PCNA é um marcador do ciclo celular que desempenha um papel vital no metabolismo celular, coordenando múltiplas funções genéticas durante a replicação do DNA e reparação. Estudos identificaram PCNA como um fator essencial para a replicação do DNA viral e cromossômico, revelando que PCNA forma um anel ao redor do DNA que interage com proteínas envolvidas na replicação e reparação do DNA. PCNA pode sofrer diversas modificações pós-traducionais que afetam suas propried

1. Antígeno de proliferação celular nuclear (PCNA) é um marcador do ciclo celular. No entanto,
isto é apenas um aspecto de sua natureza. A complexidade da função PCNA é refletida na
história da sua descoberta e posterior investigação. Estudos realizados em diferentes áreas,
tais como a imunologia, proteômica e bioquímica entrecruzavam para identificar exatamente a
mesma proteína. Esta proteína foi inicialmente identificada por Miyachi 30 anos atrás como
um antígeno para doença auto-imune no lúpus eritematoso sistêmico [1].
Alguns anos mais tarde, Bravo e Celis, usando electrofuorese bidimensional do gel (2-DE)
encontraram uma proteína ácida que foi diferencialmente expressa durante o ciclo celular [2].
Assim, deram-lhe o nome ciclina[3]. O aparecimento periódico do PCNA em núcleos na faseS,
co-localizada com incorporados bromodeoxiuridina [2-4], sugeriram um envolvimento na
replicação do DNA. Mais tarde, revelou-se que PCNA e ciclinaeram a mesma proteína [5]. Um
fator essencial para SV40 (vírus símio 40) DNA replicação in vitro também foi identificada como
PCNA [6, 7]. Como o próprio nome Ciclina foi dado a uma outra classe de proteínas PCNA
ciclina / agora é geralmente chamado PCNA. bioquímicos posteriores e estudos genéticos com
levedura de brotamento PCNA demonstrou que é essencial para a replicação de DNA
cromossômico como DNA deslizamento delta braçadeira DNApolymerase [8-10]. A estrutural
análise de PCNA tem um tremendo impacto sobre os estudos de sua função (s), revelando que
PCNA é organizado como um anel de DNA que pode cercar e trabalhar como um deslizamento
pinça para DNA polimerase delta e epsilon, e uma dockingstation, ou andaime, por
outrasproteínas [11 - 16]. Muitas dessas proteínas estão envolvidas no DNA replicação de
reparo do DNA, e controle do ciclo celular. Além disso, existem muitas proteínas envolvidas na
cromatina montagem e remodelação, a coesão cromátides, transcrição e outras funções. PCNA
conhecido como dockingstation que circunda o DNA e as coordenadas múltiplas funções
genético durante a replicação do DNAe reparação [17-20]. Mas há um conjunto substancial
PCNA nucleoplásmica que pode funcionar mesmo sem interagir com o DNA [4, 21, 22]. O
crescimento relacionados propriedades de PCNA, bem como o seu físico propriedades (PI,
antigenicidade massa) foram bem conservados durante a evolução [23], sugerindo que
desempenha um papel vital no metabolismo celular.
Figura 1.Atwo-dimensional (2-DE) mapa de proteínas de MB468 andPCNAposition células. (A) Proteínas (0,4 mg)
foram separados por 2-DE (PH3-10, 13 cm - primeira dimensão, 10% SDS-PAGE, 13 cm - segunda dimensão) e
corados com Coomassie R350. identificação de proteínasDe acordo com a proteína foi feita de impressões digitais

2. (espectros) produzido pela digestão da tripsina de material de velas em gel e detectado por MALDITOF instrumento
(Waters) [35]. As proteínas marcadas são: actina (ACTB_HUMAN), aldolase A (ALDOA_HUMAN), heterogêneo
ribonucleoproteínas nuclear A2/B1 (ROA2_HUMAN), anexina A2 (ANXA2_HUMAN), anexina A1 (ANXA1_HUMAN),
stathmin (STMN1_HUMAN), alfa-enolase (ENOA_HUMAN), queratina, tipo II, sete do citoesqueleto (K2C7_HUMAN),
queratina, do tipo II do citoesqueleto 8 (K2C8_HUMAN), queratina, tipo I desidrogenase 17 (K1C17_HUMAN), do
citoesqueleto gliceraldeído-3-fosfato (G3P_HUMAN)peroxiredoxina-1 (PRDX1_HUMAN), peroxiredoxina-2
(PRDX2_HUMAN), peroxiredoxina-6 (PRDX6_HUMAN), precursor calreticulina (CALR_HUMAN), choque térmico
cognato 71 kDa (HSP7C_HUMAN), proteínas de choque térmico HSP 90-beta (HS90B_HUMAN), 78 kDa proteína
precursora de glicose-regulado (GRP78_HUMAN), 60 kDaroteína de choque térmico, precursor mitocondrial
(CH60_HUMAN)tubulina cadeia alfa-1B (TBA1B_HUMAN), a cadeia beta tubulina (TBB5_HUMAN), proteína
precursora dissulfetoisomerase (PDIA1_HUMAN) peptidil-prolilcis-transisomerase A (PPIA_HUMAN), cofilin-1
(COF1_HUMAN), proteína tumoral traducionalmente controlado 9 (TCTP_HUMAN), stathmin (STMN1_HUMAN),
fosfogliceratoquinase 1PGK1_HUMAN), proteína SET (SET_HUMAN). (B) ZoomedaroundPCNAfrom a mesma área de
2 Demap é mostrado.Tropomiosina alfa-1 (TPMI_HUMAN, 4.69/32700), tropomiosina-3 (TPM3_HUMAN, 4.68/32800),
proteína 14-3-3 epsilon (1433E_HUMAN, 4.63/29300) 14-3-3 sigma proteína (1433S_HUMAN, 4.69/27900) 14-3-3
proteína beta / alfa (1433B_HUMAN, 4.76/28082), fator de elongação 1-beta (EF1B_HUMAN, 4.5/24900),
nucleophosmin (Numatrin, B23) (NPM_HUMAN, 4.64/32700) são detectados cerca de PCNA. 3 790 S. N. vista
Proteomics do PCNA Naryzhny
Mapa 2-DE (proteoma) e PCNA
Em 1980, Bravo e Celis publicaram seus 2-DE Analiseda síntese de proteínas do
durante o ciclo celular das células HeLa[2]. Usando [35S] metionina rotulagem, eles
descobriram quetodos os polipeptídeos detectados são sintetizados em todo
do ciclo celular. Quando apareceu diferenças, foram claramente, a intensidade relativa
(taxa de síntese) eque o aparecimento de polipeptídeos de novo [2]. Como Eles
salientaram, o mais interessante foi a proteína? 36.000mol proteína ácida peso
citoarquitetural que aumentana fase S? [2]. Ultimamente, vários bancos de dados
diferentes 2-DEForam estabelecidas [24] ea posição doPCNA foi analisada e decidida
em maisdetalhe [5, 25-30]. Normalmente PCNA é visto como um único
spot. Proteína pontos toPCNAin próximos são o 2-DemapIsso pode ser limpeza
proteínas presentes em diferentesrácios. Em particular, estas incluem tropomiosinas e
diferentes formas de proteínas 14-3-3 (Fig. 1). Desdeponto isoelétrico (pI) e massa
molecular são fundamentaisparâmetros físico-químicos de qualquer proteína,
Sua estimativa correcta é muito importante. InicialEstimativas do valor da massa
PCNA Gave de 36 kDa [2,31], embora a massa teórica é de 30 kDa. Esta mudança
Os parâmetros teóricos de poderia ser o resultado demodificações pós-
translacionais. Infelizmente, algunsproteínas, como as histonas, migrar de forma
anormal no SDSPAGEbaseado em SDS anormal obrigatório ou básico personagem.
Separação em gel de acrilamida com diferentesConcentrações (poros) podem resolver
vezeso problema e dar os valores de massa mais precisa.Assim, PCNA migra como
uma única faixa em torno de36 kDa [5, 32] em gel de poliacrilamida 12-20%, mascerca
de 30 kDa, muito próximo do valor teórico, em8 gel -9% [33]. Em 2-DE (Fig. 1), PCNA
é normalmentedetectada como um ponto único, a descrita inicialmente [31].Entretanto,
a resolução, maior e melhor sensibilidadepermitem a detecção de novos ácidos e
básicosmanchas de satélite (Fig. 2) [5, 25, 28, 34]. O principal (M)local PCNA corresponde
a um polipeptídeo de pI 04:57e massa de 30 kDa. Estes números correspondem
quaseExatamente o PCNA parâmetros teóricos, mostrandoQue a maioria "do PCNA
não é pós-traducionalmentemodificados [35]. As manchas menores são produzidos
porde massa e carga turno e representam PCNA

3. Modificações [30, 34]. Essas modificações podem serbiológica (funcional) ou técnica
(produzida duranteanálise da amostra). Vários fragmentos de menor massa PCNA
(Fig. 2) são produzidas por proteólise durante 2 -Pode ser prevenida e DE, usando o
proteossomoMG132 inibidor ou tiouréia [34-36]. Esta proteóliseTambém ocorre in vivo
e, possivelmente, tem um biológicasfunção, embora a detecção de DST precisa mais
bsensíveis [34, 37]. ubiquitinação PCNA é outrabem documentado modificação [34,
38-40] Isso produzpontos de maior massa (~ 40 kDa) e PI (~ 5,0) em
o mapa 2-DE (Fig. 2). A natureza de outras modificaçõesQue produzem uma mudança
na PI PCNA é menos clara.
Apesar de várias modificações diferentes foram relatados, alguns deles podem não
serdata correta, já que conclusões nem sempre são as consistentes [30, 41-44].
Um exemplo é a questão da fosforilação PCNA,Que foi inicialmente descrito como um
mecanismo potencialfunção reguladora é PCNA. No entanto, esta questão
Abordado foi usando diversos experimentalabordagens, incluindo in vivo rotulagem,
imunoprecipitação,Western blot, de alta resolução 2-DEe espectrometria de massa
[30]. Os dados obtidosSugerir que fortemente PCNA não é fosforilada[30]. Acetilação e
desacetilação de heróis pode explicar aPCNA mudanças na carga eo deslocamentoda
produçãopontos adicionais [30]. O fator de transcrição p300Responsável e HDAC1
são, pelo menos em parte, éPCNA acetilação e desacetilação, respectivamente.PCNA
tratados com HDAC1 mostrou muito inferiorafinidade de ligação ao DNA polimerase
beta eDelta do que a amostra tratada com TSA [30]. Adiminuição na afinidade
Particularmente notável foi entrePCNA desacetilado e DNA polimerase delta.
Coerente com este resultado, desacetilado PCNAMostrou no DNA atividade de
polimerização inferiorse altamente acetiladas PCNA [30]. No entanto, oPossibilidade
de que essas isoformas (A-, B-spots, Fig. 2)Outras modificações conter 'como
[oxidação inéditos] De observação ou de metilação podem actualmente nãoSer
descartada em outubro, em particular, a metilação é essa modificação pode produzir
uma mudança no pI básicodireção (B-local), e sua presença em PCNAtem
sidoRelatados [42]. Como o pI da forma (M), principal ExatamenteCorresponde ao
valor teórico para o PCNA (pI 4,57), oCorrespondente representa o provável local
modificadoformulário. No entanto, ainda há uma chance de que uma parcela deda
proteína M no ponto contém um peptídeo TENDOSimultaneamente duas
modificações. Uma modificaçãoIsso leva a um formulário (acetilação ou oxidação,
pImudança é -0,05) e outro que leva à forma-B(Metilação, turno pi é +0,05) pode
resultar na aparente mudança no comando, e o peptídeo que Tenha a mesma PI 4,57.
PCNA na quantidade de células
PCNA foi
2 Bravo R. and Celis J. E. (1980) A search for differentialpolypeptide synthesis throughout the cell cycle of HeLa cells.

4. J. Cell Biol. 84, 795–802.
3 Bravo R., Fey S. J., Bellatin J., Larsen P. M. and Celis J. E.(1982) Identification of a nuclear polypeptide (”cyclin”)
whose relative proportion is sensitive to changes in the rate ofcell proliferation and to transformation. Prog.Clin. Biol.
Res.85 Pt A. 235–248.
4 Bravo R. and Macdonald-Bravo H (1987) Existence of Two
Populations of Cyclin/Proliferating Cell Nuclear Antigen
during the Cell Cycle: Association with DNA Replication
Sites. J. Cell Biol. 105, 1549–1554.
5 Mathews M.B., Bernstein R. M., FranzaB. R., Jr. and Garrels
J. I. (1984) Identity of the proliferating cell nuclear antigen
andcyclin. Nature 309, 374–376.
6 Tan C. K., Castillo C., So A. G. and Downey K. M. (1986) An
auxiliary protein for DNA polymerase-delta from fetal calf
thymus. J. Biol. Chem. 261, 12310–12316.
7 Prelich G., Tan C. K., Kostura M., Mathews M. B., So A. G.,
Downey K. M. and Stillman B (1987) Functional identity of
proliferating cell nuclear antigen and a DNA polymerasedelta
auxiliary protein. Nature 326, 517–520.
8 Ayyagari R., Impellizzeri K. J., Yoder B. L., Gary S. L. and
Burgers P. M. (1995) A mutational analysis of the yeast
proliferating cell nuclear antigen indicates distinct roles in
DNA replication and DNA repair. Mol. Cell Biol. 15, 4420–
4429.
9 Bauer G. A. and Burgers P. M. (1990) Molecular cloning,structure and expression of the yeast proliferating cell nuclear
antigen gene. Nucleic Acids Res. 18, 261–265.
10 McAlear M. A.,Howell E. A., Espenshade K. K. and Holm C
(1994) Proliferating cell nuclear antigen (pol30) mutations
suppress cdc44 mutations and identify potential regions of
interaction between the two encoded proteins.Mol. Cell Biol.
14, 4390–4397.
11 BowmanG.D.,O_Donnell M. andKuriyan J (2004) Structural
analysis of a eukaryotic sliding DNA clamp-clamp loader
complex. Nature 429, 724–730.
12 Fukuda K.,Morioka H., Imajou S., Ikeda S., Ohtsuka E. and
Tsurimoto T (1995) Structure-function relationship of the
eukaryotic DNA replication factor, proliferating cell nuclear
antigen. J. Biol. Chem. 270, 22527–22534.
13 Gulbis J. M., Kelman Z., Hurwitz J., O_Donnell M. and
Kuriyan J (1996) Structure of the C-terminal region of
p21(WAF1/CIP1) complexed with human PCNA. Cell 87,
297–306.
14 KrishnaT.S.,Kong X. P.,GaryS.,Burgers P. M. andKuriyan J
(1994) Crystal structure of the eukaryotic DNA polymerase
processivity factor PCNA. Cell 79, 1233–1243.
15 Sakurai S., Kitano K., YamaguchiH., Hamada K.,Okada K.,
Fukuda K., Uchida M., Ohtsuka E., Morioka H. and
Hakoshima T (2005) Structural basis for recruitment of
human flap endonuclease 1 to PCNA. EMBO J. 24, 683–693.
16 Schurtenberger P., Egelhaaf S. U., Hindges R., Maga G.,
Jonsson Z. O., May R. P., Glatter O. and Hubscher U (1998)
The solution structure of functionally active human proliferating
cell nuclear antigen determined by small-angle neutron
scattering. J. Mol. Biol. 275, 123–132.
17 Naryzhny S. N., Zhao H. and Lee H (2005) Proliferating cell
nuclear antigen (PCNA) may function as a double homotrimer
complex in the mammalian cell. J. Biol. Chem. 280,
13888–13894.
18 Stucki M., Stagljar I., Jonsson Z.O. and HubscherU(2001)Acoordinated interplay: proteins with multiple functions in
DNA replication, DNA repair, cell cycle/checkpoint controland transcription. Prog. Nucleic Acid Res. Mol. Biol. 65, 261–
298.
19 Tsurimoto T (1998) PCNA, a multifunctional ring on DNA.
Biochim.Biophys.Acta 1443, 23–39.
20 Tsurimoto T (1999) PCNA binding proteins. Front Biosci. 4,
D849-D858.
21 Maga G. and Hubscher U (2003) Proliferating cell nuclear
antigen (PCNA): a dancer with many partners. J. Cell Sci. 116,
3051–3060.
22 Tanno M. and Taguchi T (1999) Proliferating cell nuclear
antigen in normal and regenerating rat livers. Exp. Mol.

5. Pathol. 67, 192–200.
23 Celis J. E.,Bravo R., Larsen P. M. and Fey S. J. (1984) Cyclin: a
nuclear protein whose level correlates directly with the
proliferative state of normal as well as transformed cells.
Leuk. Res. 8, 143–157.
24 Celis J. E.,Gromov P.,OstergaardM.,Madsen P.,Honore B.,
DejgaardK.,Olsen E.,Vorum H.,KristensenD.B.,Gromova
I., Haunso A., Van D. J., Puype M., Vandekerckhove J. and
Rasmussen H. H. (1996) Human 2-D PAGE databases for
proteome analysis in health and disease: http://biobase.dk/
cgi-bin/celis. FEBS Lett. 398, 129–134.
25 Okuzawa K.,Franzen B., Lindholm J., Linder S., Hirano T.,
Bergman T., Ebihara Y., Kato H. and Auer G (1994)
Characterization of gene expression in clinical lung cancer
materials by two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis.
Electrophoresis 15, 382–390.
26 Morris G. F. and Mathews M. B. (1989) Regulation of
proliferating cell nuclear antigen during the cell cycle. J.Biol. Chem. 264, 13856–13864.
27 Celis J. E., Dejgaard K., Madsen P., Leffers H., Gesser B.,
Honore B., Rasmussen H. H., Olsen E., Lauridsen J. B., Ratz
G. and . (1990) The MRC-5 human embryonal lung fibroblast
two-dimensional gel cellularproteindatabase: quantitative
identification of polypeptides whose relative abundance
differs between quiescent, proliferating and SV40 transformed
cells. Electrophoresis 11, 1072–1113.
28 Celis J. E. and Olsen E (1994) A qualitative and quantitative
protein database approach identifies individual and groups offunctionally related proteins that are differentially regulated
in simian virus 40 (SV40) transformed human keratinocytes:an overview of the functional changes associated with
thetransformed phenotype. Electrophoresis 15, 309–344.
29 Naryzhny S. N. and Lee H (2001) Protein profiles of theChinese hamster ovary cells in the resting and proliferating
stages. Electrophoresis 22, 1764–1775.
30 Naryzhny S. N. and Lee H (2004) The post-translationalmodifications of proliferating cell nuclear antigen:
acetylation,not phosphorylation, plays an important role in theregulation of its function. J. Biol. Chem. 279, 20194–
20199.
31 Bravo R., Fey S. J., Bellatin J., Larsen P. M., Arevalo J. and
Celis J. E. (1981) Identification of a nuclear and of acytoplasmic polypeptide whose relative proportions aresensitive to
changes in the rate of cell proliferation.Exp.Cell Res. 136, 311–319.
32 Bravo R. and Celis J. E. (1985) Changes in the nucleardistribution of cyclin (PCNA) during S-phase are nottriggered
by post-translational modifications that are expectedto moderately affect its charge. FEBS Lett. 182, 435–440.
33 Naryzhny S. N., Desouza L. V., Siu K. W. and Lee H (2006)Characterization of the human proliferating cell
nuclearantigen physico-chemical properties: aspects of double trimerstability. Biochem. Cell Biol. 84, 669–676.
34 Naryzhny S. N. and Lee H (2003) Observation of multipleisoforms and specific proteolysis patterns of proliferating
cellnuclear antigen in the context of cell cycle compartments andsample preparations. Proteomics 3, 930–936.
35 Naryzhny S. N. and Lee H (2007) Characterization ofproliferating cell nuclear antigen (PCNA) isoforms in normaland
cancer cells: there is no cancer-associated form of PCNA.FEBS Lett. 581, 4917–4920.
36 Castellanos-Serra L. and Paz-Lago D (2002) Inhibition ofunwanted proteolysis during sample preparation:
evaluationof its efficiency in challenge experiments. Electrophoresis 23,1745–1753.
37 Yamamoto T., Kimura S., Mori Y., Oka M., Ishibashi T.,Yanagawa Y., Nara T., Nakagawa H., Hashimoto J.
andSakaguchi K (2004) Degradation of proliferating cell nuclearantigen by 26S proteasome in rice (Oryza sativa L.).
Planta
218, 640–646.
38 Hoege C., Pfander B., Moldovan G. L., Pyrowolakis G. andJentsch S (2002) RAD6-dependent DNA repair is linked
tomodification of PCNA by ubiquitin and SUMO. Nature 419,135–141.
39 Kannouche P. L., Wing J. and Lehmann A. R. (2004)Interaction of human DNA polymerase eta with
monoubiquitinatedPCNA: a possible mechanism for the polymeraseswitch in response to DNA damage. Mol. Cell 14,
491–500.
40 Kannouche P. L. and Lehmann A. R. (2004) Ubiquitination ofPCNAand the polymerase switch in human cells.Cell
Cycle 3,1011–1013.
41 Hayduk E. J., Choe L. H. and Lee K. H. (2004) A twodimensionalelectrophoresis map of Chinese hamster ovary