Период циркадный белок гомолог 1
PER1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
![]() | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Идентификаторы | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Псевдонимы | PER1 , HPER, скрещенный период пера | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Внешние идентификаторы | Омим : 602260 ; MGI : 1098283 ; Гомологен : 1966 ; GeneCards : Per1 ; OMA : PER1 - ортологи | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Викидид | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Период циркадный белок гомолог 1 является белком у людей, который кодируется PER1 геном . [ 5 ]
Функция
[ редактировать ]Белок PER1 важен для поддержания циркадных ритмов в клетках, а также может играть роль в развитии рака. Этот ген является членом периода семейства генов. Он выражается с ежедневным колебательным циркадным ритмом или колебанием, которое циклов с периодом приблизительно 24 часа. PER1 наиболее заметно экспрессируется в области мозга, называемого супрахиазматическим ядром (SCN), которое является основным циркадным кардиостимулятором в мозге млекопитающих. PER1 также экспрессируется в периферических тканях млекопитающих. [ 6 ] Гены в этом семействе кодируют компоненты циркадных ритмов локомоторной активности, метаболизма и поведения. Циркадная экспрессия PER1 в супрахиазматическом ядре будет свободно управлять в постоянной темноте, что означает, что 24-часовой период цикла будет сохраняться без помощи внешних световых сигналов. Впоследствии сдвиг в цикле света/темнота вызывает пропорциональное смещение экспрессии генов в супрахиазматическом ядре. Время экспрессии генов чувствительно к свету, так как свет в субъективную ночь млекопитающего приводит к внезапному увеличению экспрессии и, следовательно, сдвигу в фазе супрахиазматического ядра. [ 7 ] Альтернативный сплайсинг наблюдался в этом гене; Однако эти варианты не были полностью описаны. [ 8 ] Существует некоторое разногласия между экспертами по поводу возникновения полиморфизмов с функциональной значимостью. Многие ученые утверждают, что не существует известных полиморфизмов гена PER1 человека с значимостью на уровне популяции, что приводит к измеримым поведенческим или физиологическим изменениям. [ 9 ] Тем не менее, некоторые считают, что даже молчаливые мутации могут вызвать значительные поведенческие фенотипы и привести к основным фазовым изменениям. [ 10 ]
Функциональное сохранение гена показано в исследовании Shigeyoshi et al. 2002. В этом исследовании гены мыши MPER1 и MPER2 были обусловлены Drosophila вечным промотором у Drosophila melanogaster. Они обнаружили, что обе конструкции MPER могут восстановить ритм в аритмических мух (PER01 мух). Таким образом, MPER1 и MPER2 могут функционировать в качестве компонентов тактового уровня у мух и могут иметь последствия, касающиеся гомологии каких -либо генов. [ 11 ]
Роль в хронобиологии
[ редактировать ]Ген PER1, также называемый RIGUI, является характерным циркадным генератором. PER1 ритмически транскрибируется в SCN, сохраняя период приблизительно 24 часа. Этот ритм поддерживается в постоянной темноте и также может быть увлечен изменяющимися циклами света. [ 5 ] PER1 участвует в создании циркадных ритмов в SCN, а также оказывает влияние на другие колебания по всему телу. Например, нокауты PER1 влияют на пищевые осцилляторы и чувствительные к метамфетамину циркадные генераторы, периоды которых изменяются в отсутствие PER1. [ 12 ] Кроме того, мыши с нокаутами в генах PER1 и PER2 не показывают циркадной ритмичности. [ 13 ] Фазовые сдвиги в нейронах Per1 могут быть вызваны сильным, кратким световым стимулом SCN крыс. Это воздействие света вызывает увеличение мРНК Per1, что позволяет предположить, что ген PER1 играет важную роль в увлечении биологическими часами млекопитающих в цикл светового темпа. [ 14 ]
Механизм обратной связи
[ редактировать ]МРНК PER1 экспрессируется во всех клетках, действуя как часть механизма отрицательной обратной связи транскрипции, который создает автономные молекулярные часы клеток. Транскрипция PER1 регулируется белковым взаимодействием с пятью E-BOX и одним элементом D-BOX в ее промоторной области. Гетеродимерные часы - BMAL1 активирует элементы E -BOX , присутствующие в промоторе PER1, а также активируя промоторы E Box других компонентов молекулярных часов, таких как PER2, CRY1 и CRY2 . Фаза экспрессии мРНК Per1 варьируется между тканями, [ 15 ] Транскрипт покидает ядро и транслируется в белок с доменами PAS , которые обеспечивают взаимодействие белкового белка. PER1 и PER2 фосфорилируются с помощью CK1ε, что приводит к увеличению убиквитилирования и деградации. [ 16 ] Это фосфорилирование противодействуется фосфатазой PP1, что приводит к более постепенному увеличению фосфорилированного PER и дополнительному контролю за периодом молекулярных часов. [ 17 ] богатой лейцином, Фосфорилирование PER1 также может привести к маскированию последовательности ядерной локализации, и, таким образом, затрудняет импорт гетеродимеров. [ 18 ]
В взаимодействии с другими белками, а также с регулируемыми электронными коробками белки Cry1 и Cry2 Cry1 и Cry2, чтобы создать гетеродимер, который транслоцируется в ядро. Там это ингибирует активацию часов. [ 19 ] PER1 не является необходимым для циркадных ритмов создания, но гомозиготные мутанты Per1 демонстрируют сокращенный период экспрессии мРНК. [ 13 ] В то время как PE1 должен быть мутирован в сочетании с PER2, чтобы привести к архитмитичности, было показано, что два перевода на каждого белка имеют немного разные роли, поскольку PE1 действует преимущественно через взаимодействие с другими часовыми белками. [ 20 ]
Клиническое значение
[ редактировать ]Экспрессия PER1 может оказывать существенное влияние на клеточный цикл. Рак часто является результатом нерегулируемого роста и деления клеток, которые могут контролироваться циркадными механизмами. Следовательно, циркадные часы клеток могут играть большую роль в своей вероятности развития в раковую клетку. PER1 - это ген, который играет важную роль в таком циркадном механизме. Его сверхэкспрессия, в частности, вызывает апоптоз, вызванный ДНК. Кроме того, понижающая регуляция PER1 может усилить рост опухоли у млекопитающих. [ 21 ] PER1 также взаимодействует с белками ATM и CHK2 . Эти белки являются ключевыми белками контрольной точки в клеточном цикле. [ 22 ] У пациентов с раком снижается экспрессия PER1. Gery, et al. предполагает, что регуляция экспрессии PER1 может быть полезна для лечения рака в будущем. [ 23 ]
Ген
[ редактировать ]Ортологи
[ редактировать ]Ниже приведен список некоторых ортологов гена PER1 у других видов: [ 24 ]
- PER1 ( Rattus norvegicus )
- Per1 ( mus musculus )
- by1a ( Дания Рейо )
- PER1 ( Homo Sapiens )
- Lin-42 ( Caenorhabditis elegans )
- PER1 ( BOS TAURUS )
- by1b ( Дания Рейо )
- За ( Drosophila melanogaster )
- PER1 ( Xenopus tropicalis )
- PER1 ( ENQUUS )
- PER1 ( Macaca Mulatta )
- PER1 ( SOW SCROFA )
Паралоги
[ редактировать ]Расположение
[ редактировать ]Ген человека Per1 расположен на хромосоме 17 в следующем месте: [ 25 ]
- Начало: 8 140,470
- Отделка: 8 156 405
- Длина: 15 936
- Экзоны: 24
PER1 имеет 19 транскриптов (варианты сплайсинга).
Открытие
[ редактировать ]PER1 Ортолог был впервые обнаружен Рональдом Конопкой и Сеймуром Бензером в 1971 году. В течение 1997 года были обнаружены гены периода 1 (MPER1) и периода 2 (MPER2) (Sun et al., 1997 и Albrech et al., 1997). Через гомологические экраны с Drosophila per, эти гены были обнаружены. Это было независимо обнаружено Sun et al. 1997, название его Ригю и Tei et al. 1997, который назвал его HPER из -за сходства последовательности белка с Drosophila per. Они обнаружили, что мышиный гомолог обладал свойствами циркадного регулятора. Он имел циркадную экспрессию в супрахиазматическом ядре ( SCN ), самооцененное колебание и увлечение циркадной экспрессией внешними сигналами света. [ 26 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а беременный в GRCH38: Ensembl Release 89: ENSG00000179094 - Ensembl , май 2017 г.
- ^ Jump up to: а беременный в GRCM38: Ensembl Release 89: ENSMUSG0000000020893 - ENSEMBL , май 2017 г.
- ^ «Человеческая PubMed ссылка:» . Национальный центр информации о биотехнологии, Национальная медицина США .
- ^ «Мышь Pubmed ссылка:» . Национальный центр информации о биотехнологии, Национальная медицина США .
- ^ Jump up to: а беременный Sun ZS, Albrecht U, Zhuchenko O, Bailey J, Eichele G, Lee CC (сентябрь 1997 г.). «Ригюи, предполагаемый ортолог млекопитающих гена периода дрозофилы» . Клетка . 90 (6): 1003–11. doi : 10.1016/s0092-8674 (00) 80366-9 . PMID 9323128 .
- ^ Ламонт Э.В., Джеймс Ф. Ф., Бовин Д.Б., Кермакян Н (сентябрь 2007 г.). «От экспрессии гена циркадных часов до патологий». Sleep Med . 8 (6): 547–56. doi : 10.1016/j.sleep.2006.11.002 . PMID 17395534 .
- ^ Ebling FJ (октябрь 1996 г.). «Роль глутамата в фотосессии супрахиазматического ядра». Прогик Нейробиол . 50 (2–3): 109–32. doi : 10.1016/s0301-0082 (96) 00032-9 . PMID 8971980 . S2CID 29336791 .
- ^ Entergene 5187
- ^ Лим А.С., Чанг А.М., Шульман Дж. М., Радж Т., Чибник Л.Б., Каин С.В., Ротамель К., Бенуист С., Майерс А.Дж., Числер К.А., Бухман А.С., Беннетт Д.А., Даффи Дж.Ф., Сапер К.Б., Де Ягер П.Л. (сентябрь 2012). «Общий полиморфизм вблизи PER1 и сроки человеческих поведенческих ритмов» . Энн. Неврол . 72 (3): 324–34. doi : 10.1002/ana.23636 . PMC 3464954 . PMID 23034908 .
- ^ Карпен JD, фон Шанц М., Смитс М., Скен Д.Дж., Арчер С.Н. (2006). «Тихий полиморфизм в гене PER1 связывается с экстремальными суточными предпочтениями у людей» . J. Hum. Генет . 51 (12): 1122–25. doi : 10.1007/s10038-006-0060-y . PMID 17051316 .
- ^ Shigeyoshi Y, Meyer-Vernstein E, Yagitita K, Fu W, Hen Y, Takumi T, Schotland P, Seghal A, Okamura H (февраль 2002 г.). "Восстановление циркадных поведенческих ритмов в периоде Null Drosophilila Mutant (PER01) гомологами Maligan MPER1 для MPER2 гены клетки 7 (2): 163–7 Doi : 10.1046/j.1356-9597.2001.00503.x . PMID 11895480 S2CID 8312368
- ^ Pendergast JS, Oda GA, Niswender KD, Yamazaki S (август 2012 г.). «Определение периода в пищевой и чувствительной к метамфетаминам циркадного осциллятора» . Прокурор Нат. Академический Наука США . 109 (35): 14218–23. BIBCODE : 2012PNAS..10914218P . doi : 10.1073/pnas.1206213109 . PMC 3435193 . PMID 22891330 .
- ^ Jump up to: а беременный Zheng B, Albrecht U, Kaasik K, Sage M, Lu W, Vaishnav S, Li Q, Sun ZS, Eichele G, Bradley A, Lee CC (июнь 2001 г.). «Неограниченные роли генов MPER1 и MPER2 в циркадных часах млекопитающих» . Клетка . 105 (5): 683–94. doi : 10.1016/s0092-8674 (01) 00380-4 . PMID 11389837 . S2CID 17602272 .
- ^ Miyake S, Sumi Y, Yan L, Takekida S, Fukuyama T, Ishida Y, Yamaguchi S, Yagita K, Okamura H (ноябрь 2000 г.). «Фаза-зависимые ответы генов PER1 и PER2 на световый стимул в супрахиазматическом ядре крысы». Нейроски. Летал 294 (1): 41–44. doi : 10.1016/s0304-3940 (00) 01545-7 . PMID 11044582 . S2CID 6241393 .
- ^ Yamajuku D, Shibata Y, Kitazawa M, Katakura T, Urata H, Kojima T, Nakata O, Hashimoto S (декабрь 2010 г.). «Идентификация функциональных элементов, контролируемых часами, участвующих в дифференциальном времени транскрипции PER1 и PER2» . Нуклеиновые кислоты Res . 38 (22): 7964–73. doi : 10.1093/nar/gkq678 . PMC 3001056 . PMID 20693532 .
- ^ Момочо Ф., Бог Й, Вирхуп Д. Часы белок. NeuRurePort . 11 (5): 951–55. doi : 10.1097/ 0000176-200070-00011 PMID 10790862 . 30970694S2CID
- ^ Ли Х.М., Чен Р., Ким Х., Этчегарай Дж.П., Уивер Д.Р., Ли С (сентябрь 2011 г.). «Период циркадного генератора в первую очередь определяется балансом между казеинкиназой 1 и белкой фосфатазой 1» . Прокурор Нат. Академический Наука США . 108 (39): 16451–56. Bibcode : 2011pnas..10816451L . doi : 10.1073/pnas.1107178108 . PMC 3182690 . PMID 21930935 .
- ^ Vielhaber EL, Duricka D, Ullman KS, Virshup DM (декабрь 2001 г.). «Ядерный экспорт белков периода млекопитающих» . Дж. Биол. Химический 276 (49): 45921–27. doi : 10.1074/jbc.m107726200 . PMC 1513547 . PMID 11591712 .
- ^ KO CH, Takahashi JS (октябрь 2006 г.). «Молекулярные компоненты циркадных часов млекопитающих» . Гул Мол Генет . 15 Спецификация № 2: R271–77. doi : 10.1093/hmg/ddl207 . PMC 3762864 . PMID 16987893 .
- ^ Bae K, Jin X, Maywood ES, Hastings MH, Reppert SM, Weaver DR (май 2001 г.). «Дифференциальные функции MPER1, MPER2 и MPER3 в циркадных часах SCN» . Нейрон . 30 (2): 525–36. doi : 10.1016/s0896-6273 (01) 00302-6 . PMID 11395012 . S2CID 219582 .
- ^ Yang X, Wood PA, Ansell CM, Quiton DF, OH EY, Du-Quiton J, Hrushesky WJ (октябрь 2009 г.). «Ген циркадных часов PE1 подавляет пролиферацию раковых клеток и рост опухоли в определенное время суток». Хронобиол. Инт . 26 (7): 1323–39. doi : 10.3109/07420520903431301 . PMID 19916834 . S2CID 474970 .
- ^ Buscemi G, Perego P, Carenini N, Nakanishi M, Chessa L, Chen J, Khanna K, Delia D (октябрь 2004 г.). «Активация атмосферов и киназ CHK2 в связи с количеством разрывов цепи ДНК» . Онкоген . 23 (46): 7691–700. doi : 10.1038/sj.onc.1207986 . PMID 15361830 .
- ^ Gery S, Komatsu N, Baldjyan L, Yu A, Koo D, Koeffler HP (май 2006 г.). «Циркадный ген PER1 играет важную роль в росте клеток и контроле повреждения ДНК в раковых клетках человека» . Мол Клетка . 22 (3): 375–82. doi : 10.1016/j.molcel.2006.03.038 . PMID 16678109 .
- ^ "PER1" . Выражение атлас . Европейская лаборатория молекулярной биологии. 2013 . Получено 13 апреля 2013 года .
- ^ "PER1" . NCBI . 2015 . Получено 18 января 2015 года .
- ^ Albrecht U, Sun ZS, Eichele G, Lee CC (декабрь 1997 г.). «Дифференциальный ответ двух предполагаемых циркадных регуляторов млекопитающих, MPER1 и MPER2, на свет» . Клетка . 91 (7): 1055–64. doi : 10.1016/s0092-8674 (00) 80495-x . PMID 9428527 . S2CID 16049851 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- PER1+белок,+человек в Национальной библиотеке медицины Медицинской библиотеки США (Mesh)
- Более подробная информация о интронах и экзонах PER1
- Варианты сплайсинга PER1
Эта статья включает в себя текст из Национальной медицины Соединенных Штатов , которая находится в общественном доступе .