Убиквитин-карбокси-концевая гидролаза L1
УХЛ1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Идентификаторы | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Псевдонимы | UCHL1 , HEL-117, NDGOA, PARK5, PGP 9.5, PGP9.5, PGP95, Uch-L1, HEL-S-53, убиквитин С-концевая гидролаза L1, SPG79, UCHL-1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Внешние идентификаторы | ОМИМ : 191342 ; МГИ : 103149 ; Гомологен : 37894 ; Генные карты : UCHL1 ; OMA : UCHL1 — ортологи | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Викиданные | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Убиквитин-карбокси-концевая гидролаза L1 ( EC 3.1.2.15 , убиквитин-С-концевая гидролаза , UCH-L1 ) представляет собой деубиквитинирующий фермент .
Убиквитин-карбокси-концевая гидролаза L1 (UCH-L1) | |
---|---|
Анатомические термины микроанатомии |
Функция
[ редактировать ]UCH-L1 является членом семейства генов, продукты которого гидролизуют небольшие С-концевые аддукты убиквитина с образованием мономера убиквитина. Экспрессия UCH-L1 высокоспецифична для нейронов, клеток диффузной нейроэндокринной системы и их опухолей. Он в изобилии присутствует во всех нейронах (составляет 1-2% от общего белка мозга), особенно экспрессируется в нейронах и семенниках/яичниках. [5] [6]
Каталитическая триада UCH-L1 содержит цистеин в положении 90, аспартат в положении 176 и гистидин в положении 161, которые отвечают за его гидролазную активность. [7]
Актуальность в отношении нейродегенеративных расстройств
[ редактировать ]Точечная мутация (I93M) в гене, кодирующем этот белок, считается причиной болезни Паркинсона в одной немецкой семье, хотя этот вывод является спорным, поскольку других пациентов с болезнью Паркинсона с этой мутацией не обнаружено. [8] [9]
Кроме того, было обнаружено, что полиморфизм (S18Y) в этом гене связан со снижением риска болезни Паркинсона. [10] Было конкретно показано, что этот полиморфизм обладает антиоксидантной активностью. [11]
Другой потенциально защитной функцией UCH-L1 является его способность стабилизировать моноубиквитин , важный компонент протеасомной системы убиквитина . Считается, что, стабилизируя мономеры убиквитина и тем самым предотвращая их деградацию, UCH-L1 увеличивает доступный пул убиквитина, который можно пометить на белках, предназначенных для разрушения протеасомой. [12]
Этот ген также связан с болезнью Альцгеймера и необходим для нормальной синаптической и когнитивной функции. [13] Потеря Uchl1 увеличивает восприимчивость бета-клеток поджелудочной железы к запрограммированной гибели клеток, что указывает на то, что этот белок играет защитную роль в нейроэндокринных клетках, и иллюстрирует связь между диабетом и нейродегенеративными заболеваниями. [14]
У пациентов с нейродегенерацией с ранним началом, у которых причинная мутация была в гене UCHL1 (в частности, в убиквитин-связывающем домене, E7A), наблюдаются слепота, мозжечковая атаксия, нистагм, дисфункция дорсального столба и дисфункция верхних мотонейронов. [15]
Эктопическое выражение
[ редактировать ]Хотя экспрессия белка UCH-L1 специфична для нейронов и ткани семенников/яичников, было обнаружено, что она экспрессируется в определенных клеточных линиях опухолей легких. [16] Эта аномальная экспрессия UCH-L1 связана с раком и привела к тому, что UCH-L1 был назван онкогеном . [17] Кроме того, есть доказательства того, что UCH-L1 может играть роль в патогенезе мембранозного гломерулонефрита, поскольку экспрессия UCH-L1 de novo в подоцитах наблюдалась в PHN, крысиной модели человеческого mGN. [18] Считается, что эта экспрессия UCH-L1 индуцирует, по крайней мере частично, гипертрофию подоцитов. [19]
Структура белка
[ редактировать ]Человеческий UCH-L1 и близкородственный белок UCHL3 имеют одну из самых сложных структур узлов , когда-либо обнаруженных для белка, с пятью узлами пересечения. Предполагается, что узловая структура может повысить устойчивость белка к деградации в протеасоме . [20] [21]
Конформация белка UCH-L1 также может быть важным показателем нейропротекции или патологии. Например, было показано, что димер UCH-L1 проявляет потенциально патогенную лигазную активность и может приводить к вышеупомянутому увеличению агрегации α-синуклеина. [22] Было показано, что полиморфизм S18Y UCH-L1 менее склонен к димеризации. [12]
Взаимодействия
[ редактировать ]Было показано, что убиквитин-карбокси-концевая гидролаза L1 взаимодействует с субъединицей 5 конститутивного фотоморфогенного гомолога COP9 . [23]
Также было показано, что UCH-L1 взаимодействует с α-синуклеином , другим белком, участвующим в патологии болезни Паркинсона . Сообщается, что эта активность является результатом его активности убиквитиллигазы, которая может быть связана с патогенной мутацией I93M в гене. [22]
Совсем недавно было продемонстрировано взаимодействие UCH-L1 с лигазой E3, паркином . Было продемонстрировано, что паркин связывает и убиквитинилирует UCH-L1, способствуя лизосомальной деградации UCH-L1. [24]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000154277 – Ensembl , май 2017 г.
- ^ Jump up to: а б с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000029223 – 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 .
- ^ Доран Дж. Ф., Джексон П., Киноч П. А., Томпсон Р. Дж. (июнь 1983 г.). «Выделение PGP 9.5, нового белка, специфичного для нейронов человека, обнаруженного с помощью двумерного электрофореза высокого разрешения». Журнал нейрохимии . 40 (6): 1542–7. дои : 10.1111/j.1471-4159.1983.tb08124.x . ПМИД 6343558 . S2CID 24386913 .
- ^ «Ген Энтреза: убиквитин-карбоксил-концевая эстераза L1 UCHL1 (убиквитинтиолестераза)» .
- ^ Дас С., Хоанг QQ, Крейнбринг К.А., Лучанский С.Дж., Мерай Р.К., Рэй С.С., Лэнсбери П.Т., Ринге Д., Пецко Г.А. (март 2006 г.). «Структурная основа конформационной пластичности убиквитингидролазы UCH-L1, связанной с болезнью Паркинсона» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 103 (12): 4675–80. Бибкод : 2006PNAS..103.4675D . дои : 10.1073/pnas.0510403103 . ПМК 1450230 . ПМИД 16537382 .
- ^ Лерой Э., Бойер Р., Аубургер Г., Леубе Б., Ульм Г., Мезей Э., Харта Г., Браунштейн М.Дж., Джонналагада С., Чернова Т., Дехехия А., Лаведан С., Гассер Т., Стейнбах П.Дж., Уилкинсон К.Д., Полимеропулос М.Х. (октябрь 1998 г.) ). «Путь убиквитина при болезни Паркинсона». Природа 395 (6701): 451–2. Бибкод : 1998Nature.395..451L . дои : 10.1038/26652 . ПМИД 9774100 . S2CID 204997455 .
- ^ Харханги Б.С., Фаррер М.Дж., Линкольн С., Бонифати В., Меко Г., Де Мишель Г., Брайс А., Дюрр А., Мартинес М., Гассер Т., Березнай Б., Воган Дж.Р., Вуд Н.В., Харди Дж., Остра Б.А., Бретелер М.М. (июль) 1999). «Мутация Ile93Met в гене убиквитинкарбокси-концевой гидролазы-L1 не наблюдается в европейских случаях семейной болезни Паркинсона». Письма по неврологии . 270 (1): 1–4. дои : 10.1016/s0304-3940(99)00465-6 . ПМИД 10454131 . S2CID 26352360 .
- ^ Ван Дж, Чжао С.И., Си Ю.М., Лю ЗЛ, Чен Б, Ю Л (июль 2002 г.). «Полиморфизмы ACT и UCH-L1 при болезни Паркинсона и возраст начала». Двигательные расстройства . 17 (4): 767–71. дои : 10.1002/mds.10179 . ПМИД 12210873 . S2CID 23026015 .
- ^ Кираци Э., Павлаки М., Стефанис Л. (июль 2008 г.). «Полиморфный вариант S18Y UCH-L1 придает нейрональным клеткам антиоксидантную функцию» . Молекулярная генетика человека . 17 (14): 2160–71. дои : 10.1093/hmg/ddn115 . ПМИД 18411255 .
- ^ Jump up to: а б Осака Х, Ван ЮЛ, Такада К, Такизава С, Сэцуи Р, Ли Х, Сато Ю, Нисикава К, Сан ЮДжей, Сакураи М, Харада Т, Хара Ю, Кимура И, Чиба С, Намикава К, Кияма Х, Нода М , Аоки С., Вада К. (август 2003 г.). «Убиквитин-карбокси-концевая гидролаза L1 связывается с моноубиквитином в нейроне и стабилизирует его» . Молекулярная генетика человека . 12 (16): 1945–58. дои : 10.1093/hmg/ddg211 . ПМИД 12913066 .
- ^ Гонг Б, Цао З, Чжэн П, Витоло О.В., Лю С, Станишевский А, Мулман Д, Чжан Х, Шелански М, Арансио О (август 2006 г.). «Убиквитингидролаза Uch-L1 устраняет вызванное бета-амилоидом снижение синаптической функции и контекстуальной памяти» . Клетка . 126 (4): 775–88. дои : 10.1016/j.cell.2006.06.046 . ПМИД 16923396 . S2CID 10916274 .
- ^ Чу К.Ю., Ли Х., Вада К., Джонсон Дж.Д. (январь 2012 г.). «Убиквитин С-концевая гидролаза L1 необходима для выживания и функционирования бета-клеток поджелудочной железы в липотоксических условиях» . Диабетология . 55 (1): 128–40. дои : 10.1007/s00125-011-2323-1 . ПМИД 22038515 .
- ^ Билгувар К., Тьяги Н.К., Озкара С., Туйсуз Б., Бакирджиоглу М., Чой М., Делил С., Чаглаян А.О., Бараноски Дж.Ф., Эртурк О., Ялчинкая С., Карачорлу М., Динсер А., Джонсон М.Х., Мане С., Чандра С.С., Луви А. , Боггон Т.Дж., Лифтон Р.П., Хорвич А.Л., Гюнель М. (февраль 2013 г.). «Рецессивная потеря функции нейрональной убиквитингидролазы UCHL1 приводит к ранней прогрессирующей нейродегенерации» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 110 (9): 3489–94. Бибкод : 2013PNAS..110.3489B . дои : 10.1073/pnas.1222732110 . ПМК 3587195 . ПМИД 23359680 .
- ^ Лю Ю, Лашуэл Х.А., Чой С., Син Х, Кейс А, Ни Дж., Йе Л.А., Куни Г.Д., Стейн Р.Л., Лэнсбери П.Т. (сентябрь 2003 г.). «Открытие ингибиторов, объясняющих роль активности UCH-L1 в клеточной линии рака легких H1299» . Химия и биология . 10 (9): 837–46. doi : 10.1016/j.chembiol.2003.08.010 . ПМИД 14522054 .
- ^ Хуссейн С., Форман О., Перкинс С.Л., Витциг Т.Э., Майлз Р.Р., ван Дёрсен Дж., Галарди П.Дж. (сентябрь 2010 г.). «Дубиквитиназа UCH-L1 является онкогеном, который стимулирует развитие лимфомы in vivo путем дерегуляции передачи сигналов PHLPP1 и Akt» . Лейкемия . 24 (9): 1641–55. дои : 10.1038/leu.2010.138 . ПМК 3236611 . ПМИД 20574456 .
- ^ Мейер-Швезингер С., Мейер Т.Н., Мюнстер С., Клуг П., Салим М., Хельмхен У., Шталь Р.А. (февраль 2009 г.). «Новая роль нейрональной убиквитиновой C-концевой гидролазы-L1 (UCH-L1) в формировании отростков подоцитов и повреждении подоцитов при гломерулопатиях человека». Журнал патологии . 217 (3): 452–64. дои : 10.1002/путь.2446 . ПМИД 18985619 . S2CID 23851206 .
- ^ Ломанн Ф., Сакс М., Мейер Т.Н., Зиверт Х., Линденмейер М.Т., Вих Т., Коэн К.Д., Балабанов С., Шталь Р.А., Мейер-Швезингер С. (июль 2014 г.). «UCH-L1 вызывает гипертрофию подоцитов при мембранозной нефропатии за счет накопления белка». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Молекулярные основы болезней . 1842 (7): 945–58. дои : 10.1016/j.bbadis.2014.02.011 . ПМИД 24583340 .
- ^ Петерсон, Иварс (14 октября 2006 г.). «Узлы в белках» . Новости науки. Архивировано из оригинала 21 апреля 2008 г. Проверено 11 сентября 2008 г.
- ^ Вирнау П., Мирный Л.А., Кардар М. (сентябрь 2006 г.). «Сложные узлы в белках: функции и эволюция» . PLOS Вычислительная биология . 2 (9): е122. Бибкод : 2006PLSCB...2..122В . дои : 10.1371/journal.pcbi.0020122 . ПМК 1570178 . ПМИД 16978047 .
- ^ Jump up to: а б Лю Ю., Фэллон Л., Лашуэл Х.А., Лю З., Лэнсбери П.Т. (октябрь 2002 г.). «Ген UCH-L1 кодирует две противоположные ферментативные активности, которые влияют на деградацию альфа-синуклеина и восприимчивость к болезни Паркинсона» . Клетка . 111 (2): 209–18. дои : 10.1016/s0092-8674(02)01012-7 . ПМИД 12408865 . S2CID 6849108 .
- ^ Найт О.Л., Ресто В., Паттураджан М., Меерзаман Д., Го М.З., Инглиш Дж., Йохем Р., Ратовицки Э., Сидрански Д., Джен Дж. (май 2002 г.). «Взаимодействие и колокализация PGP9.5 с JAB1 и p27(Kip1)» Онкоген . 21 (19): 3003–10. дои : 10.1038/sj.onc.1205390 . ПМИД 12082530 . S2CID 20004395 .
- ^ МакКеон Дж. Э., Ша Д., Ли Л., Чин Л.С. (май 2015 г.). «Паркин-опосредованное K63-полиубиквитинирование нацелено на убиквитин С-концевую гидролазу L1 для деградации системой аутофагия-лизосома» . Клеточные и молекулярные науки о жизни . 72 (9): 1811–24. дои : 10.1007/s00018-014-1781-2 . ПМЦ 4395523 . ПМИД 25403879 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Хили Д.Г., Абу-Слейман, премьер-министр, Вуд, Северо-Запад (октябрь 2004 г.). «Генетические причины болезни Паркинсона: UCHL-1». Исследования клеток и тканей . 318 (1): 189–94. дои : 10.1007/s00441-004-0917-3 . ПМИД 15221445 . S2CID 22530636 .
- Расмуссен Х.Х., Ван Дамм Дж., Пуйпе М., Гессер Б., Селис Дж.Э., Вандекеркхове Дж. (декабрь 1992 г.). «Микропоследовательности 145 белков, записанные в базе данных двумерных гелевых белков нормальных эпидермальных кератиноцитов человека». Электрофорез . 13 (12): 960–9. дои : 10.1002/elps.11501301199 . ПМИД 1286667 . S2CID 41855774 .
- Эдвардс Ю.Х., Фокс М.Ф., Пови С., Хинкс Л.Дж., Томпсон Р.Дж., Day IN (октябрь 1991 г.). «Ген убиквитин С-концевой гидролазы, специфичной для нейронов человека (UCHL1, PGP9.5), картирован на хромосоме 4p14». Анналы генетики человека . 55 (Часть 4): 273–8. дои : 10.1111/j.1469-1809.1991.tb00853.x . ПМИД 1840236 . S2CID 25763146 .
- Оноре Б., Расмуссен Х.Х., Вандекерхове Дж., Селис Дж.Э. (март 1991 г.). «Продукт гена нейронального белка 9.5 (IEF SSP 6104) экспрессируется в культивируемых человеческих фибробластах MRC-5 нормального происхождения и сильно подавляется в их трансформированных SV40 аналогах». Письма ФЭБС . 280 (2): 235–40. дои : 10.1016/0014-5793(91)80300-Р . ПМИД 1849484 . S2CID 40473683 .
- Day IN, Хинкс Л.Дж., Томпсон Р.Дж. (июнь 1990 г.). «Структура человеческого гена, кодирующего белок-генный продукт 9.5 (PGP9.5), нейрон-специфическую убиквитин С-концевую гидролазу» . Биохимический журнал . 268 (2): 521–4. дои : 10.1042/bj2680521 . ПМЦ 1131465 . ПМИД 2163617 .
- День IN, Томпсон Р.Дж. (январь 1987 г.). «Молекулярное клонирование кДНК, кодирующей белок PGP 9.5 человека. Новый цитоплазматический маркер нейронов и нейроэндокринных клеток» . Письма ФЭБС . 210 (2): 157–60. дои : 10.1016/0014-5793(87)81327-3 . ПМИД 2947814 . S2CID 39218297 .
- Доран Дж. Ф., Джексон П., Киноч П. А., Томпсон Р. Дж. (июнь 1983 г.). «Выделение PGP 9.5, нового белка, специфичного для нейронов человека, обнаруженного с помощью двумерного электрофореза высокого разрешения». Журнал нейрохимии . 40 (6): 1542–7. дои : 10.1111/j.1471-4159.1983.tb08124.x . ПМИД 6343558 . S2CID 24386913 .
- Онно М., Накамура Т., Мариаж-Самсон Р., Хиллова Дж., Хилл М. (март 1993 г.). «Человеческий онкоген TRE17 генерируется из семейства гомологичных полиморфных последовательностей путем одноосновных изменений». ДНК и клеточная биология . 12 (2): 107–18. дои : 10.1089/dna.1993.12.107 . ПМИД 8471161 .
- Ларсен К.Н., Прайс Дж.С., Уилкинсон К.Д. (май 1996 г.). «Связывание субстрата и катализ С-концевыми гидролазами убиквитина: идентификация двух остатков активного центра». Биохимия . 35 (21): 6735–44. дои : 10.1021/bi960099f . ПМИД 8639624 .
- Бест CL, Падни Дж., Уэлч В.Р., Бургер Н., Хилл Дж.А. (апрель 1996 г.). «Локализация и характеристика популяций лейкоцитов в яичниках человека на протяжении менструального цикла и менопаузы» . Репродукция человека . 11 (4): 790–7. doi : 10.1093/oxfordjournals.humrep.a019256 . ПМИД 8671330 .
- Д'Андреа В., Малиновский Л., Берни А., Бьянкари Ф., Биассони Л., Ди Маттео Ф.М., Корбеллини Л., Фальво Л., Сантони Ф., Спиру М., Де Антони Э. (октябрь 1997 г.). «Иммунолокализация PGP 9.5 при нормальной почке человека и почечно-клеточном раке». Журнал хирургии . 18 (10): 521–4. ПМИД 9435142 .
- Ларсен К.Н., Кранц Б.А., Уилкинсон К.Д. (март 1998 г.). «Субстратная специфичность деубиквитинирующих ферментов: С-концевые гидролазы убиквитина». Биохимия . 37 (10): 3358–68. дои : 10.1021/bi972274d . ПМИД 9521656 .
- Лерой Э., Бойер Р., Аубургер Г., Леубе Б., Ульм Г., Мезей Э., Харта Г., Браунштейн М.Дж., Джонналагада С., Чернова Т., Дехехия А., Лаведан С., Гассер Т., Стейнбах П.Дж., Уилкинсон К.Д., Полимеропулос М.Х. (октябрь 1998 г.) ). «Путь убиквитина при болезни Паркинсона». Природа 395 (6701): 451–2. Бибкод : 1998Nature.395..451L . дои : 10.1038/26652 . ПМИД 9774100 . S2CID 204997455 .
- Вада Х., Кито К., Каски Л.С., Йе Э.Т., Камитани Т. (октябрь 1998 г.). «Расщепление С-конца NEDD8 с помощью UCH-L3». Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 251 (3): 688–92. дои : 10.1006/bbrc.1998.9532 . ПМИД 9790970 .
- Лерой Э., Бойер Р., Полимеропулос М.Х. (декабрь 1998 г.). «Интрон-экзонная структура убиквитин С-концевой гидролазы-L1» . Исследование ДНК . 5 (6): 397–400. дои : 10.1093/dnares/5.6.397 . ПМИД 10048490 .
- Линкольн С., Воган Дж., Вуд Н., Бейкер М., Адамсон Дж., Гвинн-Харди К., Линч Т., Харди Дж., Фаррер М. (февраль 1999 г.). «Низкая частота патогенных мутаций в гене убиквитинкарбокси-концевой гидролазы при семейной болезни Паркинсона». НейроОтчет . 10 (2): 427–9. дои : 10.1097/00001756-199902050-00040 . ПМИД 10203348 .
- Харханги Б.С., Фаррер М.Дж., Линкольн С., Бонифати В., Меко Г., Де Мишель Г., Брайс А., Дюрр А., Мартинес М., Гассер Т., Березнай Б., Воган Дж.Р., Вуд Н.В., Харди Дж., Остра Б.А., Бретелер М.М. (июль) 1999). «Мутация Ile93Met в гене убиквитинкарбокси-концевой гидролазы-L1 не наблюдается в европейских случаях семейной болезни Паркинсона». Письма по неврологии . 270 (1): 1–4. дои : 10.1016/S0304-3940(99)00465-6 . ПМИД 10454131 . S2CID 26352360 .
- Сайго К., Ван Ю.Л., Су Дж.Г., Яманиши Т., Сакаи Ю., Кийосава Х., Харада Т., Ичихара Н., Вакана С., Кикучи Т., Вада К. (сентябрь 1999 г.). «Внутригенная делеция гена, кодирующего убиквитинкарбоксиконцевую гидролазу у мышей-гад». Природная генетика . 23 (1): 47–51. дои : 10.1038/12647 . ПМИД 10471497 . S2CID 34253163 .
- Меллик Г.Д., Силберн, Пенсильвания (октябрь 2000 г.). «Полиморфизм S18Y гена убиквитин-карбокси-концевой гидролазы-L1 не обеспечивает защиту от идиопатической болезни Паркинсона». Письма по неврологии . 293 (2): 127–30. дои : 10.1016/S0304-3940(00)01510-X . ПМИД 11027850 . S2CID 25234210 .
- Шарма Н., Маклин П.Дж., Кавамата Х., Иризарри MC, Хайман Б.Т. (октябрь 2001 г.). «Альфа-синуклеин имеет измененную конформацию и демонстрирует тесное межмолекулярное взаимодействие с убиквитином в тельцах Леви». Акта Нейропатологика . 102 (4): 329–34. дои : 10.1007/s004010100369 . ПМИД 11603807 . S2CID 33892290 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Убиквитин + карбокси-терминал + гидролаза в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
- Обзор всей структурной информации, доступной в PDB для UniProt : P09936 (изофермент L1 гидролазы с карбоксильным концом убиквитина) на PDBe-KB .