MAX

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MAX(Myc-associated factor X)是由基因 MAX 编码的转录因子,属于 bHLH-LZ 超家族。它是 Myc/Max/Mad 转录调控网络的中心枢纽蛋白。Max 最核心的功能是作为原癌蛋白 Myc必需二聚化伴侣(Obligate Partner);Myc 单体本身是不稳定且无功能的,必须与 Max 形成异二聚体才能结合 DNA 上的 E-box 并激活转录。与 Myc 不同,Max 是一种组成型表达高度稳定的蛋白质。除了辅助 Myc,Max 还能与 Mad(Mxd)家族蛋白结合形成转录抑制复合物,从而在基因激活与抑制之间维持微妙的平衡。

MAX
The Central Hub of Myc Network (点击展开)
               [Image:Myc_Max_Mad_network_equilibrium]
机制:Myc-Max(激活) vs Mad-Max(抑制)
基础参数
基因符号 MAX
染色体定位 14q23.3
蛋白家族 bHLH-LZ
氨基酸数 160 aa (Isoform 1)
分子量 ~18 kDa
稳定性 极高 (半衰期 > 24h)
互作网络
激活搭档 Myc (c/N/L-Myc)
抑制搭档 Mad (Mxd1-4), Mnt
结合序列 E-box (CACGTG)
同源二聚体 Max-Max (转录惰性)
临床相关
缺失后果 胚胎致死 (E6.5)
体细胞突变 嗜铬细胞瘤 (PHEO)
PDB 结构 1NKP, 1AN4

分子机制:平衡的艺术

Max 蛋白是细胞生长控制网络中的“恒定变量”,它通过与不同伙伴结合来决定细胞的命运:

  • Myc-Max (油门):
    当细胞收到生长信号时,Myc 瞬间高表达。Myc 对 Max 具有极高的亲和力,迅速形成 Myc-Max 异二聚体。该复合物结合 DNA 上的 E-box,招募组蛋白乙酰转移酶(HATs),激活促生长基因(如 Cyclin D, ODC)。
  • Mad-Max (刹车):
    在分化或静止的细胞中,Myc 降解,而 Mad (Mxd) 蛋白水平上升。Mad 置换出 Myc,与 Max 形成 Mad-Max 异二聚体。该复合物同样结合 E-box,但招募组蛋白去乙酰化酶(HDACs),抑制基因转录,促进细胞分化或休眠。
  • Max-Max (占位符):
    Max 也能形成同源二聚体。Max-Max 虽然能结合 E-box,但既没有转录激活域也没有抑制域,它主要起“占位符”的作用,防止 E-box 被非特异性结合,或者在 Myc 水平极低时减弱背景噪音。
   [Image:bHLH_LZ_dimerization_structure]

稳定性悖论:为何 Max 如此长寿?

Rate-Limiting Logic

在 Myc/Max 系统中,Max 是“过量的、稳定的”,而 Myc 是“限速的、不稳定的”(半衰期约 20 分钟)。这种设计具有深刻的生物学意义:它确保了细胞能够通过调节 Myc 的合成与降解,毫秒级地响应环境信号。如果 Max 也是不稳定的,那么二聚体的形成效率将大打折扣,细胞反应会变得迟钝。

临床转化:除了 Myc 还有 Max

疾病/药物 机制 临床意义
嗜铬细胞瘤 MAX 基因失活突变。导致 Myc 无法发挥功能,但也破坏了 Mad-Max 的抑制作用,可能导致代谢重编程。 MAX 是遗传性嗜铬细胞瘤的新致病基因。
Omomyc Omomyc 是突变的 Myc 显性负性体,它通过螯合 Max(形成 Omomyc/Max),使内源性 Myc 失去伴侣而失效。 证明了靶向 Max 结合界面是治疗癌症的可行策略。
小细胞肺癌 部分 SCLC 存在 MAX 基因纯合缺失。 MAX 缺失的肿瘤可能对特定的代谢疗法敏感。
       学术参考文献 [Academic Review]
       

[1] Blackwood EM, Eisenman RN. (1991). Max: a helix-loop-helix zipper protein that forms a sequence-specific DNA-binding complex with Myc. Science.
[点评]:历史性发现,首次克隆并鉴定了 Max,解开了 Myc 如何结合 DNA 的谜题,确立了异二聚体模型。

[2] Grandori C, et al. (2000). The Myc/Max/Mad network and the transcriptional control of cell behavior. Annual Review of Cell and Developmental Biology.
[点评]:系统综述了以 Max 为中心的转录网络,阐明了激活(Myc)与抑制(Mad)之间的动态平衡机制。

[3] Burnichon N, et al. (2012). MAX mutations cause hereditary and sporadic pheochromocytoma and paraganglioma. Clinical Cancer Research.
[点评]:首次在人类遗传性肿瘤中发现 MAX 的种系突变,证明了 Max 本身也是一个肿瘤抑制基因(在特定背景下)。

           Max · 知识图谱
核心网络 Myc (激活) • Mad/Mxd (抑制) • Mnt
结构特征 bHLH-LZ异二聚体E-box
抑制药物 Omomyc (竞争结合) • 10058-F4 (小分子)
相关疾病 嗜铬细胞瘤神经母细胞瘤小细胞肺癌