Occludin

Occludin là một enzyme (EC 1.6) oxy hóa NADH . Đây là một protein màng,không thể thiếu ở tế bào biểu mô, khối lượng 65 kDa, phân bố ở dải bịt. Occludin, claudin và zonula occludens-1 (ZO-1) là thành phần chính tạo dải bịt. Cơ chế hoạt động chính xác của protein này chưa được tìm hiểu đầy đủ, nhưng có nghiên cứu cho rằng protein thay đổi hình dạng trong quá trình xúc tác phosphoryl hóa chọn lọc., và phản ứng dimer hóa nhạy cảm với oxy hóa khử Tuy nhiên, có bằng chứng đã chứng minh rằng occludin không chỉ xuất hiện trong các tế bào biểu mô/nội mô, mà còn tìm thấy với số lượng lớn trong các tế bào không có dải bịt nhưng có chuyển hóa rất tích cực như: tế bào quanh mạch (pericyte), neuron và tế bào hình sao, tế bào ít nhánh (oligodendrocyte), tế bào tua (dendritic cell), bạch cầu đơn nhân / đại thực bào tế bào lympho, và cơ tim. Nghiên cứu gần đây sử dụng trên mô hình phân tử, dưới sự giúp đỡ của thí nghiệm sinh hóa và thí nghiệmt ế bào sống tvới đối tượng là tế bào người đã chứng minh rằng occludin là NADH oxyase có ảnh hưởng đến chuyển hóa tế bào như hấp thu glucose, sản xuất ATP và biểu hiện gen. Hơn nữa, sự thay đổi hàm lượng occludin trong tế bào người có khả năng ảnh hưởng đến sự biểu hiện của chất vận chuyển glucose, và kích hoạt các yếu tố phiên mã như NFkB và histones như sirtuins đã chứng tỏ rằng, tốc độ sao chép của HIV có giảm khi lây nhiễm trong đại thực bào. Ở người gen OCLN mã hóa protein này. Gen nằm trên nhánh dài (q) của nhiễm sắc thể 5, ở vị trí q13.1. Các gen chính tắc dài 65.813 cặp base, phần kéo dài có số lương base từ 69,492,292 đến 69,558,104 . Sản phẩm của gen là đoạn protein chưa 522 amino acid. Cấu trúc của occludin có thể chia thành 9 miền, tách thành 2 nhóm. 5 miền được xác định ở nội bào và ngoại bào. 5 miền này được phân tách nhờ 4 miền còn lại nằm ở vùng xuyên màng của protein: miền đuôi N (66 aa) miền xuyên màng 1 (23 aa) vòng ngoại bào 1 (46 aa) miền xuyên màng 2 (25 aa) vòng nội bào (10 aa) miền xuyên màng 3 (25 aa) miền ngoại bào 2 (48 aa) miền xuyên màng 4 (22 aa) miền đuôi C (257 aa) Bằng thực nghiệm, miền đuôi C có chức năng lắp ráp chính xác cấu trúc dải bịt. Đuôi C cũng tương tác với một số protein tế bào chất và tương tác với các phân tử tín hiệu đảm nhận sự sống của tế bào. Đầu cuối N của occludin đảm nhận chức năng cố địnhdải bịt. Occludin là một protein quan trọng trong chức năng của dải bịt. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng ngoài việc tạo nên dải bịt, occludin còn tạo ra tính ổn định của dải bịt, tương ứng với chức năng hàng rào cản trở. Hơn nữa, trên đối tượng chuột thiếu biểu hiện của occludin có hình thái một số biểu mô ổn định, nhưng chuột bị viêm mãn tính và tăng sản ở biểu mô dạ dày, vôi hóa ở não, teo tinh hoàn, mất hạt bào tương trong các tế bào mâm khía (straited cell) và độ dày xương đặc bị giảm đi. Phản ứng kiểu hình của những đối tượng chuột khi cơ thể thiếu occludin cho thấy chức năng của occludin rất phức tạp, cần phải nghiên cứu nhiều hơn. Occludin đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì các thuộc tính hàng rào cản trở của dải bịt. Do đó, đột biến hay vắng mặt occludin gây hiện tượng tăng rò rỉ biểu mô, tạo điều kiện thuận lượi tế bào ung thư di căn. Vắng mặt occludin hoặc occludin biểu hiện bất thường được chứng minh là gây ra sự xâm lấn, giảm độ bám dính và giảm đáng kể chức năng dải bịt trong các mô chứa tế bào ung thư vú. Hơn nữa, nghiên cứu ở những bệnh nhân mắc bệnh di căn cho thấy rằng sự thiếu occludin gây mất tính toàn vẹn của dải bịt, tế bào ung thư vú dễ di căn hơn. Occludin tương tác với protein dải bịt 2, YES1 và protein dải bịt 1. ^ a b c ENSG00000273814 GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000197822, ENSG00000273814 - Ensembl, May 2017 ^ “Human PubMed Reference:”. ^ a b Castro V, Bertrand L, Luethen M, Dabrowski S, Lombardi J, Morgan L, và đồng nghiệp (tháng 3 năm 2016). “Occludin controls HIV transcription in brain pericytes via regulation of SIRT-1 activation”. FASEB Journal. 30 (3): 1234–46. doi:10.1096/fj.15-277673. PMC 4750406. PMID 26601824. ^ Furuse M, Hirase T, Itoh M, Nagafuchi A, Yonemura S, Tsukita S, Tsukita S (tháng 12 năm 1993). “Occludin: a novel integral membrane protein localizing at tight junctions”. The Journal of Cell Biology. 123 (6 Pt 2): 1777–88. doi:10.1083/jcb.123.6.1777. PMC 2290891. PMID 8276896. ^ Blasig IE, Bellmann C, Cording J, Del Vecchio G, Zwanziger D, Huber O, Haseloff RF (tháng 9 năm 2011). “Occludin protein family: oxidative stress and reducing conditions”. Antioxidants & Redox Signaling. 15 (5): 1195–219. doi:10.1089/ars.2010.3542. PMID 21235353. ^ Walter JK, Castro V, Voss M, Gast K, Rueckert C, Piontek J, Blasig IE (tháng 11 năm 2009). “Redox-sensitivity of the dimerization of occludin”. Cellular and Molecular Life Sciences. 66 (22): 3655–62. doi:10.1007/s00018-009-0150-z. PMID 19756380. ^ Villela, Castro; Manuel, Víctor (2011). “The interplay between occludin and ZO-1 is redox sensitive”. doi:10.17169/refubium-12742. ^ Bauer H, Stelzhammer W, Fuchs R, Weiger TM, Danninger C, Probst G, Krizbai IA (tháng 8 năm 1999). “Astrocytes and neurons express the tight junction-specific protein occludin in vitro”. Experimental Cell Research. 250 (2): 434–8. doi:10.1006/excr.1999.4558. PMID 10413597. ^ Romanitan MO, Popescu BO, Winblad B, Bajenaru OA, Bogdanovic N (2007). “Occludin is overexpressed in Alzheimer's disease and vascular dementia”. Journal of Cellular and Molecular Medicine. 11 (3): 569–79. doi:10.1111/j.1582-4934.2007.00047.x. PMC 3922362. PMID 17635647. ^ Rescigno M, Rotta G, Valzasina B, Ricciardi-Castagnoli P (tháng 12 năm 2001). “Dendritic cells shuttle microbes across gut epithelial monolayers”. Immunobiology. 204 (5): 572–81. doi:10.1078/0171-2985-00094. PMID 11846220. ^ Castro V, Bertrand L, Luethen M, Dabrowski S, Lombardi J, Morgan L, và đồng nghiệp (tháng 3 năm 2016). “Occludin controls HIV transcription in brain pericytes via regulation of SIRT-1 activation”. FASEB Journal. 30 (3): 1234–46. doi:10.1096/fj.15-277673. PMID 26601824. ^ Alexander JS, Dayton T, Davis C, Hill S, Jackson TH, Blaschuk O, và đồng nghiệp (tháng 12 năm 1998). “Activated T-lymphocytes express occludin, a component of tight junctions”. Inflammation. 22 (6): 573–82. doi:10.1023/a:1022310429868. PMID 9824772. ^ Qiu L, Chen C, Ding G, Zhou Y, Zhang M (tháng 8 năm 2011). “The effects of electromagnetic pulse on the protein levels of tight junction associated-proteins in the cerebral cortex, hippocampus, heart, lung, and testis of rats”. Biomedical and Environmental Sciences. 24 (4): 438–44. doi:10.3967/0895-3988.2011.04.016. PMID 22108334. ^ Castro V, Skowronska M, Lombardi J, He J, Seth N, Velichkovska M, Toborek M (tháng 2 năm 2018). “Occludin regulates glucose uptake and ATP production in pericytes by influencing AMP-activated protein kinase activity”. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 38 (2): 317–332. doi:10.1177/0271678X17720816. PMC 5951017. PMID 28718701. ^ Ando-Akatsuka Y, Saitou M, Hirase T, Kishi M, Sakakibara A, Itoh M, và đồng nghiệp (tháng 4 năm 1996). “Interspecies diversity of the occludin sequence: cDNA cloning of human, mouse, dog, and rat-kangaroo homologues”. The Journal of Cell Biology. 133 (1): 43–7. doi:10.1083/jcb.133.1.43. PMC 2120780. PMID 8601611. ^ “Entrez Gene: OCLN occludin”. ^ “OCLN occludin [Homo sapiens (human)] - Gene - NCBI”. ^ Chen Y, Merzdorf C, Paul DL, Goodenough DA (tháng 8 năm 1997). “COOH terminus of occludin is required for tight junction barrier function in early Xenopus embryos”. The Journal of Cell Biology. 138 (4): 891–9. doi:10.1083/jcb.138.4.891. PMC 2138038. PMID 9265654. ^ Feldman GJ, Mullin JM, Ryan MP (tháng 4 năm 2005). “Occludin: structure, function and regulation”. Advanced Drug Delivery Reviews. 57 (6): 883–917. doi:10.1016/j.addr.2005.01.009. PMID 15820558. ^ Saitou M, Furuse M, Sasaki H, Schulzke JD, Fromm M, Takano H, và đồng nghiệp (tháng 12 năm 2000). “Complex phenotype of mice lacking occludin, a component of tight junction strands”. Molecular Biology of the Cell. 11 (12): 4131–42. doi:10.1091/mbc.11.12.4131. PMC 15062. PMID 11102513. ^ Martin TA, Mansel RE, Jiang WG (tháng 11 năm 2010). “Loss of occludin leads to the progression of human breast cancer”. International Journal of Molecular Medicine. 26 (5): 723–34. doi:10.3892/ijmm_00000519. PMID 20878095. ^ Peng BH, Lee JC, Campbell GA (tháng 12 năm 2003). “In vitro protein complex formation with cytoskeleton-anchoring domain of occludin identified by limited proteolysis”. The Journal of Biological Chemistry. 278 (49): 49644–51. doi:10.1074/jbc.M302782200. PMID 14512431. ^ Itoh M, Morita K, Tsukita S (tháng 2 năm 1999). “Characterization of ZO-2 as a MAGUK family member associated with tight as well as adherens junctions with a binding affinity to occludin and alpha catenin”. The Journal of Biological Chemistry. 274 (9): 5981–6. doi:10.1074/jbc.274.9.5981. PMID 10026224. ^ Wittchen ES, Haskins J, Stevenson BR (tháng 12 năm 1999). “Protein interactions at the tight junction. Actin has multiple binding partners, and ZO-1 forms independent complexes with ZO-2 and ZO-3”. The Journal of Biological Chemistry. 274 (49): 35179–85. doi:10.1074/jbc.274.49.35179. PMID 10575001. ^ Chen YH, Lu Q, Goodenough DA, Jeansonne B (tháng 4 năm 2002). “Nonreceptor tyrosine kinase c-Yes interacts with occludin during tight junction formation in canine kidney epithelial cells”. Molecular Biology of the Cell. 13 (4): 1227–37. doi:10.1091/mbc.01-08-0423. PMC 102264. PMID 11950934. ^ Fanning AS, Jameson BJ, Jesaitis LA, Anderson JM (tháng 11 năm 1998). “The tight junction protein ZO-1 establishes a link between the transmembrane protein occludin and the actin cytoskeleton”. The Journal of Biological Chemistry. 273 (45): 29745–53. doi:10.1074/jbc.273.45.29745. PMID 9792688. ^ Rao RK, Basuroy S, Rao VU, Karnaky KJ, Gupta A (tháng 12 năm 2002). “Tyrosine phosphorylation and dissociation of occludin-ZO-1 and E-cadherin-beta-catenin complexes from the cytoskeleton by oxidative stress”. The Biochemical Journal. 368 (Pt 2): 471–81. doi:10.1042/BJ20011804. PMC 1222996. PMID 12169098.   Furuse M, Itoh M, Hirase T, Nagafuchi A, Yonemura S, Tsukita S, Tsukita S (tháng 12 năm 1994). “Direct association of occludin with ZO-1 and its possible involvement in the localization of occludin at tight junctions”. The Journal of Cell Biology. 127 (6 Pt 1): 1617–26. doi:10.1083/jcb.127.6.1617. PMC 2120300. PMID 7798316. Van Itallie CM, Anderson JM (tháng 5 năm 1997). “Occludin confers adhesiveness when expressed in fibroblasts”. Journal of Cell Science. 110 (Pt 9) (9): 1113–21. PMID 9175707. Kimura Y, Shiozaki H, Hirao M, Maeno Y, Doki Y, Inoue M, và đồng nghiệp (tháng 7 năm 1997). “Expression of occludin, tight-junction-associated protein, in human digestive tract”. The American Journal of Pathology. 151 (1): 45–54. PMC 1857944. PMID 9212730. Saitou M, Ando-Akatsuka Y, Itoh M, Furuse M, Inazawa J, Fujimoto K, Tsukita S (tháng 7 năm 1997). “Mammalian occludin in epithelial cells: its expression and subcellular distribution”. European Journal of Cell Biology. 73 (3): 222–31. PMID 9243183. Haskins J, Gu L, Wittchen ES, Hibbard J, Stevenson BR (tháng 4 năm 1998). “ZO-3, a novel member of the MAGUK protein family found at the tight junction, interacts with ZO-1 and occludin”. The Journal of Cell Biology. 141 (1): 199–208. doi:10.1083/jcb.141.1.199. PMC 2132714. PMID 9531559. Jiang WG, Martin TA, Matsumoto K, Nakamura T, Mansel RE (tháng 11 năm 1999). “Hepatocyte growth factor/scatter factor decreases the expression of occludin and transendothelial resistance (TER) and increases paracellular permeability in human vascular endothelial cells”. Journal of Cellular Physiology. 181 (2): 319–29. doi:10.1002/(SICI)1097-4652(199911)181:2<319::AID-JCP14>3.0.CO;2-S. PMID 10497311. Kojima T, Sawada N, Chiba H, Kokai Y, Yamamoto M, Urban M, và đồng nghiệp (tháng 12 năm 1999). “Induction of tight junctions in human connexin 32 (hCx32)-transfected mouse hepatocytes: connexin 32 interacts with occludin”. Biochemical and Biophysical Research Communications. 266 (1): 222–9. doi:10.1006/bbrc.1999.1778. PMID 10581193. Burns AR, Bowden RA, MacDonell SD, Walker DC, Odebunmi TO, Donnachie EM, và đồng nghiệp (tháng 1 năm 2000). “Analysis of tight junctions during neutrophil transendothelial migration”. Journal of Cell Science. 113 (Pt 1) (1): 45–57. PMID 10591624. Itoh M, Furuse M, Morita K, Kubota K, Saitou M, Tsukita S (tháng 12 năm 1999). “Direct binding of three tight junction-associated MAGUKs, ZO-1, ZO-2, and ZO-3, with the COOH termini of claudins”. The Journal of Cell Biology. 147 (6): 1351–63. doi:10.1083/jcb.147.6.1351. PMC 2168087. PMID 10601346. Singh U, Van Itallie CM, Mitic LL, Anderson JM, McClane BA (tháng 6 năm 2000). “CaCo-2 cells treated with Clostridium perfringens enterotoxin form multiple large complex species, one of which contains the tight junction protein occludin”. The Journal of Biological Chemistry. 275 (24): 18407–17. doi:10.1074/jbc.M001530200. PMID 10749869. Marzioni D, Banita M, Felici A, Paradinas FJ, Newlands E, De Nictolis M, và đồng nghiệp (tháng 3 năm 2001). “Expression of ZO-1 and occludin in normal human placenta and in hydatidiform moles”. Molecular Human Reproduction. 7 (3): 279–85. doi:10.1093/molehr/7.3.279. PMID 11228248. Andreeva AY, Krause E, Müller EC, Blasig IE, Utepbergenov DI (tháng 10 năm 2001). “Protein kinase C regulates the phosphorylation and cellular localization of occludin”. The Journal of Biological Chemistry. 276 (42): 38480–6. doi:10.1074/jbc.M104923200. PMID 11502742. Papadopoulos MC, Saadoun S, Woodrow CJ, Davies DC, Costa-Martins P, Moss RF, và đồng nghiệp (tháng 10 năm 2001). “Occludin expression in microvessels of neoplastic and non-neoplastic human brain”. Neuropathology and Applied Neurobiology. 27 (5): 384–95. doi:10.1046/j.0305-1846.2001.00341.x. PMID 11679090. Schmidt A, Utepbergenov DI, Krause G, Blasig IE (tháng 11 năm 2001). “Use of surface plasmon resonance for real-time analysis of the interaction of ZO-1 and occludin”. Biochemical and Biophysical Research Communications. 288 (5): 1194–9. doi:10.1006/bbrc.2001.5914. PMID 11700038. Pummi K, Malminen M, Aho H, Karvonen SL, Peltonen J, Peltonen S (tháng 11 năm 2001). “Epidermal tight junctions: ZO-1 and occludin are expressed in mature, developing, and affected skin and in vitro differentiating keratinocytes”. The Journal of Investigative Dermatology. 117 (5): 1050–8. doi:10.1046/j.0022-202x.2001.01493.x. PMID 11710912. Traweger A, Fang D, Liu YC, Stelzhammer W, Krizbai IA, Fresser F, và đồng nghiệp (tháng 3 năm 2002). “The tight junction-specific protein occludin is a functional target of the E3 ubiquitin-protein ligase itch”. The Journal of Biological Chemistry. 277 (12): 10201–8. doi:10.1074/jbc.M111384200. PMID 11782481. Vivian Tang. “OCCLUDIN in Focus”. www.Zonapse.Net. Truy cập ngày 10 tháng 2 năm 2008. Vivian Tang. “Tight Junction Overview”. www.Zonapse.Net. Truy cập ngày 10 tháng 2 năm 2008. GeneTests/NCBI/NIH/UW entry on Band-Like Calcification with Simplified Gyration and Polymicrogyria