hromosome i rezultirajućoj aktivaciji njegove kinazne podjedinice aurora B. Dosljedno tome, modulacija kinazne aktivnosti haspina, koji fosforilira H3T3, dovodi do oštećenja u aurora B-ovisnim procesima sastavljanja vretena i inhibicije jedarne reformacije. Zaključili su da su njihovi nalazi uspostavili izravnu ćelijsku ulogu mitotske fosforilacije H3T3, koju CPC čita i prevodi kako bi se osigurala tačna ćelijska dioba.
Yamagishi et al. (2010) pokazali su da fosforilacija H3T3 posredovana haspinom surađuje s fosforilacijom histona 2A-serin-121 (H2A-S121) posredovanom bub1 (602452) u usmjeravanju CPC-a na unutrašnji dio centromere u fisionom kvascu i ljudskim ćelijama. Fosforilirani H3T3 pospješuje vezanje survivinskih nukleosoma, dok fosforilirani H2A-S121 olakšava vezanje shugoshina, centromernog CPC adaptera. Haspin se kolokalizira s kohezinom povezujući se s Pds5, dok se bub1 lokalizira na kinetohorima. Dakle, zaključili su da je unutarnja centromera definirana presijecanjem dviju histonskih kinaza.

## Historija
Koristeći protočnu citometrijsku analizu, Tao et al. (2005) otkrili su da su NKT ćelije pacijenata sa aktivnim sistemskim eritematoznim lupusom (SLE) podložnije apoptozi indukovanoj anti-CD95 (TNFRSF6) od NKT ćelija kod pacijenata sa neaktivnim SLE ili normalnim kontrolama. Daljnja analiza sugerirala je da nedostatak ekspresije CD226 i survivina u NKT ćelijama kod pacijenata sa aktivnim SLE može objasniti osjetljivost ovih ćelija na apoptozu. Međutim, 2012. godine Tao i sur. (2005) povukli su svoj rad.

## Interakcije 
Pokazano je da survivin komunicira sa:

* Aurora B-kinaza, 
* CDCA8,
* Kaspaza 3, 
* Kaspaza7, i
* INCENP. 

## Reference
## Dopunska literatura 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 

## Vanjski linkovi
* * 
* [http://science.orf.at/science/news/5687 ] 

Kategorija:Inhibitor proteaza
Kategorija:Apoptoza
Kategorija:Onkologija
Kategorija:Geni na hromosomu 17
Kategorija:Ljudski proteini
Kategorija:Proteomika