Родопсин киназа
| Киназа 1 рецептора, связанная с G-белком | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| Символ | ГРК1 | ||
| Альт. символы | РОК | ||
| ген NCBI | 6011 | ||
| HGNC | 10013 | ||
| МОЙ БОГ | 180381 | ||
| RefSeq | НМ_002929 | ||
| ЮниПрот | Q15835 | ||
| Другие данные | |||
| Номер ЕС | 2.7.11.14 | ||
| Локус | 13 q34 | ||
| |||
Родопсинкиназа ( EC 2.7.11.14 , киназа опсина палочки , киназа рецептора, связанного с G-белком , киназа 1 GPCR , GRK1 , киназа опсина , киназа опсина (фосфорилирующая) , киназа родопсина (фосфорилирующая) , RK , STK14 ) представляет собой серин/треонин-специфическая протеинкиназа, участвующая в фототрансдукции . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] Этот фермент катализирует следующую химическую реакцию :
- АТФ + родопсин АДФ + фосфородопсин
Мутации киназы родопсина связаны с формой куриной слепоты, называемой болезнью Огучи . [ 9 ]
Функция и механизм действия
[ редактировать ]Родопсинкиназа является членом семейства киназ рецептора, связанного с G-белком , и официально называется киназой рецептора, связанной с G-белком, или GRK1. Родопсинкиназа обнаруживается главным образом в палочковидных клетках сетчатки млекопитающих, где она фосфорилирует активируемый светом родопсин, член семейства рецепторов, связанных с G-белком , который распознает свет. Фосфорилированный, активируемый светом родопсин связывается с белком аррестином, завершая активируемый светом сигнальный каскад. Родственный GRK7 , также известный как киназа конус-опсина, выполняет аналогичную функцию в колбочках сетчатки, обеспечивая высокую остроту цветового зрения в ямке . [ 10 ] Посттрансляционная модификация GRK1 путем фарнезилирования и α-карбоксильного метилирования важна для регуляции способности фермента распознавать родопсин в мембранах дисков наружного сегмента палочек. [ 11 ] [ 12 ]
Аррестин-1, связанный с родопсином, предотвращает активацию родопсином белка трансдуцина , полностью отключая фототрансдукцию . [ 13 ] [ 14 ]
Родопсинкиназа ингибируется кальцийсвязывающим белком рековином поэтапным образом, что сохраняет чувствительность родопсина к свету, несмотря на большие изменения условий окружающего освещения. То есть в сетчатке, подвергающейся воздействию только тусклого света, уровни кальция в палочковидных клетках сетчатки высоки, а рекерин связывается с киназой родопсина и ингибирует ее, в результате чего родопсин становится чрезвычайно чувствительным к фотонам, что обеспечивает зрение при слабом освещении и низкой остроты; при ярком свете уровни кальция в палочковидных клетках низкие, поэтому рекарин не может связывать или ингибировать киназу родопсина, что приводит к более сильному ингибированию родопсинкиназы/аррестина передачи сигналов родопсина на исходном уровне для сохранения зрительной чувствительности. [ 15 ] [ 16 ]
Согласно предложенной модели, N-конец родопсинкиназы участвует в собственной активации. Предполагается, что активированный родопсин связывается с N-концом, который также участвует в стабилизации киназного домена, вызывая активную конформацию. [ 17 ]
Болезни глаз
[ редактировать ]Мутация киназы родопсина может привести к таким заболеваниям, как болезнь Огучи и дегенерация сетчатки. Болезнь Огучи – это форма врожденной стационарной куриной слепоты (ВСНБ). Врожденная стационарная куриная слепота вызвана неспособностью посылать сигнал от внешней сетчатки к внутренней с помощью сигнальных молекул. Болезнь Огучи — это генетическое заболевание, поэтому человек может быть унаследован от своих родителей. Генами, ответственными за болезнь Огучи, являются гены SAG (кодирующий аррестин) и GRK1. Родопсинкиназа кодируется геном GRK1, поэтому мутация в GRK1 может привести к болезни Огучи. [ 18 ]
Дегенерация сетчатки — это форма заболевания сетчатки, вызванная гибелью фоторецепторных клеток, расположенных в задней части глаза, сетчатке. Родопсинкиназа непосредственно участвует в активации родопсина, активируя зрительную фототрансдукцию . Исследования показали, что недостаток родопсинкиназы приводит к гибели фоторецепторных клеток . [ 19 ] Когда клетки фоторецепторов умирают, они отделяются от сетчатки и приводят к дегенерации сетчатки. [ 20 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Лоренц В., Инглезе Дж., Пальчевски К., Онорато Дж.Дж., Кэрон М.Г., Лефковиц Р.Дж. (октябрь 1991 г.). «Семейство киназ рецепторов: первичная структура киназы родопсина обнаруживает сходство с киназой бета-адренергического рецептора» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 88 (19): 8715–9. Бибкод : 1991PNAS...88.8715L . дои : 10.1073/pnas.88.19.8715 . ПМК 52580 . ПМИД 1656454 .
- ^ Бенович Дж.Л., Мэр Ф., Сомерс Р.Л., Кэрон М.Г., Лефковиц Р.Дж. (1986). «Светозависимое фосфорилирование родопсина киназой бета-адренергических рецепторов». Природа . 321 (6073): 869–72. Бибкод : 1986Natur.321..869B . дои : 10.1038/321869a0 . ПМИД 3014340 . S2CID 4346322 .
- ^ Шичи Х., Сомерс Р.Л. (октябрь 1978 г.). «Светозависимое фосфорилирование родопсина. Очистка и свойства киназы родопсина» . Журнал биологической химии . 253 (19): 7040–6. дои : 10.1016/S0021-9258(17)38026-2 . ПМИД 690139 .
- ^ Пальчевски К., Макдауэлл Дж. Х., Харгрейв П. А. (октябрь 1988 г.). «Очистка и характеристика родопсинкиназы» . Журнал биологической химии . 263 (28): 14067–73. дои : 10.1016/S0021-9258(18)68185-2 . ПМИД 2844754 .
- ^ Веллер М., Вирмо Н., Мандель П. (январь 1975 г.). «Светостимуляционное фосфорилирование родопсина в сетчатке: наличие протеинкиназы, специфичной для фотообесцвеченного родопсина» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 72 (1): 381–5. Бибкод : 1975PNAS...72..381W . дои : 10.1073/pnas.72.1.381 . ПМК 432309 . ПМИД 164024 .
- ^ Ча К., Брюэль С., Инглезе Дж., Хорана Х.Г. (сентябрь 1997 г.). «Родопсинкиназа: экспрессия в клетках насекомых, инфицированных бакуловирусом, и характеристика посттрансляционных модификаций» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 94 (20): 10577–82. Бибкод : 1997PNAS...9410577C . дои : 10.1073/pnas.94.20.10577 . ПМК 23407 . ПМИД 9380677 .
- ^ Хани С.К., Абитбол М., Ямамото С., Маравич-Маговчевич И., Дрия Т.П. (август 1996 г.). «Характеристика и хромосомная локализация гена родопсинкиназы человека». Геномика . 35 (3): 571–6. дои : 10.1006/geno.1996.0399 . ПМИД 8812493 .
- ^ Уиллетс Дж.М., Чаллисс Р.А., Нагорски С.Р. (декабрь 2003 г.). «Невизуальные ГРК: видим ли мы всю картину?». Тенденции в фармакологических науках . 24 (12): 626–33. дои : 10.1016/j.tips.2003.10.003 . ПМИД 14654303 .
- ^ Ямамото С., Сиппель К.К., Берсон Э.Л., Дрия Т.П. (февраль 1997 г.). «Дефекты гена родопсинкиназы при форме стационарной куриной слепоты Огучи». Природная генетика . 15 (2): 175–8. дои : 10.1038/ng0297-175 . ПМИД 9020843 . S2CID 9317102 .
- ^ Чен К.К., Чжан К., Чёрч-Копиш Дж., Хуан В., Чжан Х., Чен Ю.Дж., Фредерик Дж.М., Баер В. (декабрь 2001 г.). «Характеристика человеческого GRK7 как потенциальной киназы опсина колбочки». Молекулярное видение . 7 : 305–13. ПМИД 11754336 .
- ^ Инглезе Дж., Гликман Дж. Ф., Лоренц В., Кэрон М. Г., Лефковиц Р. Дж. (январь 1992 г.). «Изопренилирование протеинкиназы. Необходимость фарнезилирования/альфа-карбоксильного метилирования для полной ферментативной активности родопсинкиназы» . Журнал биологической химии . 267 (3): 1422–5. дои : 10.1016/S0021-9258(18)45960-1 . ПМИД 1730692 .
- ^ Кутузов М.А., Андреева А.В., Беннетт Н. (декабрь 2012 г.). «Регуляция статуса метилирования киназы 1 рецептора, связанной с G-белком (родопсинкиназы)». Сотовая сигнализация . 24 (12): 2259–67. doi : 10.1016/j.cellsig.2012.07.020 . ПМИД 22846544 .
- ^ Сакурай К., Чен Дж., Хани С.К., Кефалов В.Дж. (апрель 2015 г.). «Регуляция фототрансдукции колбочек млекопитающих с помощью рековина и киназы родопсина» . Журнал биологической химии . 290 (14): 9239–50. дои : 10.1074/jbc.M115.639591 . ПМЦ 4423708 . ПМИД 25673692 .
- ^ Сакурай К., Янг Дж.Э., Кефалов В.Дж., Хани С.К. (август 2011 г.). «Изменения в экспрессии родопсинкиназы изменяют реакцию отключения тусклой вспышки и адаптацию к свету в фоторецепторах палочек» . Исследовательская офтальмология и визуальные науки . 52 (9): 6793–800. дои : 10.1167/iovs.11-7158 . ПМК 3176010 . ПМИД 21474765 .
- ^ Чен К.К., Инглезе Дж., Лефковиц Р.Дж., Херли Дж.Б. (июль 1995 г.). «Са(2+)-зависимое взаимодействие рековина с родопсинкиназой» . Журнал биологической химии . 270 (30): 18060–6. дои : 10.1074/jbc.270.30.18060 . ПМИД 7629115 .
- ^ Комолов К.Е., Сенин И.И., Ковалева Н.А., Кристоф М.П., Чурумова В.А., Григорьев И.И., Ахтар М., Филиппов П.П., Кох К.В. (июль 2009 г.). «Механизм регуляции родопсинкиназы рековином» . Журнал нейрохимии . 110 (1): 72–9. дои : 10.1111/j.1471-4159.2009.06118.x . ПМИД 19457073 . S2CID 205620698 .
- ^ Орбан, Тивадар и др. «Вызванные субстратом изменения в динамике киназы родопсина (рецепторная киназа 1, связанная с G-белком)». Биохимия , вып. 51, нет. 16, 2012, стр. 3404–3411.
- ^ Теке М.Ю., Ситирик М., Кабаджам С., Демиркан С., Аликасифоглу М. (октябрь 2016 г.). «Новая миссенс-мутация гена GRK1 при болезни Огучи» . Отчеты о молекулярной медицине . 14 (4): 3129–33. дои : 10.3892/ммр.2016.5620 . ПМК 5042745 . ПМИД 27511724 .
- ^ Чой С., Хао В., Чен К.К., Саймон М.И. (ноябрь 2001 г.). «Профили экспрессии генов светоиндуцированного апоптоза в сетчатке мышей с дефицитом аррестин/родопсинкиназы» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 98 (23): 13096–101. Бибкод : 2001PNAS...9813096C . дои : 10.1073/pnas.201417498 . ПМК 60830 . ПМИД 11687607 .
- ^ Мураками Й., Нотоми С., Хиатоми Т., Наказава Т., Исибаши Т., Миллер Дж.В., Ваввас Д.Г. (ноябрь 2013 г.). «Гибель и спасение фоторецепторных клеток при отслоении и дегенерации сетчатки» . Прогресс в исследованиях сетчатки и глаз . 37 (2013): 114–40. doi : 10.1016/j.preteyeres.2013.08.001 . ПМЦ 3871865 . ПМИД 23994436 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Родопсин + киназа в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
