Białko wiążące wapń bogate w histydynę (HRC) jest białkiem wiążącym Ca(2+) o wysokiej pojemności i niskim powinowactwie. białko wiążące Ca(2+), ulegające specyficznej ekspresji w mięśniach poprzecznie prążkowanych ssaków. W mięśniach szkieletowych i mięśniu sercowym królika, HRC wiąże się z błonami retikulum sarkoplazmatycznego (SR) za pośrednictwem triadyny, białka łączącego SR. Ostatnio, potencjalną rolę w niewydolności serca i arytmogenezie została przypisana HRC ze względu na jej aktywność jako regulator wychwytu SR Ca(2+) i uwalniania Ca(2+). HRC może odgrywać szczególnie istotną rolę w sercu konia, biorąc pod uwagę jego wolniejsze spoczynkowe serce częstość akcji serca (20-35 uderzeń/min) i dłuższy czas trwania potencjału czynnościowego (APD) (0,6-1,0 s) niż u innych ssaków. Wyniki tego badania wykazały po raz po raz pierwszy bezpośrednie dowody na to, że białko HRC w mięśniu sercowym koni było ulegało ekspresji w połączeniu z błonami SR i że aktywność transkrypcyjna HRC była trzykrotnie wyższa w komorach serca w porównaniu do przedsionków. Przewaga przewaga regulacji mRNA HRC w mięśniu sercowym komór była specyficzna dla końskiego serca. serca konia, ponieważ bardziej równomierny rozkład między przedsionkami i komorami był u zwierząt o podobnej wielkości ciała lub gatunku, takich jak bydło lub osły domowe. osły. --- Niniejsze badanie dokumentuje wiążącą interakcję mięśnia szkieletowego sarkoplazmatyczne retikulum (SR) białko transmembranowe triadyna z peryferyjnym bogatym w histydynę białkiem wiążącym Ca(2+) (HCP). Oprócz dostarczenia dalszych dowodów na to, że HCP współwystępuje z RyR1, FKBP-12, triadyną i kalsekwestryną (CS) w oczyszczonych z gęstości sacharozy pęcherzykach TC, przy użyciu specyficznego przeciwciała poliklonalnego, wykazujemy, że pokazujemy, że ulega on ekspresji jako pojedynczy gatunek białka, zarówno we włóknach szybkokurczliwych, jak i wolnokurczliwych. włókien wolnokurczliwych i identycznie lokalizuje się w paśmie I. Kolokalizacja HCP i triadyny w triadach łączących jest wspierana przez nakładające się barwienie przy użyciu przeciwciał monoklonalnych przeciwko triadynie. Pokazujemy specyficzne wiązanie interakcję między digoksygeniną-HCP i triadyną, przy użyciu technik ligand blot. Znaczenie tego odkrycia jest wzmocnione przez podobieństwa w wiązaniu powinowactwa i zależności od Ca2+ (0,1-1 mM Ca2+) interakcji digoksygeniny-HCP z triadyną. digoksygeniny-HCP z unieruchomionymi pęcherzykami TC. Sugeruje to, że triadyna oddziałuje z HCP i CS, w różnych miejscach, odkryliśmy, że interakcja triadyna-CS w nakładkach nie wymaga obecności Ca2+. Zgodnie z wiązanie CS z domeną luminalną triadyny (Guo i Campbell, 1995), pokazujemy że miejsca wiązania digoksygeniny-CS, chociaż nie miejsca wiązania dla digoksygeniny-HCP, można odzyskać we fragmencie triadyny 92 kDa, po chymotryptic rozszczepienie NH2-końcowego końca złożonej cząsteczki w nienaruszonych pęcherzykach pęcherzykach TC. Te zróżnicowane efekty stanowią podstawę hipotezy, że HCP zakotwicza się do domeny błony łączącej SR, poprzez wiązanie z krótką domeną cytoplazmatyczną triadyny na końcu NH2. Chociaż funkcja ta interakcja jako taka nie jest dobrze poznana, wydaje się mieć potencjalne znaczenie biologiczne w bardziej ogólnym kontekście biologiczne w bardziej ogólnym kontekście strukturalno-funkcjonalnej roli triadyny na połączeniu triadycznym w mięśniach szkieletowych. --- TŁO: Białko wiążące wapń bogate w histydynę (HRC) znajduje się w świetle retikulum sarkoplazmatycznego (SR), które wiąże się zarówno z triadyną (TRN), jak i SERCA wpływając na cykl Ca(2+) w SR. Przewlekła nadekspresja HRC, która może zaburzać wewnątrzkomórkową homeostazę Ca(2+) jest zaangażowana w patogenezę przerostu mięśnia sercowego. przerostu mięśnia sercowego. Ablacja HRC wykazała względnie normalne fenotypy w warunkach w warunkach podstawowych, ale wykazywała znacznie zwiększoną podatność na przerost serca indukowany izoproterenolem. W niniejszym badaniu scharakteryzowaliśmy funkcje HRC związane z cyklem Ca(2+) i patogenezą przerostu serca przy użyciu z wykorzystaniem siRNA in vitro i adenowirusów (AAV) in vivo. (AAV) za pośrednictwem systemów knock-down (KD), odpowiednio. METODOLOGIA/GŁÓWNE ODKRYCIA: System HRC-KD za pośrednictwem AAV zastosowano z lub bez mysiego modelu C57BL/6 niewydolności serca wywołanej zwężeniem aorty poprzecznej serca (TAC-FH) w celu zbadania, czy HRC-KD może poprawić czynność serca w niewydolności serca (FH). Początkowo spodziewaliśmy się, że HRC-KD może wywołać regenerację serca w niewydolności serca (FH), ponieważ wcześniej zaprojektowane siRNA za pośrednictwem HRC-KD zwiększyło cyklizację Ca(2+) i zwiększyło aktywność RyR2 i SERCA2 bez zmiany obciążenia SR Ca(2+) w komórkach komorowych noworodków szczurów (NRVCs) i komórkach HL-1. HL-1. Jednak HRC-KD za pośrednictwem AAV9 w TAC-FH było związane z zmniejszonym skracaniem frakcji i zwiększonym włóknieniem serca w porównaniu z kontrolą. Stwierdziliśmy, że fosfo-RyR2, fosfo-CaMKII, fosfo-p38 MAPK i fosfo-PLB były znacząco zwiększone przez HRC-KD w TAC-FH. Znacząco Zwiększony poziom rozszczepionej kaspazy-3, markera śmierci komórek serca, został również markera śmierci komórek serca, co jest zgodne z wynikami testu TUNEL. WNIOSKI/ZNACZENIE: Zwiększony wyciek Ca(2+) i stężenie cytozolowego Ca(2+) stężenie spowodowane częściowym KD HRC może zwiększyć aktywność CaMKII i fosforylację p38 MAPK, powodując szlak śmierci mitochondrialnej obserwowany w TAC-FH. Nasze wyniki przedstawiają dowody na to, że obniżenie poziomu HRC może pogorszyć czynność serca w TAC-FH poprzez zaburzony cykl Ca(2+) za pośrednictwem SR cycling. --- Dysfunkcja skurczowa i komorowe zaburzenia rytmu związane z niewydolnością serca niewydolnością serca zostały przypisane nieprawidłowemu cyklowi Ca(2+) w retikulum sarkoplazmatycznym (SR). cycling. Badanie junktyny (JCN) i bogatego w histydynę białka wiążącego Ca(2+) (HRC) nabiera szczególnego znaczenia, ponieważ wykazano, że białka te są krytycznymi regulatorami cyklu Ca(2+). W szczególności JCN jest białkiem błony SR białko, które jest częścią czwartorzędowej struktury uwalniania SR Ca(2+), która również obejmuje również receptor ryanodynowy, triadynę i kalsequestrin. Funkcjonalnie, JCN służy jako pomost między kalsekwestryną a kanałem uwalniania Ca(2+), receptorem ryanodynowym. HRC jest białkiem wiążącym Ca(2+) w świetle SR, o którym wiadomo, że wiązać się zarówno z triadyną, jak i sarkoplazmatyczną retikulum Ca (2+) -ATPazą, i może zatem pośredniczyć w przesłuchach między wychwytem i uwalnianiem SR Ca(2+). Rzeczywiście, dowody z modeli genetycznych JCN i HRC wskazują, że są one ważne w kardiofizjologii, ponieważ zmiany w tych białkach wpływają na obsługę SR Ca(2+) i funkcję serca. Ponadto, obniżenie poziomu JCN i HRC może przyczyniać się do Zaburzenia cyklu Ca(2+) objawiają się w niewydolnym sercu, gdzie poziomy ich białek są znacznie obniżone. są znacznie obniżone. Niniejszy przegląd analizuje rolę JCN i HRC w cyklu SR Ca(2+) i ich potencjalne znaczenie w niewydolności serca. --- Zmniejszona cykliczność wapnia w siateczce sarkoplazmatycznej (SR), odzwierciedlająca upośledzony transport Ca w SR transportu i uwalniania Ca, jest kluczową i uniwersalną cechą ludzkiej i eksperymentalnej niewydolności serca. i eksperymentalnej niewydolności serca. Te procesy SR są regulowane przez multimeryczne białkowe, w tym kinazy białkowe i fosfatazy, a także ich podjednostki kotwiczące i regulatorowe. podjednostki kotwiczące i regulatorowe, które precyzyjnie dostrajają obsługę Ca w określonych podprzedziałach SR podprzedziałach SR. W transporcie Ca w SR pośredniczy SR Ca-ATPaza (SERCA2a) i jej regulatorową fosfoproteinę, fosfolamban (PLN). Defosforylowany PLN jest inhibitorem SERCA2a i fosforylacji przez kinazę białkową A (PKA) lub kinazy białkowe zależne od wapnia i kalmoduliny (CAMKII) łagodzą te hamujące efekty. Ostatnie badania zidentyfikowały dodatkowe białka regulatorowe, związane z PLN, które kontrolują transport Ca w SR. Należą do nich inhibitor-1 (I-1) fosfatazy białkowej 1 (PP1), małe białko szoku cieplnego 20 (Hsp20) oraz HS-1 związane z białkiem X-1 (HAX1). Ponadto, wewnątrz światła bogate w histydynę białko wiążące wapń (HRC) oddziałuje z SERCA2a i triadyną. Warto zauważyć, że istnieje fizyczna i bezpośrednia interakcja między tymi białkowymi graczami, pośrednicząc w drobnej krzyżowej rozmowie między wychwytem SR Ca, magazynowaniem i uwalnianiem. Co ważne, regulacja cyklu SR Ca przez interakcję PLN/SERCA wpływa nie tylko na kurczliwość kardiomiocytów, ale także na przeżycie i przebudowę. Rzeczywiście, naturalnie występujące warianty w tych genach cyklu Ca modulują ich aktywność i interakcje z innymi partnerami białkowymi, powodując w obniżonej kurczliwości i przyspieszonej przebudowie. Te warianty genetyczne mogą służyć jako potencjalne markery prognostyczne lub diagnostyczne w patofizjologii serca. patofizjologii serca. --- Bezpośrednie wiązanie HRC (białko wiążące Ca(2+) bogate w histydynę) z triadyną, głównym białkiem transmembranowym główne białko transmembranowe połączeniowego retikulum sarkoplazmatycznego (SR) mięśni szkieletowych mięśni szkieletowych, wydaje się być dobrze wspierana. Opinie są jednak nadal podzielone, dotyczące zaangażowanej domeny triadyny, domeny cytoplazmatycznej lub lumenalnej domena i dokładna rola odgrywana przez Ca(2+) w interakcji białko-białko interakcji białko-białko. Dalsze wsparcie dla kolokalizacji HRC z cytoplazmatyczną domeną triadyny domeną cytoplazmatyczną triadyny są eksperymenty łagodnego trawienia tryptycznego szczelnie zamkniętych pęcherzyków TC. szczelnie zamkniętych pęcherzyków TC. W związku z tym pokazujemy, że HRC jest preferencyjnie fosforylowany przez endogenny CaM K II, zakotwiczony w błonie SR po stronie cytoplazmatycznej i po stronie cytoplazmatycznej, a nie przez zlokalizowaną w świetle kinazę kazeinową 2. Wykazaliśmy że HRC można wyizolować jako kompleks z triadyną, po równowadze wirowanie w gęstości sacharozy w obecności mM Ca(2+). Tutaj scharakteryzowaliśmy końcową część COOH króliczego HRC, wyrażoną i oczyszczoną jako białko fuzyjne (HRC(569-852)), w odniesieniu do właściwości wiązania Ca(2+) i do interakcji z triadyną na blotach, w funkcji stężenia Ca(2+). Nasze wyniki identyfikują odcinek poliglutaminowy w pobliżu końca COOH, jako miejsce wiążące Ca(2+) odpowiedzialne zarówno za przyspieszenie ruchliwości HRC na SDS-PAGE w obecności milimolarnych stężeń Ca(2+), a także za wzmocnienie przez wysoki poziom Ca (2+) interakcji między HRC i triadyną segment cytoplazmatyczny. (c)2001 Elsevier Science. --- Bogate w histydynę białko wiążące Ca(2+) (HRC) jest białkiem wiążącym Ca(2+) o wysokiej pojemności w retulum sarkoplazmatycznym (SR). w retikulum sarkoplazmatycznym (SR). Ponieważ HRC wydaje się oddziałuje bezpośrednio z triadyną, HRC może odgrywać rolę w regulacji uwalniania Ca(2+) podczas sprzężenia pobudzenie-skurcz. W tym badaniu zbadaliśmy fizjologiczne skutki nadekspresji HRC w kardiomiocytach noworodków szczurów. Zarówno zarówno indukowane kofeiną, jak i depolaryzacją uwalnianie Ca(2+) z SR było znacznie zwiększone w kardiomiocytach z nadekspresją HRC. Konsekwentnie, zawartość Ca(2+), normalnie wyczerpana z SR w obecności kwasu cyklopiazonowego (CPA), pozostawała podwyższona w tych komórkach. W przeciwieństwie do tego, gęstość gęstość i kinetyka wiązania ryanodyny receptora ryanodyny (RyR)/kanał uwalniania Ca(2+) były nieznacznie zmniejszone lub nie uległy znaczącym zmianom w kardiomiocytach z nadekspresją HRC. Sugerujemy, że HRC jest zaangażowany w regulację zawartości uwalnianego Ca(2+) w SR.
Czy bogate w histydynę białko wiążące Ca (HRC) oddziałuje z triadyną?
Tak. HRC może odgrywać kluczową rolę w regulacji cyklu SR Ca poprzez swoje bezpośrednie interakcje z SERCA2 i triadyną, pośrednicząc w precyzyjnej wymianie między wychwytem i uwalnianiem SR Ca w sercu. Bezpośrednie wiązanie HRC (białko wiążące Ca(2+) bogate w histydynę) z triadyną, głównym białkiem transmembranowym połączonego retikulum sarkoplazmatycznego (SR) mięśni szkieletowych, wydaje się dobrze poparte.