ЗБП1
ЗБП1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Идентификаторы | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Псевдонимы | ZBP1 , C20orf183, DAI, DLM-1, DLM1, Z-ДНК-связывающий белок 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Внешние идентификаторы | Опустить : 606750 ; МГИ : 1927449 ; Гомологен : 10972 ; Генные карты : ZBP1 ; ОМА : ZBP1 — ортологи | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Викиданные | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Z-ДНК-связывающий белок 1 , также известный как ДНК-зависимый активатор IFN-регуляторных факторов ( DAI ) и DLM-1 , представляет собой белок , который у человека кодируется ZBP1 геном . [ 5 ] [ 6 ]
ZBP1 также является аббревиатурой куриного или крысиного белка 1, связывающего зипкод β-актина , гомолога человеческого инсулиноподобного фактора роста 2, связывающего мРНК белка 1 ( IMP-1 ), и мышиного CRD-BP , белков, участвующих в мРНК. транспорт ( РНК-связывающие белки, RBP ).
История
[ редактировать ]ZBP1 был впервые идентифицирован как интерферон-индуцируемый белок, связывающий Z-NA. [ 7 ] но его конкретные функции оставались неясными в течение многих лет. Первоначально предполагалось, что это цитозольный сенсор ДНК. Однако создание мышей с дефицитом Zbp1 показало, что эти мыши нормально реагировали на инфекции ДНК и ДНК-вирусов, производя нормальные уровни интерферона. [ 8 ]
Дальнейшее понимание пришло с открытием доменов мотива гомотипического взаимодействия белков, взаимодействующих с рецептором ZBP1 (RHIM), которые опосредуют взаимодействия с другими белками. Эксперименты показали, что ZBP1 взаимодействует с RIPK1 и RIPK3 через эти домены RHIM. [ 9 ] Это взаимодействие намекает на участие ZBP1 в гибели клеток, особенно учитывая роль белков RIPK в путях гибели клеток.
Роль ZBP1 как сенсора врожденного иммунитета стала более очевидной после открытия того, что он регулирует активацию воспаления NLRP3 и гибель воспалительных клеток, PANoptosis , во время инфекции вирусом гриппа А. У мышей с дефицитом ZBP1 наблюдалось нарушение активации компонентов воспаления, таких как каспаза-1, и снижение уровней IL-1β и IL-18, что подчеркивает его критическую роль в противовирусной защите. [ 10 ]
Структура
[ редактировать ]ZBP1 имеет несколько ключевых доменов, которые способствуют его функции. На N-конце он имеет домены, связывающие Z-нуклеиновую кислоту (Z-NA), известные как Zα1 и Zα2. Оба домена Zα имеют крылатую структуру спираль-поворот-спираль, которая позволяет им связываться с Z-РНК/ДНК. [ 11 ] Промежуточная область ZBP1 содержит два домена мотива гомотипического взаимодействия белков (RHIM), взаимодействующих с рецепторами, RHIM1 и RHIM2, которые облегчают взаимодействие с другими белками, содержащими домен RHIM. [ 9 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] С-концевая область ZBP1 содержит сигнальный домен (SD), который имеет решающее значение для запуска интерферонового ответа. [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]
Функция и роль при заболевании
[ редактировать ]ZBP1 был обнаружен как врожденный иммунный сенсор вируса гриппа А, который образует ZBP1-PANоптосому для активации воспаления NLRP3 и запуска гибели клеток, PANoptosis . ПАНоптоз — это известный путь гибели врожденных иммунных, воспалительных и литических клеток , инициируемый врожденными иммунными сенсорами и управляемый каспазами и взаимодействующими с рецепторами протеинкиназами (RIPK) через ПАНоптосомы. [ 20 ] ПАНоптосомы представляют собой мультибелковые комплексы, которые собираются рецепторами распознавания образов, кодируемыми зародышевой линией (PRR) (сенсорами врожденного иммунитета) в ответ на патогены, включая бактериальные, вирусные и грибковые инфекции, а также ассоциированные с патогенами молекулярные паттерны , связанные с повреждением молекулярные паттерны , , цитокины и гомеостатические изменения во время инфекций, воспалительных состояний и рака . [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] После открытий с IAV также было обнаружено, что оптосома ZBP1-PANоптосома играет роль в патогенном воспалении в ответ на терапию IFN во время коронавирусной инфекции. [ 25 ]
Напротив, ZBP1-PANоптосома может иметь терапевтический эффект на мышиных моделях опухолей, где лечение IFN и ингибитором ядерного экспорта модулирует путь ZBP1-ADAR1 и стимулирует образование ZBP1-PANоптосомы для регрессии опухолей. Недавние исследования показали, что кураксин (CBL0137), низкомолекулярный ингибитор, эффективно индуцирует ZBP1-опосредованную гибель клеток в фибробластах, связанных с раком, и эффективно обращает вспять резистентность к блокаде иммунных контрольных точек (ICB) на мышиных моделях меланомы. [ 26 ]
ZBP1 также является ключевым компонентом отсутствующей при меланоме 2 (AIM2)-PANоптосомы, которая включает воспалительную сому AIM2, и собирается в ответ на инфекции Francesella novicida и вируса простого герпеса 1 (HSV1). [ 27 ] ZBP1 также активно участвует в других вирусных инфекциях, включая коронавирусы , цитомегаловирус (ЦМВ), [ 28 ] коровья коровка (ВАЦВ), [ 29 ] вирус ветряной оспы , [ 30 ] вирус Зика (ЗИКВ), [ 31 ] и другие. Кроме того, ZBP1 также индуцирует PANoptosis при Candida albicans и Aspergillus fumigatus . инфекциях [ 32 ]
Связывание Z-NA
[ редактировать ]Предполагается, что ZBP1 представляет собой белок, связывающий Z-ДНК . Формирование Z-ДНК — это динамический процесс, в значительной степени контролируемый степенью сверхспирализации . [ 6 ] ZBP1 распознает ДНК в цитоплазме как противовирусный механизм. Жизненный цикл вируса часто включает этапы, на которых ДНК оказывается в цитоплазме. ДНК обычно содержится в ядре клетки, поэтому клетки используют белки, подобные ZBP1, в качестве индикатора вирусной инфекции. Как только ZBP1 активируется, он увеличивает выработку противовирусных цитокинов, таких как бета-интерферон . [ 33 ] Затем DLM1 связывается с цитозольной вирусной ДНК, используя два Z-ДНК-связывающих домена (Zα и Zβ) на своем N-конце, а также ДНК-связывающий домен (D3). [ 34 ]
Роль ZBP1 в распознавании ДНК подвергается сомнению. Было обнаружено, что он обнаруживает заражение вирусом гриппа А (IAV) и вызывает гибель клеток. Поскольку ДНК не синтезируется ни на одной стадии жизненного цикла IAV, определение ДНК, играющее роль в этом контексте, маловероятно. [ 35 ] [ 36 ] Однако недавнее исследование показало, что ZBP1 способен воспринимать РНК Z-формы, образующиеся во время IAV-инфекции, которые накапливаются в форме независимой от каспаз воспалительной гибели клеток, называемой некроптозом. [ 37 ]
Последующее исследование показало, что ZBP1 воспринимает рибонуклеопротеиновый комплекс IAV, вызывая гибель клеток. [ 36 ] Более недавнее исследование идентифицировало фактор транскрипции IRF1 как вышестоящий регулятор экспрессии ZBP1. [ 38 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000124256 – Ensembl , май 2017 г.
- ^ Jump up to: а б с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000027514 – Ensembl , май 2017 г.
- ^ «Ссылка на Human PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
- ^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
- ^ Ротенбург С., Шварц Т., Кох-Нолте Ф., Хааг Ф. (февраль 2002 г.). «Комплексная регуляция человеческого гена Z-ДНК-связывающего белка DLM-1» . Исследования нуклеиновых кислот . 30 (4): 993–1000. дои : 10.1093/нар/30.4.993 . ПМЦ 100341 . ПМИД 11842111 .
- ^ Jump up to: а б «Ген Энтрез: белок 1, связывающий Z-ДНК ZBP1» .
- ^ Фу Й., Комелла Н., Тоньяцци К., Браун Л.Ф., Дворжак Х.Ф., Кохер О. (ноябрь 1999 г.). «Клонирование DLM-1, нового гена, активность которого повышается в активированных макрофагах, с использованием дифференциального дисплея РНК». Джин . 240 (1): 157–163. дои : 10.1016/s0378-1119(99)00419-9 . ПМИД 10564822 .
- ^ Исии К.Дж., Кавагоэ Т., Кояма С., Мацуи К., Кумар Х., Каваи Т. и др. (февраль 2008 г.). «TANK-связывающая киназа-1 определяет врожденные и адаптивные иммунные реакции на ДНК-вакцины». Природа . 451 (7179): 725–729. Бибкод : 2008Natur.451..725I . дои : 10.1038/nature06537 . ПМИД 18256672 .
- ^ Jump up to: а б Кайзер В.Дж., Аптон Дж.В., Мокарски Э.С. (ноябрь 2008 г.). «Зависимый от мотива гомотипического взаимодействия взаимодействующего с рецептором белка контроль активации NF-каппа B через ДНК-зависимый активатор регуляторных факторов IFN» . Журнал иммунологии . 181 (9): 6427–6434. дои : 10.4049/jimmunol.181.9.6427 . ПМК 3104927 . ПМИД 18941233 .
- ^ Куриакосе Т., Ман С.М., Малиредди Р.К., Карки Р., Кесавардхана С., Плейс Д.Э. и др. (август 2016 г.). «ZBP1/DAI — это врожденный сенсор вируса гриппа, запускающий воспалительную систему NLRP3 и пути запрограммированной гибели клеток» . Наука Иммунология . 1 (2). doi : 10.1126/sciimmunol.aag2045 . ПМК 5131924 . ПМИД 27917412 .
- ^ Маэлфейт Дж., Ревинкель Дж. (август 2023 г.). «Сенсор Z-нуклеиновой кислоты ZBP1 в здоровье и болезни» . Журнал экспериментальной медицины . 220 (8): e20221156. дои : 10.1084/jem.20221156 . ПМЦ 10347765 . ПМИД 37450010 .
- ^ Хао Ю, Ян Б, Ян Дж, Ши Х, Ян Х, Чжан Д и др. (сентябрь 2022 г.). «ZBP1: мощный датчик врожденного иммунитета и палка о двух концах в иммунитете хозяина» . Международный журнал молекулярных наук . 23 (18): 10224. doi : 10.3390/ijms231810224 . ПМЦ 9499459 . ПМИД 36142136 .
- ^ Ребсамен М., Хайнц Л.К., Мейлан Э., Мишалле М.С., Шредер К., Хофманн К. и др. (август 2009 г.). «DAI/ZBP1 рекрутирует RIP1 и RIP3 через мотивы гомотипического взаимодействия RIP, чтобы активировать NF-kappaB» . Отчеты ЭМБО . 10 (8): 916–922. дои : 10.1038/embor.2009.109 . ПМЦ 2726668 . ПМИД 19590578 .
- ^ Мюндлейн Х.И., Коннолли В.М., Магри З., Смирнова И., Илюха В., Гаутам А. и др. (январь 2021 г.). «ZBP1 способствует LPS-индуцированной гибели клеток и высвобождению IL-1β посредством RHIM-опосредованных взаимодействий с RIPK1» . Природные коммуникации . 12 (1): 86. Бибкод : 2021NatCo..12...86M . дои : 10.1038/s41467-020-20357-z . ПМЦ 7782486 . ПМИД 33397971 .
- ^ Ван З, Чой М.К., Бан Т., Янаи Х., Негиши Х., Лу Ю. и др. (апрель 2008 г.). «Регуляция врожденных иммунных ответов с помощью DAI (DLM-1/ZBP1) и других молекул, чувствительных к ДНК» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 105 (14): 5477–5482. Бибкод : 2008PNAS..105.5477W . дои : 10.1073/pnas.0801295105 . ПМК 2291118 . ПМИД 18375758 .
- ^ Щесны Б., Маркатти М., Ахмад А., Монтальбано М., Бруньянски А., Библи С.И. и др. (январь 2018 г.). «Повреждение митохондриальной ДНК и последующая активация белка 1, связывающего Z-ДНК, связывают окислительный стресс с воспалением в эпителиальных клетках» . Научные отчеты . 8 (1): 914. Бибкод : 2018НатСР...8..914С . дои : 10.1038/s41598-018-19216-1 . ПМЦ 5772643 . ПМИД 29343810 .
- ^ Ребсамен М., Хайнц Л.К., Мейлан Э., Мишалле М.С., Шредер К., Хофманн К. и др. (август 2009 г.). «DAI/ZBP1 рекрутирует RIP1 и RIP3 через мотивы гомотипического взаимодействия RIP, чтобы активировать NF-kappaB» . Отчеты ЭМБО . 10 (8): 916–922. дои : 10.1038/embor.2009.109 . ПМЦ 2726668 . ПМИД 19590578 .
- ^ Шварц Т., Бельке Дж., Ловенхаупт К., Хайнеманн Ю., Рич А. (сентябрь 2001 г.). «Структура комплекса DLM-1-Z-ДНК демонстрирует консервативное семейство Z-ДНК-связывающих белков». Структурная биология природы . 8 (9) (опубликовано 1 сентября 2001 г.): 761–765. дои : 10.1038/nsb0901-761 . ПМИД 11524677 .
- ^ Ротенбург С., Шварц Т., Кох-Нолте Ф., Хааг Ф. (февраль 2002 г.). «Комплексная регуляция человеческого гена Z-ДНК-связывающего белка DLM-1» . Исследования нуклеиновых кислот . 30 (4): 993–1000. дои : 10.1093/нар/30.4.993 . ПМЦ 100341 . ПМИД 11842111 .
- ^ Пандея А., Каннеганти Т.Д. (январь 2024 г.). «Терапевтический потенциал ПАНоптоза: врожденные сенсоры, инфламмасомы и РИПК в ПАНоптосомах». Тенденции молекулярной медицины . 30 (1): 74–88. doi : 10.1016/j.molmed.2023.10.001 . PMC 10842719. PMID 37977994 .
- ^ Чжэн М., Каннеганти Т.Д. (сентябрь 2020 г.). «Регуляция воспаления ZBP1-NLRP3 и ее влияние на пироптоз, апоптоз и некроптоз (PANoptosis)» . Иммунологические обзоры . 297 (1): 26–38. дои : 10.1111/imr.12909 . ПМЦ 7811275 . ПМИД 32729116 .
- ^ Карки Р., Каннеганти Т.Д. (март 2023 г.). «ADAR1 и ZBP1 во врожденном иммунитете, гибели клеток и заболеваниях» . Тенденции в иммунологии . 44 (3): 201–216. дои : 10.1016/j.it.2023.01.001 . ПМЦ 9974732 . ПМИД 36710220 .
- ^ Карки Р., Каннеганти Т.Д. (август 2023 г.). «Передача сигналов PANоптосом и терапевтическое значение при инфекции: центральная роль ZBP1 в активации воспаления и PANоптоза» . Современное мнение в иммунологии . 83 : 102348. doi : 10.1016/j.coi.2023.102348 . ПМЦ 10524556 . ПМИД 37267644 .
- ^ Сун Q, Ци Z, Ван К, Ван Н (апрель 2024 г.). «Сенсор Z-нуклеиновой кислоты ZBP1 при стерильном воспалении». Клиническая иммунология . 261 . Орландо, Флорида: 109938. doi : 10.1016/j.clim.2024.109938 . ПМИД 38346464 .
- ^ Карки Р., Ли С., Молл Р., Пандиан Н., Ван Ю., Шарма Б.Р. и др. (август 2022 г.). «ZBP1-зависимая воспалительная гибель клеток, PANoptosis и цитокиновый шторм нарушают терапевтическую эффективность IFN во время коронавирусной инфекции» . Наука Иммунология . 7 (74): eabo6294. doi : 10.1126/sciimmunol.abo6294 . ПМЦ 9161373 . ПМИД 35587515 .
- ^ Чжан Т., Инь С., Федоров А., Цяо Л., Бао Х., Бекназаров Н. и др. (июнь 2022 г.). «ADAR1 маскирует перспективу иммунотерапевтического лечения рака, связанного с некроптозом, вызванным ZBP1» . Природа . 606 (7914) (опубликовано 25 мая 2022 г.): 594–602. Бибкод : 2022Natur.606..594Z . дои : 10.1038/s41586-022-04753-7 . ПМЦ 9373927 . ПМИД 35614224 .
- ^ Ли С., Карки Р., Ван Й., Нгуен Л.Н., Калатур Р.К., Каннеганти Т.Д. (сентябрь 2021 г.). «AIM2 образует комплекс с пирином и ZBP1 для управления PANoptosis и защиты хозяина» . Природа . 597 (7876): 415–419. Бибкод : 2021Natur.597..415L . дои : 10.1038/s41586-021-03875-8 . ПМК 8603942 . ПМИД 34471287 .
- ^ Аптон Дж.В., Кайзер В.Дж., Мокарски Э.С. (октябрь 2019 г.). «Комплексы DAI/ZBP1/DLM-1 с RIP3 опосредуют индуцированный вирусом программируемый некроз, на который нацелен мышиный цитомегаловирус vIRA». Клетка-хозяин и микроб . 26 (4) (опубликовано 9 октября 2019 г.): 564. doi : 10.1016/j.chom.2019.09.004 . ПМИД 31600504 .
- ^ Келер Х., Котсмир С., Чжан Т., Балачандран С., Аптон Дж.В., Ленгланд Дж. и др. (август 2021 г.). «Вирус осповакцины E3 предотвращает восприятие Z-РНК и блокирует ZBP1-зависимый некроптоз» . Клетка-хозяин и микроб . 29 (8): 1266–1276.e5. дои : 10.1016/j.chom.2021.05.009 . ПМЦ 9333947 . ПМИД 34192517 .
- ^ Стейн М., Бейкер М.О., Фам К.Л., Шанмугам Н., Гамбин Ю., Серецкий Е. и др. (июль 2020 г.). «Вирус ветряной оспы кодирует вирусную приманку RHIM, подавляющую гибель клеток» . ПЛОС Патогены . 16 (7): e1008473. дои : 10.1371/journal.ppat.1008473 . ПМЦ 7375649 . ПМИД 32649716 .
- ^ Дэниелс Б.П., Кофман С.Б., Смит Дж.Р., Норрис Г.Т., Снайдер А.Г., Колб Дж.П. и др. (январь 2019 г.). «Нуклеотидный сенсор ZBP1 и киназа RIPK3 индуцируют фермент IRG1, способствующий противовирусному метаболическому состоянию нейронов» . Иммунитет . 50 (1): 64–76.e4. doi : 10.1016/j.immuni.2018.11.017 . ПМК 6342485 . ПМИД 30635240 .
- ^ Банот Б., Туладхар С., Карки Р., Шарма Б.Р., Бриар Б., Кесавардхана С. и др. (декабрь 2020 г.). «ZBP1 способствует индуцированной грибками активации воспаления и пироптозу, апоптозу и некроптозу (PANoptosis)» . Журнал биологической химии . 295 (52): 18276–18283. дои : 10.1074/jbc.RA120.015924 . ПМЦ 7939383 . ПМИД 33109609 .
- ^ Ратинам В.А., Фицджеральд К.А. (март 2011 г.). «Врожденное иммунное распознавание ДНК-вирусов» . Вирусология . 411 (2): 153–162. дои : 10.1016/j.virol.2011.02.003 . ПМК 3070751 . ПМИД 21334037 .
- ^ Ха С.К., Ким Д., Хван ХИ, Рич А., Ким ЮГ, Ким К.К. (декабрь 2008 г.). «Кристаллическая структура второго связывающего домена Z-ДНК человеческого DAI (ZBP1) в комплексе с Z-ДНК обнаруживает необычный способ связывания с Z-ДНК» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 105 (52): 20671–20676. Бибкод : 2008PNAS..10520671H . дои : 10.1073/pnas.0810463106 . ПМЦ 2634953 . ПМИД 19095800 .
- ^ Куриакосе Т., Ман С.М., Малиредди Р.К., Карки Р., Кесавардхана С., Плейс Д.Э. и др. (август 2016 г.). «ZBP1/DAI — это врожденный сенсор вируса гриппа, запускающий воспалительную систему NLRP3 и пути запрограммированной гибели клеток» . Наука Иммунология . 1 (2): 2 августа doi : 10.1126/sciimmunol.aag2045 . ПМК 5131924 . ПМИД 27917412 .
- ^ Jump up to: а б Кесавардхана С., Куриакосе Т., Гай К.С., Самир П., Малиредди Р.К., Мишра А. и др. (август 2017 г.). «Убиквитинирование ZBP1/DAI и обнаружение вРНП гриппа активируют запрограммированную гибель клеток» . Журнал экспериментальной медицины . 214 (8): 2217–2229. дои : 10.1084/jem.20170550 . ПМЦ 5551577 . ПМИД 28634194 .
- ^ Чжан Т., Инь С., Бойд Д.Ф., Куарато Дж., Ингрэм Дж.П., Шубина М. и др. (март 2020 г.). «Z-РНК вируса гриппа индуцируют ZBP1-опосредованный некроптоз» . Клетка . 180 (6): 1115–1129.e13. дои : 10.1016/j.cell.2020.02.050 . ПМЦ 7153753 . ПМИД 32200799 .
- ^ Куриакосе Т., Чжэн М., Нил Г., Каннеганти Т.Д. (февраль 2018 г.). «IRF1 является регулятором транскрипции ZBP1, способствующим активации воспаления NLRP3 и гибели клеток во время инфекции вируса гриппа» . Журнал иммунологии . 200 (4): 1489–1495. doi : 10.4049/jimmunol.1701538 . ПМК 6483084 . ПМИД 29321274 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Ха С.К., Ван Куен Д., Хван ХИ, О Д.Б., Браун Б.А., Ли С.М. и др. (февраль 2006 г.). «Биохимическая характеристика и предварительное рентгенокристаллографическое исследование доменов ZBP1 человека, связанных с левосторонней Z-ДНК». Biochimica et Biophysical Acta (BBA) - Белки и протеомика . 1764 (2): 320–323. дои : 10.1016/j.bbapap.2005.12.012 . ПМИД 16448869 .
- Шварц Т., Бельке Дж., Ловенхаупт К., Хайнеманн Ю., Рич А. (сентябрь 2001 г.). «Структура комплекса DLM-1-Z-ДНК демонстрирует консервативное семейство Z-ДНК-связывающих белков» . Структурная биология природы . 8 (9): 761–765. дои : 10.1038/nsb0901-761 . ПМИД 11524677 . S2CID 22313681 .
- Шварц Т., Роулд М.А., Ловенхаупт К., Герберт А., Рич А. (июнь 1999 г.). «Кристаллическая структура Zalpha-домена человеческого фермента редактирования ADAR1, связанного с левосторонней Z-ДНК». Наука . 284 (5421): 1841–1845. дои : 10.1126/science.284.5421.1841 . ПМИД 10364558 .