PSMD7

PSMD7
Protein PSMD7 PDB 2O95.png
Dostępne konstrukcje
WPB Wyszukiwanie ortologiczne:
Identyfikatory , MOV34, P40, Rpn8, S12, podjednostka proteasomu 26S,
identyfikatory zewnętrzne
inne niż ATPaza 7
ortologi
Gatunek Człowiek Mysz
Entrez
Ensembl
UniProt
RefSeq (mRNA)

RefSeq (białko)

Lokalizacja (UCSC)
PubMed search
Wikidane
Wyświetl/edytuj człowieka Wyświetl/edytuj mysz

Podjednostka regulatorowa 7 proteasomu niebędąca ATPazą 26S , znana również jako podjednostka Rpn8 niebędąca ATPazą proteasomu 26S , jest enzymem , który u ludzi jest kodowany przez gen PSMD7 .

Proteasom 26S jest multikatalitycznym kompleksem proteinazy o wysoce uporządkowanej strukturze złożonej z 2 kompleksów, rdzenia 20S i regulatora 19S. Rdzeń 20S składa się z 4 pierścieni składających się z 28 nieidentycznych podjednostek; 2 pierścienie składają się z 7 podjednostek alfa, a 2 pierścienie składają się z 7 podjednostek beta. Regulator 19S składa się z podstawy, która zawiera 6 ATPazy i 2 podjednostki inne niż ATPaza oraz pokrywy, która zawiera do 10 podjednostek innych niż ATPaza. Proteasomy są rozmieszczone w komórkach eukariotycznych w wysokim stężeniu i rozszczepiają peptydy w ATP / ubikwityny w szlaku nielizosomalnym . Istotną funkcją zmodyfikowanego proteasomu, immunoproteasomu, jest przetwarzanie peptydów MHC klasy I.

Gen

Gen PSMD7 koduje podjednostkę niebędącą ATPazą regulatora 19S. Pseudogen został zidentyfikowany na chromosomie 17. Ludzki gen PSMD7 ma 7 egzonów i znajduje się na chromosomie prążkowanym 16q22.3.

Białko

Niebędąca ATPazą podjednostka regulatorowa ludzkiego białka 26S proteasomu 14 ma wielkość 37 kDa i składa się z 324 aminokwasów. Obliczony teoretyczny pI tego białka wynosi 6,11.

Złożony montaż

proteasomu 26S zwykle składa się z cząstki rdzenia 20S (CP lub proteasomu 20S) i jednej lub dwóch cząstek regulatorowych 19S (RP lub proteasomu 19S) po jednej lub obu stronach baryłkowatego 20S. CP i RP dotyczą różnych cech strukturalnych i funkcji biologicznych. W skrócie, podkompleks 20S wykazuje trzy typy aktywności proteolitycznych, w tym aktywność podobną do kaspazy, podobną do trypsyny i podobną do chymotrypsyny. Te aktywne miejsca proteolityczne znajdujące się po wewnętrznej stronie komory tworzą 4 ułożone w stos pierścienie podjednostek 20S, zapobiegając przypadkowemu kontaktowi białka z enzymem i niekontrolowanej degradacji białka. Cząstki regulatorowe 19S mogą rozpoznawać białko znakowane ubikwityną jako substrat degradacji, rozkładać białko do postaci liniowej, otwierać bramkę cząstki rdzeniowej 20S i kierować substan do komory proteolitycznej. Aby sprostać takiej złożoności funkcjonalnej, cząsteczka regulatorowa 19S zawiera co najmniej 18 konstytutywnych podjednostek. Podjednostki te można podzielić na dwie klasy w oparciu o zależność podjednostek od ATP, podjednostki zależne od ATP i podjednostki niezależne od ATP. Zgodnie z oddziaływaniem białek i charakterystyką topologiczną tego wielopodjednostkowego kompleksu, cząsteczka regulatorowa 19S składa się z podkompleksu zasady i pokrywy. Podstawa składa się z pierścienia sześciu ATPaz AAA (podjednostka Rpt1-6, nomenklatura systematyczna) i czterech podjednostek innych niż ATPaza ( Rpn1 , Rpn2 , Rpn10 i Rpn13).s Podkompleks pokrywy cząstki regulatorowej 19S składał się z 9 podjednostek. Montaż pokrywy 19S jest niezależny od procesu montażu podstawy 19S. Dwa moduły montażowe, moduły Rpn5-Rpn6-Rpn8-Rpn9-Rpn11 i moduły Rpn3-Rpn7-SEM1 zidentyfikowano podczas składania pokrywy 19S przy użyciu proteasomu drożdży jako kompleksu modelowego. Podjednostka Rpn12 włączona do cząsteczki regulacyjnej 19S, gdy wieczko 19S i podstawa wiążą się ze sobą. Ostatnie dowody na struktury krystaliczne proteasomów wyizolowanych z Saccharomyces cerevisiae sugerują, że katalitycznie aktywna podjednostka Rpn8 i podjednostka Rpn11 tworzą heterodimer. Dane ujawniają również szczegóły dotyczące miejsca aktywnego Rpn11 i sposobu interakcji z innymi podjednostkami.

Funkcjonować

Jako mechanizm degradacji odpowiedzialny za około 70% wewnątrzkomórkowej proteolizy, kompleks proteasomu (proteasom 26S) odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu homeostazy proteomu komórkowego. W związku z tym nieprawidłowo sfałdowane białka i uszkodzone białka muszą być stale usuwane w celu recyklingu aminokwasów do nowej syntezy; równolegle niektóre kluczowe białka regulatorowe spełniają swoje funkcje biologiczne poprzez selektywną degradację; ponadto białka są trawione do peptydów w celu prezentacji antygenu MHC klasy I. Aby sprostać tak skomplikowanym wymaganiom procesów biologicznych poprzez przestrzenną i czasową proteolizę, substraty białkowe muszą zostać rozpoznane, rekrutowane i ostatecznie zhydrolizowane w dobrze kontrolowany sposób. Zatem cząsteczka regulatorowa 19S obejmuje szereg ważnych możliwości, aby sprostać tym wyzwaniom funkcjonalnym. Aby rozpoznać białko jako wyznaczony substrat, kompleks 19S ma podjednostki zdolne do rozpoznawania białek ze specjalnym znacznikiem degradacyjnym, ubikwitynylacją. Ma również podjednostki, które mogą wiązać się z nukleotydami (np. ATP) w celu ułatwienia asocjacji między cząstkami 19S i 20S, a także powodowania zmian potwierdzających C-końce podjednostki alfa, które tworzą wejście podstanu kompleksu 20S.

Znaczenie kliniczne

Proteasom i jego podjednostki mają znaczenie kliniczne z co najmniej dwóch powodów: (1) upośledzony zespół złożony lub dysfunkcyjny proteasom mogą być związane z podstawową patofizjologią określonych chorób oraz (2) mogą być wykorzystywane jako cele leków do celów terapeutycznych interwencje. Niedawno podjęto więcej wysiłków w celu rozważenia proteasomu w celu opracowania nowych markerów i strategii diagnostycznych. Lepsze i kompleksowe zrozumienie patofizjologii proteasomu powinno w przyszłości znaleźć zastosowanie kliniczne.

Proteasomy stanowią kluczowy składnik systemu ubikwityna-proteasom (UPS) i odpowiadającej mu komórkowej kontroli jakości białek (PQC). Ubikwitynacja białek , a następnie proteoliza i degradacja przez proteasom są ważnymi mechanizmami regulującymi cykl komórkowy , wzrost i różnicowanie komórek , transkrypcję genów, transdukcję sygnału i apoptozę . Następnie upośledzony montaż i funkcja kompleksu proteasomu prowadzi do zmniejszonej aktywności proteolitycznej i akumulacji uszkodzonych lub nieprawidłowo sfałdowanych rodzajów białek. Taka akumulacja białek może przyczyniać się do patogenezy i cech fenotypowych w chorobach neurodegeneracyjnych, chorobach sercowo-naczyniowych, odpowiedziach zapalnych i chorobach autoimmunologicznych oraz ogólnoustrojowych odpowiedziach na uszkodzenia DNA prowadzące do nowotworów złośliwych .

Kilka badań eksperymentalnych i klinicznych wykazało, że aberracje i deregulacja UPS przyczyniają się do patogenezy kilku zaburzeń neurodegeneracyjnych i miodegeneracyjnych, w tym choroby Alzheimera , choroby Parkinsona i choroby Picka , stwardnienia zanikowego bocznego ( ALS ), choroby Huntingtona , choroby Creutzfeldta-Jakoba , i choroby neuronu ruchowego, choroby poliglutaminowe (PolyQ), dystrofie mięśniowe oraz kilka rzadkich postaci chorób neurodegeneracyjnych związanych z demencją . Jako część układu ubikwityna-proteasom (UPS), proteasom utrzymuje homeostazę białek sercowych, a tym samym odgrywa znaczącą rolę w uszkodzeniu niedokrwiennym serca , przeroście komór i niewydolności serca . Ponadto gromadzone są dowody na to, że UPS odgrywa zasadniczą rolę w transformacji złośliwej. Proteoliza UPS odgrywa główną rolę w odpowiedziach komórek nowotworowych na sygnały stymulujące, które są krytyczne dla rozwoju raka. Odpowiednio, ekspresja genów przez degradację czynników transkrypcyjnych , takich jak p53 , c-jun , c-Fos , NF-κB , c-Myc , HIF-1α, MATα2, STAT3 , białka wiążące pierwiastki sterolowe i receptory androgenowe wszystkie są kontrolowane przez UPS i dlatego biorą udział w rozwoju różnych nowotworów złośliwych. Ponadto UPS reguluje degradację produktów genów supresorowych nowotworów, takich jak gruczolakowata polipowatość jelita grubego ( APC ) w raku jelita grubego, siatkówczaku (Rb). i supresor guza von Hippel-Lindau (VHL), a także szereg protoonkogenów ( Raf , Myc , Myb , Rel , Src , Mos , ABL ). UPS bierze również udział w regulacji reakcji zapalnych. Ta aktywność jest zwykle przypisywana roli proteasomów w aktywacji NF-κB, który dodatkowo reguluje ekspresję cytokin prozapalnych , takich jak TNF-α , IL-β, IL-8 , cząsteczki adhezyjne ( ICAM-1 , VCAM-1 , P-selektyna ) oraz prostaglandyny i tlenek azotu (NIE). Dodatkowo UPS odgrywa również rolę w reakcjach zapalnych jako regulatory proliferacji leukocytów, głównie poprzez proteolizę cyklin i degradację CDK . Wreszcie, pacjenci z chorobami autoimmunologicznymi z SLE , zespołem Sjögrena i reumatoidalnym zapaleniem stawów (RZS) wykazują głównie krążące proteasomy, które można zastosować jako biomarkery kliniczne.

Dalsza lektura

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=PSMD7&oldid=1115705932 ”