Normalne miotuby i dorosłe unerwione miofibryle szkieletowe wyrażają glikoproteinę pannexin1 (Panx1). Sześć z nich tworzy strukturę przypominającą hemichannel "gap junction" która łączy cytoplazmę z przestrzenią zewnątrzkomórkową; tutaj będą one nazywane kanałami Panx1. Są to słabo selektywne kanały przepuszczalne dla jonów, małe substraty metaboliczne i cząsteczki sygnałowe. Jak dotąd niewiele wiadomo na temat roli kanałów Panx1 w mięśniach, ale mięśnie szkieletowe myszy Panx1(-/-) nie wykazują wyraźnego fenotypu. nie wykazują wyraźnego fenotypu. Unerwione dorosłe szybkie i wolne miofibryle szkieletowe wykazują reaktywność Panx1 w pobliżu receptorów dihydropirydynowych w sarkolemie w kanalikach T. Te kanały Panx1 są aktywowane przez stymulację elektryczną i zewnątrzkomórkowy ATP. Kanały Panx1 odgrywają istotną rolę w wzmacnianiu skurczu mięśni, ponieważ umożliwiają uwalnianie ATP i pobieranie glukozy, dwóch cząsteczek glukozy, dwóch cząsteczek wymaganych do tej odpowiedzi. Na poparcie tej tezy, brak Panx1 znosi wzmocnienie skurczu mięśni wywołanego przez powtarzalną stymulację elektryczną, która jest odwracana przez egzogennie stosowane ATP. Fosforylacja reszt Thr i Ser Panx1 może być zaangażowana w aktywację kanału Panx1 ponieważ jest ona zwiększona podczas wzmocnienia skurczu mięśni. skurczu mięśni. Podczas denerwacji poziomy Panx1 są regulowane w górę, co częściowo wyjaśnia zmniejszenie gradientu elektrochemicznego, jednak jego brak nie zapobiega atrofii wywołanej denerwacją, ale zapobiega wyższemu stanowi oksydacyjnemu. Panx1 tworzy również funkcjonalne kanały na powierzchni komórek miotub, a ich stan funkcjonalny a ich stan funkcjonalny został powiązany z wewnątrzkomórkowymi sygnałami Ca(2+) i regulacją plastyczności miotub wywołanej stymulacją elektryczną. Zaproponowaliśmy że kanały Panx1 uczestniczą jako kanały ATP i pomagają utrzymać normalny stan stan oksydacyjny w mięśniach szkieletowych. --- Różne typy komórek w płucach, od nabłonka przewodzącego dróg oddechowych do nabłonka pęcherzyków płucnych i naczyń płucnych, są połączone przez połączenia szczelinowe. Specyficzny profil białek połączeń szczelinowych, koneksyny, w tych różnych typach komórek tworzy przedziały komunikacji międzykomórkowej, które mogą być dalej kształtowane przez komunikacji międzykomórkowej, które mogą być dalej kształtowane przez uwalnianie zewnątrzkomórkowych nukleotydów przez kanały pannexin1. W niniejszym przeglądzie skupiamy się na fizjologii koneksyn i panneksyn i opisujemy, w jaki sposób ta sieć komunikacyjna płuc moduluje funkcjonowanie płuc i obronę gospodarza w przewodzących i oddechowych drogach oddechowych. --- Kanał uwalniania ATP Pannexin1 (Panx1) jest samoregulowany, tj. przenikający ATP hamuje kanał z przestrzeni zewnątrzkomórkowej. ATP hamuje kanał z przestrzeni zewnątrzkomórkowej. Powinowactwo miejsca wiązania ATP jest niższe niż w przypadku purynergicznego receptora P2X7, co pozwala na przejściową aktywację Panx1 przez ATP poprzez P2X7R. Tutaj pokazujemy, że hamowanie Panx1 przez ATP jest zniesione przez zwiększone zewnątrzkomórkowe stężenie jonów potasu ([K(+)]o) w sposób zależny od dawki. Ponieważ zwiększone [K(+)]o jest jest również bodźcem dla kanałów Panx1, można oczekiwać, że połączenie ATP i zwiększone [K(+)]o byłoby zabójcze dla komórek. Rzeczywiście, astrocyty nie przeżyły ekspozycji na te połączone bodźce. Mechanizm śmierci, chociaż P2X7R, nie wydaje się ściśle podążać ścieżką piropotyczną. Zamiast tego aktywowana była kaspaza-3, proces hamowany przez inhibitory Panx1. Te dane sugerują, że Panx1 odgrywa wczesną rolę w szlaku sygnałowym śmierci komórki z udziałem ATP i jonów K(+). Dodatkowo, Panx1 może odgrywać drugą rolę, gdy komórki są zaangażowane w apoptozę, ponieważ Panx1 jest również substratem kaspazy-3. --- Pozakomórkowy ATP jest ważną cząsteczką sygnalizacyjną w kaskadzie zapalnej. kaskady, służąc jako sygnał niebezpieczeństwa, który powoduje aktywację inflammasomu, wzmocnienie infiltracji komórek odpornościowych i dostrojenie kilku kaskad sygnalizacyjnych, w tym tych kaskad sygnalizacyjnych, w tym tych ważnych dla rozwiązania stanu zapalnego. Ostatnie badania wykazały, że ATP może być uwalniany z komórek w kontrolowany sposób przez kanały pannexin (Panx). Uwalnianie ATP za pośrednictwem Panx1 jest zaangażowane w aktywację inflamasomu i chemotaksję neutrofili/makrofagów, aktywację limfocytów T komórek T, a rola Panx1 w wywoływaniu i rozprzestrzenianiu stanu zapalnego została w różnych narządach, w tym w płucach oraz ośrodkowym i obwodowym układzie nerwowym. i obwodowym układzie nerwowym. Rozpoznawanie i usuwanie umierających komórek i zanieczyszczeń z ognisk zapalenia ognisk zapalnych ma kluczowe znaczenie w rozwiązywaniu stanów zapalnych i Wykazano, że uwalnianie ATP z umierających komórek za pośrednictwem Panx1 rekrutuje fagocyty. fagocytów. Co więcej, pozakomórkowy ATP może być rozkładany przez ektonukleotydazy do ADP, AMP i adenozyny, co ma kluczowe znaczenie w rozwiązywaniu stanów zapalnych. zapalenia. Razem, Panx1, ATP, receptory purynergiczne i ektonukleotydazy przyczyniają się do ważnych pętli sprzężenia zwrotnego podczas odpowiedzi zapalnej, a zatem a zatem stanowią obiecujących kandydatów do nowych terapii. --- Pannexin2 (Panx2) jest największym z trzech członków białek pannexin. Panneksyny są topologicznie spokrewnione z koneksynami i inneksynami, ale pełnią inne role funkcjonalne niż tworzenie połączeń szczelinowych. Wcześniej wykazaliśmy, że panneksyny tworzą kanały oligomeryczne, ale w przeciwieństwie do koneksyn i inneksyn, tworzą one tylko pojedyncze kanały błonowe. Wysoki poziom mRNA i białka Panx2 w ośrodkowym układzie nerwowym (OUN) Centralnym Układzie Nerwowym (OUN). Podczas gdy Pannexin1 (Panx1) jest dość wszechobecna, a Pannexin3 (Panx3) występuje w skórze i tkance łącznej, obie są w pełni glikozylowane, przemieszczają się do błony plazmatycznej i pełnią funkcje skorelowane z zewnątrzkomórkowym uwalnianiem ATP. Tutaj opisujemy przemieszczanie się i subkomórkowe lokalizacje egzogennej ekspresji białek Panx2 i Panx1 w MDCK, HeLa i komórkach HEK 293T, a także endogenne wzorce Panx1 i Panx2 w OUN. OUN. Panx2 został znaleziony w lokalizacjach wewnątrzkomórkowych, był częściowo N-glikozylowany, a lokalizacje nie pokrywały się z Panx1. Konfokalne obrazów skrawków hipokampa znakowanych immunologicznie białkiem astrocytarnym GFAP, Panx1 i Panx2 wykazały, że dwie izoformy, Panx1 i Panx2, zlokalizowane w różnych przedziałach subkomórkowych zarówno w astrocytach, jak i neuronach. Używając rekombinowanych fuzji Panx2 z dołączonymi znacznikami genetycznymi opracowanymi dla skorelowanej mikroskopii mikroskopii świetlnej i elektronowej, a następnie ekspresji w różnych liniach komórkowych, ustaliliśmy, że ustaliliśmy, że Panx2 jest zlokalizowany w błonie pęcherzyków wewnątrzkomórkowych i nie w retikulum endoplazmatycznym, jak początkowo wskazywały eksperymenty kolokalizacji kaleksyny eksperymenty kolokalizacji kaleksyny. Podwójne obrazowanie immunofluorescencyjne z markerami białkowymi dla specyficznych przedziałów pęcherzykowych wykazało, że pęcherzyki Panx2 są wczesne endosomalne pochodzenia. W tomografii elektronowej przekroje poprzeczne tych pęcherzyków wykazywały drobne szczegóły strukturalne i bliskość włókien aktyny. Zatem, panneksyny wyrażane w różnych przedziałach subkomórkowych prawdopodobnie pełnią różne funkcjonalne, szczególnie w układzie nerwowym. --- W siatkówce synapsy chemiczne i elektryczne łączą neurony w funkcjonalne sieci. sieci. Niedawno pojawili się nowi kandydaci kodujący białka synaps elektrycznych. pojawiły się niedawno. W niniejszym badaniu określiliśmy lokalizację białka kandydującego białka pannexin1 (zfPanx1) w siatkówce danio pręgowanego i zbadaliśmy jego funkcjonalne właściwości. właściwości zfPanx1 egzogennie wyrażonego w komórkach Neuroblastoma 2a (N2a). zfPanx1 zidentyfikowano na powierzchni poziomych dendrytów komórkowych inaginujących głęboko w szypułkę czopka w pobliżu miejsc uwalniania glutaminianu w czopkach, dostarczając dowodów in vivo na tworzenie się hemichaneli w tym miejscu. Ta strategiczna pozycja zfPanx1 w synapsie fotoreceptora może potencjalnie pozwolić na modulację wyjścia stożka. Wykorzystując zacisk napięciowy całej komórki i wycięte transfekowanych komórek N2a, wykazaliśmy, że zfPanx1 tworzy aktywowane napięciem hemichanały o dużej jednostkowej przewodności in vitro. Te kanały mogą otwierać się przy fizjologicznych potencjałach błonowych. Funkcjonalne kanały były nie powstały po mutacji pojedynczego aminokwasu w obrębie konserwowanego białka niedawno wykazano, że jest N-glikozylowany w Panx1 gryzoni. Razem, te odkrycia wskazują, że zfPanx1 wykazuje właściwości podobne do swoich ssaków i może potencjalnie odgrywać ważną rolę w funkcjach zewnętrznej siatkówki. siatkówki. --- Nasze wcześniej zgłoszone zestawy danych macierzy cDNA z noworodkowych mózgów myszy typu dzikiego i Cx43-/- (zatwierdzony symbol genu Gja1) mózgi myszy były dalej analizowane w celu identyfikacji powiązań w transkryptomie mózgu. Analiza wykazała, że żadna kohorta genów dzieląca podstawową funkcję lub lokalizację chromosomalną nie była znacząco zmieniona (regulacja w górę i w dół była z grubsza zrównoważona) w mózgach Cx43-/- mózgi, ale każda kohorta wykazywała znaczące zaburzenia transkryptu oraz zmniejszoną zmienność i koordynację ekspresji. Przez porównując parami korelacje ekspresji wszystkich genów ze sobą w mózgach typu w mózgach typu dzikiego, znaleźliśmy geny wykazujące niezwykłe podobieństwo lub opozycję do profilu koordynacji (zestaw synergistycznie, antagonistycznie i niezależnie wyrażanych partnerów) niezależnie wyrażanych partnerów) Cx43, jednym z najbardziej podobnych jest pannexin1, kręgowy homolog bezkręgowych białek połączeń szczelinowych. To badanie wskazuje na uderzającą redundancję kontroli ekspresji nad funkcjonalnymi i sugeruje, że niektóre geny mogą odgrywać rolę podobną lub przeciwną do Cx43 w organizowaniu transkryptomu mózgu. --- Pannexin1 (Panx1) uczestniczy w kilku zdarzeniach sygnalizacyjnych, które obejmują uwalnianie adenozynotrifosforanu (ATP), w tym wrodzoną odpowiedź immunologiczną, bicie rzęsek w nabłonku dróg oddechowych i dostarczanie tlenu do naczyń krwionośnych. Pogląd że Panx1 tworzy duży kanał uwalniania ATP został zakwestionowany przez powiązanie niskiego przewodnictwa, małego kanału anionoselektywnego z obecnością Panx1. obecnością Panx1. Wykazaliśmy, że kanały błonowe Panx1 mogą funkcjonować w dwóch różnych trybach z różnymi przewodnictwami i przepuszczalnością, gdy heterologicznie wyrażone w oocytach Xenopus. Po stymulacji jonami potasu (K(+)), Panx1 tworzył kanał o wysokiej przewodności ~500 pS, który był przepuszczalny dla ATP. Różne bodźce fizjologiczne mogą indukować tę przepuszczalną dla ATP konformację kanału kanału w kilku typach komórek. W przeciwieństwie do tego, kanał miał niską przewodnictwo (~50 pS) bez wykrywalnej przepuszczalności ATP, gdy jest aktywowany przez napięciem przy braku K(+). Te dwa stany kanału były związane z różną reaktywnością końcowej cysteiny Panx1 na odczynniki tiolowe, sugerując różne konformacje. Jednocząsteczkowa mikroskopia elektronowa mikroskopii elektronowej ujawniła, że K(+) stymulował tworzenie kanałów o większej średnica porów niż te utworzone przy braku K(+). Dane te sugerują, że różne bodźce prowadzą do różnych struktur kanałów o różnych właściwościach biofizycznych właściwościach biofizycznych. --- U ssaków, pojedynczy gen pannexin1 (Panx1) ulega szerokiej ekspresji w OUN w tym w siatkówce wewnętrznej i zewnętrznej, tworząc kanały błonowe o dużych porach które są zaangażowane w sygnalizację wapnia i ATP. Wcześniej odkryliśmy, że danio pręgowany nie wykazuje ekspresji Panx1 w siatkówce wewnętrznej, przy czym drPanx1a ulega ekspresji wyłącznie w poziomych komórkach siatkówki zewnętrznej. Tutaj scharakteryzować drugie białko drPanx1, drPanx1b, wygenerowane przez duplikację całego genomu podczas ewolucji teleostów. duplikacji podczas ewolucji teleostów. Poszukiwania homologiczne silnie wspierają obecność sekwencji panneksyn u ryb chrzęstnoszkieletowych i dostarczają dowodów na to, że panneksyny ewoluowały, gdy ewolucja urochordata i chordata rozdzieliła się. Ponadto potwierdzamy, że omnologi Panx1 są obecne wyłącznie u teleostów. Cechą charakterystyczną drPanx1a i drPanx1b w różnych obszarach mózgu danio pręgowanego jest nienakładająca się lokalizacja białek drPanx1a w zewnętrznej i drPanx1b w wewnętrznej siatkówce ryb. Funkcjonalne porównanie ewolucyjnie ewolucyjnie odległych rybich i mysich Panx1 ujawniło zarówno zachowane, jak i unikalne właściwości. Zachowane funkcje to zdolność do tworzenia kanałów otwierających się w stanie spoczynku które są wrażliwe na znane blokery połączeń szczelinowych i hemichaneli, wewnątrzkomórkowy wapń, zewnątrzkomórkowy ATP i zmiany pH. Jednakże, drPanx1b jest wyjątkowy ze względu na wysoce złożony wzór glikozylacji i odrębną elektrofizjologiczną kinetykę bramkowania. Istnienie dwóch białek Panx1 u u danio pręgowanego, wykazujących odmienną dystrybucję tkankową, modyfikację białek i elektrofizjologiczne, sugeruje, że oba białka pełnią różne funkcje in vivo. funkcje in vivo.
Gdzie znajduje się białko Pannexin1?
Białko Pannexin1 jest zlokalizowane w błonach plazmatycznych.