NEDD9
| NEDD9 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Identyfikatory | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| , CAS-L, CAS2, CASL, CASS2, HEF1, ekspresja komórek prekursorowych neuronów, regulacja w dół 9 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| identyfikatorów zewnętrznych | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wikidane | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Neuronowe komórki prekursorowe wyrażające białko 9 o obniżonej regulacji rozwojowej ( NEDD- 9 ) to białko , które u ludzi jest kodowane przez gen NEDD9 . NEDD-9 jest również znany jako wzmacniacz filamentacji 1 ( EF1 ), białka związanego z substratem związanego z CRK ( CAS-L ) i członka rodziny białek rusztowania Cas 2 ( CASS2 ). Ważnym paralogiem tego genu jest BCAR1 .
Odkrycie
W 1992 roku Kumar i wsp. jako pierwsi opisali znacznik sekwencji odpowiadający nieulegającemu translacji regionowi 3' NEDD9 w oparciu o klonowanie grupy genów wyrażanych głównie w mózgu embrionalnych, ale nie dorosłych myszy, grupy genów określanych jako nerwowe eksprymowana komórka prekursorowa, rozwojowo obniżona. W 1996 roku dwie grupy niezależnie opisały pełną sekwencję genu NEDD9 i przedstawiły wstępną analizę funkcjonalną białka NEDD9. Prawo i in. nadeksprymował ludzką bibliotekę cDNA w S. cerevisiae i przeszukano pod kątem genów, które jednocześnie wpływały na kontrole cyklu komórkowego i polaryzacji komórek, indukując fenotyp pączkowania drożdży nitkowatych, a tym samym zidentyfikowano białko HEF1 (Human Enhancer of Filamentation 1). W badaniu tym zidentyfikowano HEF1 / NEDD9 jako interaktywnego partnera kinazy ogniskowej adhezji (FAK), łącząc ją z sygnalizacją integryny . Oddzielnie Minegishi i in. sklonowali gen kodujący białko hiperfosforylowane po ligacji integryn β1 w limfocytach T i postawili hipotezę, że odgrywają rolę w procesie kostymulacji limfocytów T , oznaczając ten gen Cas-L (białko związane z substratem związane z Crk, typ limfocytów).
Gen
Współrzędne genomowe genu NEDD9 to 6:11183530-11382580 w zestawie GRCh37 lub 6:11183298-11382348 w zestawie GRCh38. Gen znajduje się na nici ujemnej. Lokalizacja cytogenetyczna to 6p25-p24, w oparciu o nomenklaturę opracowaną przez Human Genome Organization (HUGO) ( HGNC ). NEDD9 to symbol zatwierdzony przez HGNC. Oficjalne identyfikatory to 7733 (HGNC), 4739 (Entrez Gene) i ENSG00000111859 (Ensembl). CAS-L, CASL, HEF1, dJ49G10.2, dJ761I2.1, CAS2, CASS2 to alias symboli. Gen NEDD9 jest konserwowany u małp Rhesus, psów, krów, myszy, szczurów, kurczaków, danio pręgowanego i żaby. U kręgowców należy do rodziny 4-genowej, wraz z innymi paralogicznymi genami znanymi jako BCAR1 (p130Cas), EFS (Sin) i CASS4 (HEPL)
Promotor NEDD9 ma 2 miejsca startu transkrypcji. Warianty transkryptu NM_006403.3 i NM_001142393.1 kodują białka, które mają odrębne N-końce (odpowiednio MKYK i MWTR). U myszy dwa alternatywne pierwsze eksony to MKYK i MWAR. Ich funkcja nie jest znana. NM_001142393 inicjuje translację w miejscu upstream w porównaniu z NM_006403.3, ale oba transkrypty mają 7 eksonów. W różnych badaniach wykryto krótsze transkrypty z brakującymi eksonami lub alternatywnym egzonem końcowym 3'; jednak ich rola w komórce jest niejasna.
Region 5' promotora NEDD9 jest regulowany przez kwas all-trans retinowy (ATRA) i zawiera element odpowiedzi kwasu retinowego (RARE), który jest specyficznie związany przez heterodimer receptora retinoidu X (RXR)/receptora kwasu retinowego (RAR) . NEDD9 jest również indukowany przez zanieczyszczającą środowisko dioksynę , w oparciu o regulację przez receptor węglowodorów arylowych (AhR). Jedno z badań wykazało, że NEDD9 jest tłumione przez estrogen , w oparciu o wiązanie korepresora SAFB1. NEDD9 jest indukowany przez sygnalizację Wnt raka okrężnicy , w oparciu o wiązanie czynników czynnika limfocytów T (TCF) w regionie promotora. NEDD9 jest indukowany przez niedotlenienie i utratę VHL , w oparciu o wiązanie czynników transkrypcyjnych czynnika indukowanego hipoksją ( HIF ) z promotorem NEDD9. Prostaglandyna E2 indukuje transkrypcję NEDD9. Doniesiono, że czynnik transkrypcyjny Fox Forkhead box C1 ( FoxC1 ) i czynnik transkrypcyjny PAX5 indukują transkrypcję NEDD9. TGF-beta indukuje transkrypcję NEDD9. W oparciu o kontrolę sekwencji, promotor NEDD9 ma również potencjalne miejsca wiązania dla szeregu dodatkowych czynników transkrypcyjnych, w tym STAT5A i NF-kappa B.
W 3'UTR NEDD9 jest dopasowanie do pozycji 2-8 dojrzałego miR-145 . Regiony wiążące NEDD9 w locus miR-145 umożliwiłyby bezpośrednie wiązanie 3'UTR NEDD9 z regionem genomowym miR-145, a niektóre badania sugerują, że ten miR reguluje NEDD9 w glejaku, raku prostaty i komórkach raka nerki. Opisano niekodujący RNA, nazwany B2, rozciągający się od 10 kb w górę od eksonu 1 do eksonu 4 NEDD9, ale funkcjonalna rola tego ncRNA nie jest jeszcze jasne. NEDD9 ulega silnej ekspresji w mózgu zarodka oraz w wielu tkankach zarodka i dorosłego organizmu. Podwyższona ekspresja jest związana z rakiem, jak omówiono poniżej.
Rodzina białek
NEDD9 należy do rodziny białek CAS (substrat związany z Crk), która ma 4 członków u kręgowców. Inne paralogiczne geny to znane BCAR1 (p130Cas), EFS (Sin) i CASS4 (HEPL). Nie ma wykrywalnego genu związanego z NEDD9 u bakterii, drożdży lub C. elegans . Jeden członek rodziny istnieje w D. Melanogaster , określany jako DCas.
Struktura
U ludzi NEDD9 ma długość 834 aminokwasów. NEDD9 jest niekatalitycznym białkiem rusztowania, które zawiera miejsca dokowania dla białek zaangażowanych w wiele transdukcji sygnału , regulujących wielkość i czas trwania kaskad sygnalizacji komórkowej. Ogólna struktura NEDD9 jest przedstawiona graficznie na rycinie 1.
Domeny te obejmują:
- Domena SH3
- Ta wysoce konserwatywna domena N-końcowa pośredniczy w wiązaniu NEDD9 z motywami poliproliny wielu ważnych oddziałujących białek, przy czym niektórymi dobrze zbadanymi partnerami są FAK i pokrewna kinaza PYK2 /RAFTK, C3G , PTP-PEST , PTP1B i CIZ .
- Domena substratu (SD)
- Ten nieustrukturyzowany region zawiera wiele motywów YxxP, które są fosforylowane przez kinazy z rodziny src (takie jak FYN , LCK i SRC ) do tworzenia miejsc wiązania dla białek z domenami SH2, takimi jak Crk. Fosforylacja tych motywów może być aktywowana przez siły mechaniczne, takie jak rozciąganie cytoszkieletu . Inne zdarzenia fosforylacji w tym regionie są narzucane przez kinazę Aurora-A, która fosforyluje resztę S296, w procesach związanych z kontrolą cyklu komórkowego.
- Region bogaty w serynę (SR)
- Region SR prawdopodobnie fałduje się w wiązkę 4 helis , w oparciu o znaczną przewidywaną homologię do BCAR1, dla którego struktura została rozwiązana.
- Domena ukierunkowana na adhezję ogniskową (FAT)
- Podobna do FAT domena C-końcowa jest wysoce konserwatywna w białkach adhezji ogniskowej i wystarcza do zlokalizowania kinazy adhezji ogniskowej (FAK) do adhezji ogniskowych. Tworzy strukturę wiązki czterech helis i bierze udział w interakcji z białkami NSP (nowa rodzina białek zawierających SH2) i innymi białkami, takimi jak rodzina Id białek helisa-pętla-helisa.
Jeśli chodzi o modyfikacje potranslacyjne , NEDD9 podlega znacznej fosforylacji w oparciu o warunki wzrostu. W najbardziej aktywnie rosnących komórkach adherentnych NEDD9 migruje jako dublet o masie 115 i 105 kDa. Hiperfosforylowana seryna / treonina p115 NEDD9 jest bardziej powszechna w komórkach fazy G2 / M, co sugeruje, że te modyfikacje są związane ze zwiększoną lokalizacją w centrosomie i wrzecionie mitotycznym . Jedno badanie wykazało, że konwersja p115 do p105 jest aktywowana przez odłączenie komórki poprzez cytoszkieletową regulację fosfatazy PP2A , chociaż inne prace wykazały sprzeczne wyniki.
Synteza i degradacja
NEDD9 jest obecny w całym cyklu komórkowym , ale najliczniej występuje w komórkach fazy G2/M. NEDD9 podlega zarówno kaspazy , jak i degradacji proteasomów . W warunkach odklejania się komórki, a zwłaszcza we wczesnych stadiach anoiki lub apoptozy, NEDD9 jest szybko cięty przez kaspazy 3 i/lub 7 w miejscu DLVD (reszta 363) oraz w miejscu DDYD (reszta 630), tworząc N-końcową Tworzą się fragmenty 55 KDa i C-końcowe 28 KDa. Temu rozszczepieniu zapobiega tworzenie ogniskowej adhezji, co sugeruje, że NEDD9 jest czujnikiem zmienionych stanów adhezji. Nadekspresja p28 w komórkach powoduje zaokrąglanie i odłączanie komórek oraz indukuje apoptozę, prawdopodobnie z powodu dominującego negatywnego wpływu na promujące przeżycie kompleksy sygnalizacyjne w ogniskowych zrostach. Łącznie dane te sugerują, że wytwarzanie różnych modyfikacji potranslacyjnych NEDD9 jest regulowane przez odłączanie / przyłączanie komórek, co z kolei umożliwia regulację obrotu NEDD9 i udział w różnych procesach komórkowych.
P115 jest głównym celem proteasomalnej degradacji NEDD9. Proteasomalna degradacja NEDD9 jest wyzwalana przez szereg bodźców, w tym indukcję sygnalizacji TGF-beta. Efektor receptora TGFbeta, Smad3, może oddziaływać bezpośrednio z podjednostką APC APC10 i tym samym rekrutować kompleks APC. Podjednostka CDH1 kompleksu APC rozpoznaje NEDD9 i reguluje ubikwitynację, a następnie degradację NEDD9. NEDD9 jest również rozkładany przez proteasom pod koniec mitozy, po zakończeniu działań z Aurora-A, które wspierają progresję mitotyczną.
Dystrybucja tkankowa i lokalizacja wewnątrzkomórkowa
W komórkach interfazowych większość NEDD9 lokalizuje się w zrostach ogniskowych. Jednak część białka jest również cytoplazmatyczna, a małe pule lokalizują się w centrosomie i ciele podstawowym rzęsek. Przy wejściu mitotycznym NEDD9 porusza się wzdłuż wrzeciona mitotycznego, ostatecznie lokalizując się w środkowej części ciała w cytokinezie.
Funkcjonować
NEDD9 jest produktem pośrednim w wielu ważnych szlakach sygnałowych istotnych dla komórkowych procesów proliferacji, przeżycia, migracji i innych (patrz rysunek po prawej).
Kinazy integrynowe, FAK/RAFTK i SRC
Sygnalizacja integryny, która kontroluje ruch komórek, rozprzestrzenianie się i adhezję do macierzy pozakomórkowej (ECM) oraz przeżycie, jest najlepiej ustaloną ścieżką sygnalizacyjną dla NEDD9. Integryny to białka transbłonowe, które zarodkują zrosty ogniskowe, struktury zapewniające dwukierunkową sygnalizację między ECM a cytoszkieletem aktynowym. NEDD9 stabilizuje powstawanie i reguluje obrót zrostów ogniskowych, wpływając na ruchliwość komórek oraz inwazję i przerzuty komórek nowotworowych. W odpowiedzi na aktywację integryny, FAK lub pokrewna kinaza RAFTK rekrutuje NEDD9 do ogniskowego miejsca adhezji, wiąże je przez N-końcową domenę SH3 i fosforyluje miejsce wiązania NEDD9 Src. Pozwala to kinazie z rodziny SRC lub SRC na wiązanie NEDD9 poprzez jego domenę SH2. Fosforylacja domeny substratu NEDD9 przez Src i inne kinazy powoduje tworzenie miejsc wiązania dla Crk i innych adapterów, które łączą się z motywami wiążącymi SH2. Kompleksy NEDD9 Crk aktywują GTPazy rodziny Rho i Ras poprzez rekrutację ich czynników wymiany nukleotydów (GEF), takich jak DOCK1, DOCK3 DOCK180 i C3G.
Te GTPazy regulują ruchliwość komórek, proliferację, a także przyczyniają się do progresji i inwazji guza. W wielu typach komórek nadekspresja NEDD9 zwiększa morfologię rozprzestrzeniania się i półksiężyca (wskaźnik wysokiej ruchliwości). Jednak w przypadku fibroblastów niektóre prace wykazały, że brak NEDD9 prowadzi do szybszego obrotu ogniskowej adhezji, co doprowadziło do wzrostu migracji NEDD9-/- w porównaniu z typem dzikim.
W komórkach nowotworowych NEDD9 może napędzać ruch typu mezenchymalnego poprzez aktywację GTPazy RAC1 i WAVE w kompleksie z GEF DOCK3, co z kolei powoduje hamowanie GTPazy Rho i ruchu ameboidalnego. Inwazji towarzyszy proteoliza ECM poprzez aktywację metaloproteinaz MMP14, MMP2 i MMP9.
Receptory chemokinowe, kinazy TCR, BCR/ABL, Fyn, Lck
NEDD9 bierze udział w migracji komórek T indukowanej chemokinami i aktywacji integryny za pośrednictwem receptora komórek T (TCR). W limfocytach sygnalizacja integrynowa lub TCR indukuje fosforylację NEDD9 przez kinazy tyrozynowe Fyn i Lck (kinazy z rodziny SRC), która jest niezbędna do migracji limfocytów T. Ponadto, w odpowiedzi na sygnały chemokin, kinazy z rodziny Abl promują aktywację GTPazy RAP1 przez fosforylację NEDD9; NEDD9 wiąże się z białkiem transduktorowym Chat-H/SHEP1/NSP3, członkiem rodziny białek NSP, dodatkowo wspierając aktywację RAP1, migrację komórek i adhezję. W komórkach B asocjacja NEDD9 z NSP3 zwiększa hiperfosforylację seryny / treoniny za pośrednictwem integryny NEDD9 po ligacji receptora komórek B (BCR), promując adhezję, ruchliwość i naprowadzanie limfocytów B do brzeżnych stref receptora estrogenowego śledziony. Interaktory NEDD9 p130/CAS i białko NSP NSP2/BCAR3 są zaangażowane w oporność na antyestrogeny i progresję raka piersi Niektóre dane sugerują rolę NEDD9 w odpowiedzi komórkowej na estrogen, w tym progresję do oporności na antyestrogeny, progresję i inwazję raka piersi
RTK (EGFR). NEDD9 przyczynia się również do transdukcji sygnałów w dół receptora kinazy tyrozynowej (RTK). Rola NEDD9 w przesłuchu sygnalizacyjnym między receptorem naskórkowego czynnika wzrostu (EGFR) a integrynami została ustalona w niedrobnokomórkowym raku płuca (NSLC). Wykazano, że hamowanie EGFR zmniejsza fosforylację tyrozyny NEDD9. Nedd9 oddziałuje bezpośrednio z białkiem efektorowym Shc EGFR, ustawiając je tak, aby wpływało na dalszą sygnalizację istotną dla EGFR; myszy pozbawione Nedd9 miały zmniejszoną aktywność efektorów EGFR ERK i AKT. Białka NSP są również rusztowaniami wielodomenowymi, które wiążą aktywowane RTK w odpowiedzi na bodźce zewnątrzkomórkowe i rekrutują zarówno NEDD9, jak i BCAR1, aby pomóc w integracji sygnalizacji między RTK i integrynami. NEDD9 jest również aktywowany przez PDGF i inne RTK, chociaż wymagane są dalsze badania.
TGF-beta
TGF-beta jest regulatorem przebudowy tkanek i przemiany nabłonkowo-mezenchymalnej (EMT) w rozwoju i promuje przerzuty w raku. W wielu badaniach zidentyfikowano NEDD9 jako efektor w dół szlaku sygnałowego TGF-beta, niezbędny do promowania EMT. W komórkach MCF-7 NEDD9 negatywnie reguluje ekspresję białka nabłonkowego E-kadheryny, zapobiegając asocjacji E-kadheryny z błoną komórkową i aktywując kinazę SRC. Aktywowany SRC zapewnia internalizację i lizosomalną degradację E-kadheryny. Spójne z tymi odkryciami jest badanie wykazujące obniżenie poziomu markerów nabłonkowych (E-kadheryna, okludyna, β-katenina) i jednoczesną regulację w górę markerów mezenchymalnych (N-kadheryna, wimentyna, fibronektyna) w odpowiedzi na nadekspresję NEDD9 w komórkach MCF-10.
Aurora-A
NEDD9 wiąże się bezpośrednio z kinazą mitotyczną Aurora-A w centrosomie i promuje jej aktywność, umożliwiając komórkom wejście w mitozę. Degradacja NEDD9 pod koniec mitozy przyczynia się do terminowej degradacji Aurora-A. Komórki z nadekspresją NEDD9 wykazują niedobór cytokinezy, co skutkuje akumulacją wielobiegunowych wrzecion mitotycznych i nieprawidłową liczbą centrosomów. Z drugiej strony komórki ze zubożonym NEDD9 mają przedwcześnie oddzielone centrosomy i mają niedobór aktywności organizowania mikrotubul podczas mitozy, co prowadzi do obfitości monopolarnych lub asymetrycznych wrzecion, uniemożliwiając komórkom wejście w mitozę. NEDD9 reguluje również aktywację Aurora-A w ciele podstawowym rzęsek, gdy komórki resorbują rzęski podczas wczesnej fazy G1. Rzęski to małe organelle, które wystają z powierzchni przylegających komórek, które są obowiązkowym miejscem działania białek, takich jak Hedgehog i policystyny: wpływając na stabilność rzęsek, NEDD9 jest ustawiony tak, aby wpływać na te systemy sygnalizacyjne. Interakcja NEDD9 z kinazą Aurora A może również odgrywać rolę w inwazji nowotworu. NEDD9 wiąże się i reguluje acetylację kortaktyny (CTTN) w sposób zależny od kinazy Aurora A (AURKA) / HDAC6. Powalenie NEDD9 lub AURKA powoduje wzrost ilości acetylowanej CTTN i zmniejszenie wiązania CTTN z F-aktyną. Nadekspresja mutanta CTTN naśladującego deacetylację (9KR) jest wystarczająca do przywrócenia dynamiki aktyny na krawędzi natarcia i sprawności migracji komórek nowotworowych. Zahamowanie aktywności AURKA i HDAC6 przez alisertib i tubastatynę A w ksenoprzeszczepach modeli raka piersi doprowadziło do zmniejszenia liczby przerzutów do płuc.
Znaczenie kliniczne
Myszy transgeniczne z homozygotycznym wyczerpaniem NEDD9 są witalne i płodne, ale mają nieprawidłowości immunologiczne, które skutkują stanami przednowotworowymi w późniejszym życiu, defekty są początkowo subtelne, ale nasilają się w późniejszym życiu; Naprowadzanie komórek B do śledziony i transport limfocytów są niewystarczające.
choroba Alzheimera
SNP NEDD9 rs760678 zlokalizowany w regionie intronowym badano pod kątem możliwego związku z chorobą Alzheimera o późnym początku (LOAD). Jednak w 2012 roku Wang i wsp. przeprowadzili metaanalizę i doszli do wniosku, że potrzeba więcej badań, aby wyciągnąć solidne wnioski. Ten SNP i odpowiednia sygnalizacja są omówione pełniej w.
Rak
Zmieniona (zwykle podwyższona) ekspresja NEDD9 jest silnie związana z rakiem. NEDD9 jest rzadko, jeśli w ogóle, zmutowany, ale często wykazuje zmienioną ekspresję lub fosforylację (związaną ze zwiększoną aktywnością) w stanach patologicznych, w tym dysfunkcji komórek odpornościowych i raku. Udokumentowano występowanie nadekspresji NEDD9, która w niektórych przypadkach łączyła się z procesem onkogenezy wielu różnych nowotworów złośliwych. Poza przykładami raka piersi omówionymi powyżej, nowotwory te obejmują raka okrężnicy, trzustki, głowy i szyi, jajnika, żołądka, płuc, układu moczowo-płciowego (w tym gruczołu krokowego), wątroby i nerek, nowotwory podścieliska przewodu pokarmowego, glejaka wielopostaciowego i nerwiaka niedojrzałego.
Inna choroba
Ekspresja Nedd9 może być ważna dla powrotu do zdrowia po udarze. Nedd9 jest regulowany w górę w neuronach kory mózgowej i hipokampu po przejściowym globalnym niedokrwieniu u szczurów. Indukowany Nedd9 jest fosforylowany tyrozyną, wiąże się z FAK w dendrytach i somie neuronów i promuje wzrost neurytów, przyczyniając się do przywrócenia funkcji neurologicznych po niedokrwieniu mózgu. Nedd9 został ostatnio zaangażowany w patogenezę autosomalnej dominującej policystycznej choroby nerek (ADPKD). Ekspresja NEDD9 jest podwyższona w ludzkiej autosomalnej dominującej policystycznej chorobie nerek (ADPKD) i mysich modelach ADPKD, a myszy podatne na ADPKD pozbawione NEDD9 rozwinęły cięższą postać ADPKD niż te z normalnym NEDD9.
Potencjał terapeutyczny
Ze względu na jego rolę w raku, kilka badań rozważało potencjalną wartość NEDD9 jako celu terapeutycznego lub przewodnika terapeutycznego. Ze względu na brak domeny kinazy lub jakiejkolwiek określonej domeny katalitycznej oraz ponieważ jest całkowicie wewnątrzkomórkowa, NEDD9 jest cząsteczką trudną do namierzenia. Ponieważ NEDD9 służy jako cząsteczka rusztowania dla innych białek sygnałowych, które odgrywają znaczącą rolę w rozwoju raka, skutki nadekspresji NEDD9 we wspieraniu przerzutów można teoretycznie złagodzić poprzez hamowanie jego dalszych celów. W jednym badaniu delecja Nedd9 w guzach sutka MMTV-neu zwiększyła ich wrażliwość na inhibitory FAK i SRC. Wyczerpanie NEDD9 uwrażliwia linie komórkowe raka piersi na alisertib, inhibitor Aurora A. Uwzględnienie NEDD9 jako biomarkera odpowiedzi terapeutycznej jest obiecującym kierunkiem badań.
Interakcje
Wykazano, że NEDD9 wchodzi w interakcje z:
Notatki