Dysregulacja genów kontrolujących progresję cyklu komórkowego i naprawę DNA jest cechą charakterystyczną cechą charakterystyczną nowotworzenia. Staje się jednak coraz bardziej oczywiste, że defekty te przyczyniają się również do degeneracji neuronów postmitotycznych w pewnych warunkach. pewnych warunkach. Gen zmutowanej ataksji-teleangiektazji (ATM) jest prototypem tego podwójnego mechanizmu działania. prototypem tego podwójnego mechanizmu działania, z mutacjami utraty funkcji powodując nie tylko selektywną degenerację neuronów móżdżku, ale także zwiększoną podatność na raka piersi i nowotwory hematologiczne. Zwiększona dawka białka prekursorowego amyloidu w zespole Downa (trisomia 21) predysponuje do demencji typu typu Alzheimera, a także może przyczyniać się do ostrej białaczki i przejściowego zaburzeń mieloproliferacyjnych. Gen parkin, mutacje powodujące utratę funkcji w które odpowiadają za około połowę przypadków choroby Parkinsona o wczesnym początku, zostały zidentyfikowany przez kilka grup jako kandydujący gen supresorowy nowotworu. Parkina jest usunięta lub regulowana w dół w kilku typach nowotworów, a jej ponowna ekspresja uwrażliwia pochodne linie komórkowe na inhibitory progresji cyklu komórkowego. Nakładanie się nakładanie się szlaków molekularnych związanych z rakiem i neurodegeneracją podważa od dawna utrzymywane poglądy na temat zróżnicowanych stanów komórkowych i może otworzyć drzwi do nowych podejść terapeutycznych do obu grup zaburzeń. --- p193/CUL7 jest ligazą ubikwityny E3, początkowo zidentyfikowaną jako białko wiążące antygen SV40 Large T białko wiążące antygen. Ekspresja dominującego interferującego wariantu myszy p193/CUL7 (oznaczonego jako 1152stop) nadawała oporność na MG132- i i etopozyd w komórkach U2OS. Analizy wytrącania immunologicznego/Western ujawniły, że endogenny p193/CUL7 tworzył kompleks z Parc (niedawno zidentyfikowaną ligazą ubikwityny podobną do parkiny) i p53. Odporność na apoptozę nie wynikała z zakłócenia za pośrednictwem 1152stop endogennych partnerów wiążących p193/CUL7 partnerów. Co więcej, cząsteczka 1152stop nie wiązała się bezpośrednio z endogennymi cząsteczkami p193/CUL7, Parc lub p53. Dane te sugerują rolę p193/CUL7 w regulacji apoptozy niezależnie od regulacji apoptozy niezależnie od aktywności p53 i Parc. --- Autosomalny recesywny parkinsonizm młodzieńczy (AR-JP) jest spowodowany mutacjami genu parkiny. genu parkiny. Parkina jest ligazą ubikwityny E3, która specyficznie rozpoznaje swoje białko substratowe. białko substratowe, promując jego ubikwitynację i późniejszą degradację. W związku z tym postawiliśmy hipotezę, że AR-JP może być spowodowany akumulacją niezidentyfikowanego białka neurotoksycznego. niezidentyfikowanego neurotoksycznego białka, które jest substratem parkiny. Opierając się na tej hipotezę, sklonowaliśmy białko wiążące parkinę przy użyciu drożdżowego systemu dwuhybrydowego i zidentyfikowaliśmy przypuszczalne białko receptorowe sprzężone z białkiem G, które nazwaliśmy receptorem Pael (Pael-R). Po nadekspresji w komórkach receptor ten stał się rozłożony, nierozpuszczalny i ubikwitynowany. Akumulacja nierozpuszczalnego Pael-R następnie prowadziła do śmierci komórek wywołanej stresem retikulum endoplazmatycznego (ER). Parkina specyficznie ubikwitynuje rozwinięty Pael-R i promuje jego degradację, co skutkuje tłumienie śmierci komórek indukowanej przez akumulację rozłożonego Pael-R. Co więcej, nierozpuszczalny Pael-R gromadzi się w mózgach pacjentów z AR-JP. Jest wysoce wyrażane przez neurony dopaminergiczne istoty czarnej, co silnie sugerując, że nagromadzenie nierozwiniętego Pael-R może prowadzić do selektywnej śmierci neuronów dopaminergicznych w neuronów dopaminergicznych w AR-JP. Niedawno zidentyfikowaliśmy Hsp70 i jego ko-chaperon CHIP jako nowych partnerów wiążących parkinę. Odkryliśmy, że CHIP wzmocniony ubikwitynację Pael-R za pośrednictwem parkiny. W połączeniu z Hsp70, CHIP również zwiększał zdolność parkiny do hamowania śmierci komórek indukowanej przez Pael-R, wskazując, że CHIP i Hsp70 są kofaktorami parkiny. --- Mutacje w genie parkiny są odpowiedzialne za powszechną dziedziczną postać choroby Parkinsona (PD). Parkinsona (PD). Parkina jest ligazą ubikwityny E3 typu RING z N-końcową domeną N-końcową domeną podobną do ubikwityny (Ubl). Donosimy tutaj, że parkin Ubl wiąże domeny SH3 z endocytarnych białek BAR, takich jak endofilina-A z powinowactwem porównywalnym do domen bogatych w prolinę (PRD) od dobrze znanych partnerów SH3. Struktura NMR kompleksu Ubl-SH3 identyfikuje rozszerzenie PaRK, unikalny motyw C-końcowy motyw w parkinie Ubl wymagany do wiązania SH3 i dla ubikwitynacji endofiliny-A za pośrednictwem parkiny in vitro. W zakończeniach nerwowych, warunki, które promują fosforylację, zwiększają interakcję między parkiną i endofiliną-A i zwiększają poziomy ubikwitynowanych białek w obrębie kompleksów białek synaptycznych związanych z PRD w mózgu typu dzikiego, ale nie z nokautem parkiny mózgu. Odkrycia te identyfikują szlak rekrutacji substratów synaptycznych substratów synaptycznych do parkiny z potencjałem do wyjaśnienia wad transmisji synaptycznej obserwowanych w recesywnych formach obserwowane w recesywnych postaciach PD. --- CASK, które należy do rodziny kinaz guanylanowych związanych z błoną (MAGUK), jest rozpoznawane jako wielodomenowe białko rusztowania o wysokiej wyrażane w układzie nerwowym ssaków. Białka MAGUK są zazwyczaj ukierunkowane na synaps neuronalnych i regulują handel, kierowanie i sygnalizację kanałów jonowych. kanałów jonowych. Jednak CASK jest unikalnym białkiem MAGUK pod kilkoma względami. Nie tylko nie tylko odgrywa rolę w ukierunkowaniu białek synaptycznych, ale także przyczynia się do rozwoju neuronów i regulacji ekspresji genów. rozwoju neuronów i regulacji ekspresji genów. Kilka białek oddziałujących z CASK zostało zidentyfikowanych na podstawie badań dwuhybrydowych drożdży i izolacji biochemicznej. Białka te, których interakcje z CASK zostały tutaj omówione, obejmują Cząsteczka parkiny w chorobie Parkinsona, cząsteczka adhezyjna neureksyna, syndekany, białka kanału wapniowego, cytoplazmatyczne białko adaptorowe Mint1, Veli/mLIN-7/MALS, SAP97, caskin i CIP98, czynnik transkrypcyjny Tbr-1, oraz białko montażu nukleosomów CINAP. Co ważniejsze, CASK może tworzyć różne kompleksy z różnymi partnerami wiążącymi i pełnić różne funkcje. Wśród tych interakcji, CASK, Tbr-1 i CINAP mogą tworzyć kompleks transkrypcyjny regulujący ekspresję genów. Geny podjednostki 2b (NR2b) Reelin i NMDAR zostały zidentyfikowane jako geny docelowe Tbr-1. zidentyfikowane jako geny docelowe Tbr-1. Reelina ma kluczowe znaczenie dla rozwoju neuronów. NR2b jest ważną podjednostką NMDAR, która odgrywa ważną rolę w funkcjonowaniu neuronów i chorobach neurologicznych. i chorobach neurologicznych. Regulacja ekspresji reeliny i NR2b sugeruje potencjalną rolę kompleksu Tbr-1-CASK-CINAP w aktywności neuronalnej, rozwoju i chorobach. Funkcje tych kompleksów białkowych CASK są również omówione szczegółowo w tym przeglądzie. --- Mutacje w genie parkiny, kodującym ligazę ubikwitynowo-białkową E3, są częstą przyczyną autosomalnego recesywnego parkinsonizmu. częstą przyczyną autosomalnego recesywnego parkinsonizmu i są również zaangażowane w sporadycznej chorobie Parkinsona. Uważa się, że utrata funkcji Parkin wpływa na polubikwitylację i proteasomalną degradację specyficznych substratów, prowadząc do ich szkodliwej akumulacji. W kilku badaniach przeanalizowano wpływ mutacji genu parkiny na właściwości biochemiczne białka. Jednak brak bezkomórkowego systemu do badania wewnętrznej aktywności Parkin ograniczył interpretację tych badań. Tutaj opisujemy charakterystykę biochemiczną Parkiny i 10 wariantów patogennych niosących podstawienia aminokwasów w całej sekwencji. Mutacje w palcach RING lub domenie podobnej do ubikwityny zmniejszały rozpuszczalność białka w detergencie i detergencie i zwiększały jego tendencję do tworzenia widocznych agregatów. Żadna z badanych mutacji badanych mutacji nie wpływała na wiązanie parkiny z serią znanych białkowych partnerów/substratów. partnerami/substratami. Co więcej, tylko dwa warianty z substytucjami konserwowanych reszt cysteinowych cysteiny w drugim palcu RING były nieaktywne w teście ubikwitylacji in vitro. ubikwitylacji in vitro, wykazując, że utrata aktywności ligazy jest niewielkim mechanizm patogenny. Co ciekawe, w tym teście in vitro, Parkin katalizował wiązanie tylko pojedynczych cząsteczek ubikwityny, podczas gdy ligazy ubikwityna-białko CHIP i Mdm2 promowały tworzenie łańcuchów poliubikwitynowych. Podobnie, w komórkach ssaków Parkin promował multimonoubikwitylację swojego substratu p38, a nie jego polubikwitylację. Zatem Parkin może pośredniczyć w polubikwitylację lub niezależną od proteasomu monoubikwitylację w zależności od kontekstu białka. kontekstu białkowego. Odkrycie monoubikwitylowanych gatunków parkiny w komórkach wskazuje na nową modyfikację potranslacyjną potencjalnie zaangażowaną w regulację funkcji regulację funkcji Parkiny. --- Ostatnie publikacje sugerują, że szlak PINK1/Parkin związany z chorobą Parkinsona (PD) PINK1/Parkin promuje eliminację dysfunkcyjnych mitochondriów przez autofagię. Zastosowaliśmy tandemowe oczyszczanie powinowactwa (TAP), SDS-PAGE i spektrometrię masową spektrometrię jako pierwszy krok w kierunku identyfikacji możliwych substratów dla PINK1. Obfitość komórkowa wybranych zidentyfikowanych interaktorów została zbadano metodą Western blotting. Ponadto, jeden gen kandydujący został zsekwencjonowany u 46 pacjentów z nietypową PD. Oprócz dwóch znanych partnerów wiążących (HSP90, CDC37), zidentyfikowano 12 białek za pomocą testu TAP; z których cztery są zlokalizowane mitochondrialnie (GRP75, HSP60, LRPPRC i TUFM). Analiza Western blot analiza nie wykazała różnic w obfitości komórkowej tych białek porównując PINK1 i fibroblastów kontrolnych. Podczas sekwencjonowania LRPPRC, cztery egzoniczne wykryto cztery egzoniczne zmiany synonimiczne i 20 polimorfizmów w regionach niekodujących. Nasze badanie dostarcza listę domniemanych partnerów wiążących PINK1, potwierdzając wcześniej opisane interakcje, ale także wprowadzając nowe białka mitochondrialne jako nowych białek mitochondrialnych jako potencjalnych składników szlaku mitofagii PINK1/Parkin.
Lista partnerów wiążących Parkin
HSP90
CDC37
GRP75
HSP60
LRPPRC
TUFM
PICK1
PSMA7
Panel odbiornika