Jump to content

ПДК4

ПДК4
Доступные структуры
ПДБ Поиск ортологов: PDBe RCSB
Идентификаторы
Псевдонимы PDK4 , киназа 4 пируватдегидрогеназы
Внешние идентификаторы Опустить : 602527 ; МГИ : 1351481 ; Гомологен : 129720 ; Генные карты : PDK4 ; ОМА : PDK4 — ортологи
Ортологи
Разновидность Человек Мышь
Входить
Вместе
ЮниПрот
RefSeq (мРНК)

НМ_002612

НМ_013743

RefSeq (белок)

НП_002603

НП_038771

Местоположение (UCSC) Chr 7: 95,58 – 95,6 Мб Chr 6: 5,48 – 5,5 Мб
в PubMed Поиск [ 3 ] [ 4 ]
Викиданные
Просмотр/редактирование человека Просмотр/редактирование мыши

Пируватдегидрогеназа, изозим 4 липоамидкиназы, митохондриальная (PDK4) представляет собой фермент , который у человека кодируется PDK4 геном . [ 5 ] [ 6 ] Он кодирует изофермент пируватдегидрогеназы киназы .

Этот ген является членом семейства протеинкиназ PDK/BCKDK и кодирует митохондриальный белок с гистидинкиназным доменом. Этот белок расположен в матриксе митохондрий и ингибирует комплекс пируватдегидрогеназы путем фосфорилирования одной из его субъединиц, уменьшая превращение пирувата , образующегося в результате окисления глюкозы и аминокислот , в ацетил-КоА и способствуя регуляции. метаболизма глюкозы . Экспрессия этого гена регулируется глюкокортикоидами , ретиноевой кислотой и инсулином . [ 6 ] Уровень PDK4 увеличивается во время спячки и помогает снизить метаболизм и сохранить глюкозу за счет уменьшения ее превращения в ацетил-КоА, который входит в цикл лимонной кислоты и превращается в АТФ . [ 7 ]

Структура

[ редактировать ]

Зрелый белок, кодируемый геном PDK4 , содержит в своей последовательности 294 аминокислоты. Для образования активного белка две полипептидные цепи объединяются, образуя открытую конформацию. [ 6 ] В частности, две субъединицы собираются вместе, образуя нуклеотидсвязывающий карман; этот карман чаще всего подвергается воздействию ингибиторов. [ 8 ]

Комплекс пируватдегидрогеназы (ПДГ) должен строго регулироваться из-за его центральной роли в общем метаболизме. Внутри комплекса имеются три остатка серина на компоненте Е1, которые являются сайтами фосфорилирования; это фосфорилирование инактивирует комплекс. Было показано , что у людей существует четыре изозима киназы пируватдегидрогеназы, которые фосфорилируют эти три сайта: PDK1 , PDK2 , PDK3 и PDK4. PDK4 не включает наибольшее количество фосфатных групп на каталитическое событие, поскольку он может фосфорилировать только сайт 1 и сайт 2; его скорость фосфорилирования меньше, чем у PDK1, равна PDK3 и больше, чем у PDK2. Когда тиаминпирофосфата (TPP) связывается кофермент , скорость фосфорилирования всеми четырьмя изоферментами резко изменяется. Участок 1 пострадал больше всего, при этом уровень заболеваемости значительно снизился. Однако на общую активность PDK4 это не влияет. [ 9 ]

Регулирование

[ редактировать ]

Семейство пируватдегидрогеназ, являющееся первичными регуляторами решающего этапа центрального метаболического пути, жестко регулируется множеством факторов, включая факторы транскрипции Sp1 и фактор связывания бокса CCAAT (CBF). Ретиноевая кислота усиливает транскрипцию PDK4 , позволяя членам семейства рецепторов ретиноевой кислоты рекрутировать коактиваторы транскрипции к элементам ответа на ретиноевую кислоту (RARE) в промоторе PDK4 . Транскрипция также увеличивается за счет ингибирования ингибирующей деацетилазы гистонов (HDAC) с помощью трихостатина А (TSA). [ 10 ] Росиглитазон , тиазолидиндион, который, как известно, активирует путь биогенеза глицерина , увеличивает PDK4 транскрипцию мРНК в белой жировой ткани , но не в печени или мышечной ткани. [ 11 ] Рецептор фарнезоида X , или FXR, подавляет гликолиз и усиливает окисление жирных кислот за счет увеличения экспрессии PDK4 и инактивации комплекса PDH. [ 12 ] Другие факторы, такие как инсулин , напрямую подавляют транскрипцию мРНК PDK2 и PDK4 . Это осуществляется посредством предполагаемого пути, зависимого от фосфатидилинозитол-3-киназы (PI3K). Фактически, даже когда клетки подвергаются воздействию дексаметазона для увеличения экспрессии мРНК, инсулин блокирует этот эффект. [ 13 ] Рецепторы, активируемые пролифератором пероксисом, также регулируют экспрессию; Было обнаружено, что PPAR альфа и дельта повышают регуляцию мРНК PDK4 , но активация гамма-PPAR подавляет экспрессию. [ 14 ]

Клиническое значение

[ редактировать ]

PDK4 актуален при различных клинических состояниях. Кратковременное голодание вызывает увеличение транскрипции PDK4 примерно в 10 раз. [ 15 ] После возобновления питания транскрипция PDK4 еще больше увеличилась, что является удивительной перспективой, примерно в 50 раз по сравнению с уровнями, существовавшими до начала голодания. [ 16 ] Этот эффект можно наблюдать и в долгосрочной перспективе. PDK4 сверхэкспрессируется в скелетных мышцах при диабете 2 типа , что приводит к нарушению утилизации глюкозы. [ 17 ] У пациентов с ожирением наблюдается значительное снижение экспрессии мРНК PDK4 в сочетании с повышенным поглощением глюкозы; вероятно, это связано с подавлением инсулином PDK4. Это подтверждает концепцию о том, что пониженная доступность свободных жирных кислот влияет на метаболизм глюкозы посредством регуляции комплекса ПДГ. [ 18 ] Фактически было показано, что недостаточное подавление мРНК PDK у инсулинорезистентных людей может быть причиной повышенной экспрессии PDK, приводящей к нарушению окисления глюкозы с последующим усилением окисления жирных кислот. [ 19 ]

Было доказано, что физические упражнения также вызывают изменения в этом гене, и что временные изменения могут иметь кумулятивный эффект на протяжении многих тренировок. МРНК PDK4 вместе с PPARGC1A увеличивается в обоих типах мышечной ткани после тренировки. [ 20 ] [ 21 ]

Эти метаболические эффекты можно увидеть и в других условиях. гипоксия Показано, что индуцирует экспрессию гена PDK4 посредством гамма-механизма ERR . [ 22 ] И наоборот, во время сердечной недостаточности уровень PDK4 снижается в ткани сердечной мышцы. [ 23 ]

Повсеместная роль этого гена позволяет участвовать в различных патологиях, включая рак. Один метаболит, бутират , индуцирует гиперацетилирование гистонов вокруг гена PDK4 . Это связано с более высоким уровнем транскрипции мРНК PDK4 , тем самым обращая вспять подавление PDK4 в клетках карциномы толстой кишки. В клетках рака толстой кишки человека нацеливание и инактивация комплекса ПДГ ограничивает скорость метаболизма и регулирует глутамина , тем самым частично ингибируя рост клеток. метаболизм [ 24 ] Однако также было показано, что PDK4 способствует генезу и пролиферации опухолей через другой путь: сигнальный каскад CREB - RHEB - mTORC1 . [ 25 ]

Интерактивная карта маршрутов

[ редактировать ]

Нажмите на гены, белки и метаболиты ниже, чтобы перейти к соответствующим статьям. [ § 1 ]

[[Файл:
TCACycle_WP78Перейти к статьеПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти в ХМДБПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти в ХМДБПерейти в ХМДБПерейти к статьеПерейти на WikiPathwaysПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти на WikiPathwaysПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти на WikiPathwaysПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти в ХМДБПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти на WikiPathwaysПерейти к статьеПерейти на WikiPathwaysПерейти в ХМДБПерейти к статьеПерейти на WikiPathwaysПерейти к статьеПерейти в ХМДБПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти к статьеПерейти к статье
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
TCACycle_WP78Go to articleGo to articleGo to articleGo to articleGo to HMDBGo to articleGo to articleGo to articleGo to HMDBGo to HMDBGo to articleGo to WikiPathwaysGo to articleGo to articleGo to articleGo to WikiPathwaysGo to articleGo to articleGo to articleGo to articleGo to articleGo to articleGo to articleGo to articleGo to articleGo to articleGo to articleGo to articleGo to articleGo to articleGo to articleGo to articleGo to articleGo to articleGo to articleGo to WikiPathwaysGo to articleGo to articleGo to articleGo to HMDBGo to articleGo to articleGo to articleGo to articleGo to articleGo to WikiPathwaysGo to articleGo to WikiPathwaysGo to HMDBGo to articleGo to WikiPathwaysGo to articleGo to HMDBGo to articleGo to articleGo to articleGo to articleGo to articleGo to articleGo to articleGo to articleGo to articleGo to article
|alt=TCACycle_WP78 редактировать ]]
  1. ^ Интерактивную карту маршрутов можно редактировать на WikiPathways: «TCACycle_WP78» .
  1. ^ Перейти обратно: а б с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000004799 Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ Перейти обратно: а б с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000019577 Ensembl , май 2017 г.
  3. ^ «Ссылка на Human PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  4. ^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  5. ^ Гуди Р., Боукер-Кинли М.М., Кедишвили Н.Ю., Чжао Ю., Попов К.М. (декабрь 1995 г.). «Разнообразие семейства генов киназы пируватдегидрогеназы у человека» . Журнал биологической химии . 270 (48): 28989–94. дои : 10.1074/jbc.270.48.28989 . ПМИД   7499431 .
  6. ^ Перейти обратно: а б с «Ген Энтрез: киназа пируватдегидрогеназы PDK4, изофермент 4» .
  7. ^ Эндрюс М.Т., Сквайр Т.Л., Боуэн К.М., Роллинз М.Б. (июль 1998 г.). «Утилизация углерода при низких температурах регулируется новой активностью генов в сердце спящего млекопитающего» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 95 (14): 8392–7. Бибкод : 1998PNAS...95.8392A . дои : 10.1073/pnas.95.14.8392 . ЧВК   20986 . ПМИД   9653197 .
  8. ^ Кукимото-Ниино М., Токмаков А., Терада Т., Обаяси Н., Фудзимото Т., Гоми С., Широмидзу И., Кавамото М., Мацусуэ Т., Ширузу М., Ёкояма С. (сентябрь 2011 г.). «Ингибитор-связанные структуры киназы 4 пируватдегидрогеназы человека». Acta Crystallographica Раздел D. 67 (Часть 9): 763–73. дои : 10.1107/S090744491102405X . ПМИД   21904029 .
  9. ^ Колобова Е., Туганова А., Булатников И., Попов К.М. (август 2001 г.). «Регуляция активности пируватдегидрогеназы посредством фосфорилирования во многих сайтах» . Биохимический журнал . 358 (Часть 1): 69–77. дои : 10.1042/0264-6021:3580069 . ПМК   1222033 . ПМИД   11485553 .
  10. ^ Квон Х.С., Хуан Б., Хо Чжон Н., Ву П., Стейсси К.Н., Харрис Р.А. (2006). «Ретиноевые кислоты и трихостатин А (TSA), ингибитор гистондеацетилазы, индуцируют экспрессию гена киназы 4 пируватдегидрогеназы человека (PDK4)». Biochimica et Biophysical Acta (BBA) – Структура и экспрессия генов . 1759 (3–4): 141–51. дои : 10.1016/j.bbaexp.2006.04.005 . ПМИД   16757381 .
  11. ^ Кадудал Т., Дистел Э., Дюрант С., Фуке Ф., Блуэн Ж.М., Коллине М., Бортоли С., Форест К., Бенелли К. (сентябрь 2008 г.). «Киназа пируватдегидрогеназы 4: регуляция тиазолидиндионами и участие в глицеронеогенезе в жировой ткани» . Диабет . 57 (9): 2272–9. дои : 10.2337/db08-0477 . ПМК   2518477 . ПМИД   18519799 .
  12. ^ Савкур Р.С., Брамлетт К.С., Майкл Л.Ф., Беррис Т.П. (апрель 2005 г.). «Регуляция экспрессии киназы пируватдегидрогеназы с помощью рецептора фарнезоида X». Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 329 (1): 391–6. дои : 10.1016/j.bbrc.2005.01.141 . ПМИД   15721319 .
  13. ^ Квон Х.С., Хуан Б., Унтерман Т.Г., Харрис Р.А. (апрель 2004 г.). «Протеинкиназа B-альфа ингибирует индукцию гена киназы-4 пируватдегидрогеназы человека дексаметазоном посредством инактивации факторов транскрипции FOXO» . Диабет . 53 (4): 899–910. дои : 10.2337/диабет.53.4.899 . ПМИД   15047604 .
  14. ^ Эббот Э.Л., МакКормак Дж.Г., Рейнет С., Хассал Д.Г., Бьюкен К.В., Йеман С.Дж. (июнь 2005 г.). «Различная регуляция экспрессии гена изоформы киназы пируватдегидрогеназы в культивируемых мышечных клетках человека» . Журнал ФЭБС . 272 (12): 3004–14. дои : 10.1111/j.1742-4658.2005.04713.x . ПМИД   15955060 . S2CID   21366281 .
  15. ^ Сприет Л.Л., Танстолл Р.Дж., Уотт М.Дж., Механ К.А., Харгривз М., Кэмерон-Смит Д. (июнь 2004 г.). «Активация пируватдегидрогеназы и экспрессия киназы в скелетных мышцах человека во время голодания». Журнал прикладной физиологии . 96 (6): 2082–7. doi : 10.1152/japplphysicalol.01318.2003 . ПМИД   14966024 . S2CID   13601849 .
  16. ^ Пилегаард Х., Салтин Б., Нойфер П.Д. (март 2003 г.). «Влияние кратковременного голодания и возобновления питания на регуляцию транскрипции метаболических генов в скелетных мышцах человека» . Диабет . 52 (3): 657–62. дои : 10.2337/диабет.52.3.657 . ПМИД   12606505 .
  17. ^ Винн Р.М., Като М., Чуанг Дж.Л., Цо С.К., Ли Дж., Чуанг Д.Т. (сентябрь 2008 г.). «Структуры киназы-4 пируватдегидрогеназы обнаруживают метастабильную открытую конформацию, способствующую устойчивой базальной активности без ядра» . Журнал биологической химии . 283 (37): 25305–15. дои : 10.1074/jbc.M802249200 . ПМЦ   2533096 . ПМИД   18658136 .
  18. ^ Роза Дж., Ди Рокко П., Манко М., Греко А.В., Кастаньето М., Видал Х., Мингроне Дж. (февраль 2003 г.). «Снижение экспрессии PDK4 связано с повышенной чувствительностью к инсулину у пациентов с ожирением» . Исследования ожирения . 11 (2): 176–82. дои : 10.1038/oby.2003.28 . ПМИД   12582211 .
  19. ^ Майер М., Попов К.М., Харрис Р.А., Богардус С., Прохазка М. (октябрь 1998 г.). «Инсулин подавляет мРНК киназы пируватдегидрогеназы (PDK): потенциальный механизм, способствующий усилению окисления липидов у инсулинорезистентных субъектов» . Молекулярная генетика и обмен веществ . 65 (2): 181–6. дои : 10.1006/mgme.1998.2748 . ПМИД   9787110 .
  20. ^ Пилегаард Х., Ордуэй Г.А., Салтин Б., Нойфер П.Д. (октябрь 2000 г.). «Транкрипционная регуляция экспрессии генов в скелетных мышцах человека во время восстановления после тренировки». Американский журнал физиологии. Эндокринология и обмен веществ . 279 (4): Е806-14. дои : 10.1152/ajpendo.2000.279.4.e806 . ПМИД   11001762 . S2CID   1008940 .
  21. ^ Ван Л., Сахлин К. (апрель 2012 г.). «Влияние непрерывных и интервальных упражнений на мРНК PGC-1α и PDK4 в волокнах типа I и типа II скелетных мышц человека». Акта Физиологика . 204 (4): 525–32. дои : 10.1111/j.1748-1716.2011.02354.x . ПМИД   21883960 . S2CID   13208033 .
  22. ^ Ли Дж.Х., Ким Э.Дж., Ким Д.К., Ли Дж.М., Пак С.Б., Ли И.К., Харрис Р.А., Ли МО, Чой Х.С. (2012). «Гипоксия индуцирует экспрессию гена PDK4 посредством индукции сиротского ядерного рецептора ERRγ» . ПЛОС ОДИН . 7 (9): e46324. Бибкод : 2012PLoSO...746324L . дои : 10.1371/journal.pone.0046324 . ПМЦ   3457976 . ПМИД   23050013 .
  23. ^ Разеги П., Янг М.Э., Инь Дж., Депре С., Урай И.П., Колесар Дж., Шипли Г.Л., Моравец К.С., Дэвис П.Дж., Фрейзер О.Г., Тэгтмейер Х. (2002). «Понижение экспрессии метаболических генов при недостаточности человеческого сердца до и после механической разгрузки». Кардиология . 97 (4): 203–9. дои : 10.1159/000063122 . ПМИД   12145475 . S2CID   46861699 .
  24. ^ Блуэн Ж.М., Пено Дж., Коллине М., Накфер М., Форест С., Лоран-Пуч П., Кумуль Х., Баруки Р., Бенелли С., Бортоли С. (июнь 2011 г.). «Бутират вызывает метаболическое переключение в клетках рака толстой кишки человека, воздействуя на комплекс пируватдегидрогеназы» . Международный журнал рака . 128 (11): 2591–601. дои : 10.1002/ijc.25599 . ПМИД   20715114 . S2CID   27407499 .
  25. ^ Лю Цз, Чен X, Ван Ю, Пэн Х, Ван Ю, Цзин Ю, Чжан Х (октябрь 2014 г.). «Белок PDK4 способствует онкогенезу посредством активации белка, связывающего элементы ответа цАМФ (CREB) - гомолога Ras, обогащенного сигнальным каскадом мозга (RHEB)-mTORC1» . Журнал биологической химии . 289 (43): 29739–49. дои : 10.1074/jbc.M114.584821 . ПМК   4207987 . ПМИД   25164809 .

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 5372c814cacc8a191e52ecabf8ee8203__1685543340
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/53/03/5372c814cacc8a191e52ecabf8ee8203.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
PDK4 - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)