ГК3
| ГК3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Идентификаторы | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Псевдонимы | HK3 , HKIII, HXK3, гексокиназа 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Внешние идентификаторы | ОМИМ : 142570 ; МГИ : 2670962 ; Гомологен : 55633 ; Генные карты : HK3 ; ОМА : HK3 – ортологи | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Викиданные | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Гексокиназа 3, также известная как НК3, представляет собой фермент , который у человека кодируется НК3 геном на хромосоме 5. [5] [6] Гексокиназы фосфорилируют глюкозу с образованием глюкозо-6-фосфата (G6P), что является первым этапом большинства путей метаболизма глюкозы . Этот ген кодирует гексокиназу 3. Подобно гексокиназам 1 и 2, этот аллостерический фермент ингибируется своим продуктом глюкозо-6-фосфатом. [предоставлено RefSeq, апрель 2009 г.] [7]
Структура
[ редактировать ]НК3 является одной из четырех высоко гомологичных изоформ гексокиназы в клетках млекопитающих. [8] [9] [10] [11] Этот белок имеет молекулярную массу 100 кДа и состоит из двух очень похожих доменов по 50 кДа на N- и C-концах . [9] [10] [11] [12] [13] Это высокое сходство, наряду с [ нужны разъяснения ] и существование гексокиназы 50 кДа ( HK4 ) позволяет предположить, что гексокиназы 100 кДа произошли от предшественника 50 кДа посредством дупликации генов и тандемного лигирования. [10] [13] Как и в случае с HK1 , каталитической способностью обладает только C-концевой домен, тогда как предполагается, что N-концевой домен содержит сайты связывания глюкозы и G6P , а также область из 32 остатков, необходимую для правильного сворачивания белка . [9] [10] Более того, каталитическая активность зависит от взаимодействия между двумя концевыми доменами. [10] В отличие от HK1 и HK2 , у HK3 отсутствует митохондриальная связывающая последовательность на N-конце. [10] [14] [15]
Функция
[ редактировать ]Являясь цитоплазматической изоформой гексокиназы и членом семейства сахаркиназ, HK3 катализирует и лимитирующую скорость первую обязательную стадию метаболизма глюкозы, которая представляет собой АТФ-зависимое фосфорилирование глюкозы до G6P. [10] [11] [16] Физиологические уровни G6P могут регулировать этот процесс, ингибируя HK3 по принципу отрицательной обратной связи , хотя неорганический фосфат может ослабить ингибирование G6P. [9] [13] Неорганический фосфат также может напрямую регулировать HK3, а двойное регулирование может лучше соответствовать его анаболическим функциям. [9] Фосфорилируя глюкозу, HK3 эффективно предотвращает выход глюкозы из клетки и, таким образом, участвует в энергетическом метаболизме. [9] [10] [12] [13] По сравнению с HK1 и HK2, HK3 обладает более высоким сродством к глюкозе и связывает субстрат даже на физиологическом уровне, хотя это связывание может быть ослаблено внутриклеточным АТФ. [9] Уникально то, что HK3 может ингибироваться глюкозой в высоких концентрациях. [14] [17] HK3 также менее чувствителен к ингибированию G6P. [9] [14]
Несмотря на отсутствие митохондриальной ассоциации, HK3 также защищает клетку от апоптоза . [10] [16] Сверхэкспрессия HK3 привела к повышению уровня АТФ, снижению продукции активных форм кислорода (АФК), ослаблению снижения митохондрий мембранного потенциала и усилению митохондриального биогенеза . В целом, HK3 может способствовать выживанию клеток, контролируя уровень АФК и повышая выработку энергии. В настоящее время известно, что только гипоксия индуцирует экспрессию HK3 через HIF -зависимый путь. Индуцибельная экспрессия НК3 указывает на его адаптивную роль в метаболических реакциях на изменения клеточной среды. [10]
В частности, HK3 повсеместно экспрессируется в тканях, хотя и в относительно небольшом количестве. [9] [10] [13] [17] Более высокие уровни содержания были отмечены в легких , почек и печени . тканях [9] [10] [14] Внутри клеток HK3 локализуется в цитоплазме и предположительно связывается с перинуклеарной оболочкой . [10] [14] [15] НК3 является преобладающей гексокиназой в миелоидных клетках, особенно в гранулоцитах . [18]
Клиническое значение
[ редактировать ]Обнаружено, что HK3 сверхэкспрессируется в злокачественных фолликулярных узлах щитовидной железы . В сочетании с циклином А и галектином-3 HK3 можно использовать в качестве диагностического биомаркера для выявления злокачественных новообразований у пациентов. [16] [19] Между тем, было обнаружено, что HK3 подавляется в острого миелолейкоза (ОМЛ) бластных клетках и у пациентов с острым промиелоцитарным лейкозом (ОПЛ). гена BCL2A1 или Известно, что транскрипционный фактор PU.1 напрямую активирует транскрипцию антиапоптотического ингибирует транскрипцию супрессора опухоли р53 , способствуя выживанию клеток, а также, как предполагается, напрямую активирует транскрипцию HK3 во время дифференцировки нейтрофилов, чтобы поддерживать кратковременное выживание клеток зрелые нейтрофилы . [15] Регуляторы, подавляющие экспрессию HK3 при ОМЛ, включают PML - RARA и CEBPA . [15] [18] Что касается острого лимфобластного лейкоза (ОЛЛ), анализ функционального обогащения выявил HK3 как ключевой ген и предполагает, что HK3 разделяет антиапоптотические функции с HK1 и HK2. [16]
Взаимодействия
[ редактировать ]Известно, что промотор HK3 взаимодействует с PU.1 , [15] ПМЛ - РАРА , [15] и СЕБПА . [18]
Интерактивная карта маршрутов
[ редактировать ]Нажмите на гены, белки и метаболиты ниже, чтобы перейти к соответствующим статьям. [§ 1]
- ^ Интерактивную карту маршрутов можно редактировать на WikiPathways: «Гликолиз-Глюконеогенез_WP534» .
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000160883 – Ensembl , май 2017 г.
- ^ Jump up to: а б с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000025877 – 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 .
- ^ Фурута Х., Ниши С., Ле Бо М.М., Фернальд А.А., Яно Х., Белл Г.И. (август 1996 г.). «Последовательность кДНК человеческой гексокиназы III и отнесение гена человеческой гексокиназы III (HK3) к полосе хромосомы 5q35.2 путем флуоресцентной гибридизации in situ». Геномика . 36 (1): 206–9. дои : 10.1006/geno.1996.0448 . ПМИД 8812439 .
- ^ Колозимо А., Калабрезе Дж., Дженнарелли М., Руццо А.М., Санджуоло Ф., Маньяни М., Палка Г., Новелли Г., Даллапиккола Б. (1996). «Присвоение гена гексокиназы типа 3 (HK3) полосе хромосомы человека 5q35.3 с помощью гибридов соматических клеток и гибридизации in situ». Цитогенетика и клеточная генетика . 74 (3): 187–8. дои : 10.1159/000134409 . ПМИД 8941369 .
- ^ «Ген Энтреза: гексокиназа 3 HK3 (лейкоциты)» .
- ^ Мураками К., Канно Х., Танкабелик Дж., Фуджи Х. (2002). «Экспрессия генов и биологическое значение гексокиназы в эритроидных клетках». Акта гематологическая . 108 (4): 204–9. дои : 10.1159/000065656 . ПМИД 12432216 . S2CID 23521290 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж Окацу К., Иемура С., Кояно Ф., Го Э, Кимура М., Нацумэ Т., Танака К., Мацуда Н. (ноябрь 2012 г.). «Митохондриальная гексокиназа HKI является новым субстратом убиквитинлигазы Паркина». Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 428 (1): 197–202. дои : 10.1016/j.bbrc.2012.10.041 . ПМИД 23068103 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м Вятт Э., Ву Р., Рабе В., Парк Х.В., Ганефар М., Ардехали Х. (3 ноября 2010 г.). «Регуляция и цитопротекторная роль гексокиназы III» . ПЛОС ОДИН . 5 (11): e13823. Бибкод : 2010PLoSO...513823W . дои : 10.1371/journal.pone.0013823 . ПМЦ 2972215 . ПМИД 21072205 .
- ^ Jump up to: а б с Рид С., Мастерс С (1985). «О свойствах развития и тканевых взаимодействиях гексокиназы». Механизмы старения и развития . 31 (2): 197–212. дои : 10.1016/s0047-6374(85)80030-0 . ПМИД 4058069 . S2CID 40877603 .
- ^ Jump up to: а б Алешин А.Е., Цзэн С., Буренков Г.П., Бартуник Х.Д., Фромм Х.Дж., Гонзатко Р.Б. (январь 1998 г.). «Механизм регуляции гексокиназы: новые данные о кристаллической структуре рекомбинантной гексокиназы головного мозга человека в комплексе с глюкозой и глюкозо-6-фосфатом» . Структура . 6 (1): 39–50. дои : 10.1016/s0969-2126(98)00006-9 . ПМИД 9493266 .
- ^ Jump up to: а б с д и Принц Р.Л., Осава Х., Ардехали Х., Кох С., Граннер Д.К. (февраль 1997 г.). «Ген гексокиназы II: структура, регуляция и организация промотора». Труды Биохимического общества . 25 (1): 107–12. дои : 10.1042/bst0250107 . ПМИД 9056853 . S2CID 1851264 .
- ^ Jump up to: а б с д и Лоус В., Уокер М., Альберти К.Г., Агиус Л. (январь 1998 г.). «Изоферменты гексокиназы в нормальной и цирротической печени человека: подавление глюкокиназы при циррозе». Biochimica et Biophysical Acta (BBA) – Общие предметы . 1379 (1): 134–42. дои : 10.1016/s0304-4165(97)00092-5 . ПМИД 9468341 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Федерзони Э.А., Валк П.Дж., Торбетт Б.Е., Хаферлах Т., Левенберг Б., Фей М.Ф., Чан М.П. (май 2012 г.). «PU.1 связывает гликолитический фермент HK3 с дифференцировкой нейтрофилов и выживанием клеток APL» . Кровь . 119 (21): 4963–70. дои : 10.1182/blood-2011-09-378117 . ПМЦ 3367898 . ПМИД 22498738 .
- ^ Jump up to: а б с д Гао ХИ, Луо С.Г., Чен Х., Ван Дж.Х. (январь 2015 г.). «Идентификация ключевых генов, влияющих на продолжительность безрецидивной выживаемости при остром лимфобластном лейкозе у детей, на основе биоинформатического анализа». Клетки крови, молекулы и болезни . 54 (1): 38–43. дои : 10.1016/j.bcmd.2014.08.002 . ПМИД 25172542 .
- ^ Jump up to: а б Карденас М.Л., Корниш-Боуден А. , Урета Т. (март 1998 г.). «Эволюция и регуляторная роль гексокиназ». Biochimica et Biophysical Acta (BBA) - Исследования молекулярных клеток . 1401 (3): 242–64. дои : 10.1016/s0167-4889(97)00150-x . ПМИД 9540816 .
- ^ Jump up to: а б с Федерцони Э.А., Гумберт М., Торбетт Б.Е., Бере Дж., Фей М.Ф., Чан М.П. (3 марта 2014 г.). «CEBPA-зависимая экспрессия HK3 и KLF5 при первичном ОМЛ и во время дифференцировки ОМЛ» . Научные отчеты . 4 : 4261. Бибкод : 2014NatSR...4E4261F . дои : 10.1038/srep04261 . ПМЦ 3939455 . ПМИД 24584857 .
- ^ Хоофт Л., ван дер Вельдт А.А., Хукстра О.С., Бурс М., Молтхофф К.Ф., ван Дист П.Дж. (февраль 2008 г.). «Гексокиназа III, циклин А и галектин-3 сверхэкспрессируются в злокачественных фолликулярных узлах щитовидной железы». Клиническая эндокринология . 68 (2): 252–7. дои : 10.1111/j.1365-2265.2007.03031.x . PMID 17868400 . S2CID 25298962 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Рид С., Мастерс С (1985). «О свойствах развития и тканевых взаимодействиях гексокиназы». Механизмы старения и развития . 31 (2): 197–212. дои : 10.1016/S0047-6374(85)80030-0 . ПМИД 4058069 . S2CID 40877603 .
- Райксен Г., Стаал Г.Е., Бекс П.Дж., Стрифкерк М., Аккерман Дж.В. (декабрь 1982 г.). «Компартментация гексокиназы в клетках крови человека. Характеристика растворимых и твердых ферментов». Biochimica et Biophysical Acta (BBA) – Общие предметы . 719 (3): 431–7. дои : 10.1016/0304-4165(82)90230-6 . hdl : 1874/15535 . ПМИД 7150652 . S2CID 24438788 .
- Адкинс Дж.Н., Варнум С.М., Обри К.Дж., Мур Р.Дж., Энджелл Н.Х., Смит Р.Д., Спрингер Д.Л., Паундс Дж.Г. (декабрь 2002 г.). «На пути к протеому сыворотки крови человека: анализ путем многомерного разделения в сочетании с масс-спектрометрией» . Молекулярная и клеточная протеомика . 1 (12): 947–55. дои : 10.1074/mcp.M200066-MCP200 . ПМИД 12543931 .
- Пальма Ф, Агостини Д, Мейсон П, Дача М, Пикколи Дж, Бьяджарелли Б, Фиорани М, Стокки В (февраль 1996 г.). «Очистка и характеристика карбоксильного домена человеческой гексокиназы типа III, экспрессируемого в виде слитого белка». Молекулярная и клеточная биохимия . 155 (1): 23–9. дои : 10.1007/BF00714329 . ПМИД 8717435 . S2CID 6748596 .
- Пови С., Корни Дж., Харрис Х. (май 1975 г.). «Генетически детерминированный полиморфизм формы гексокиназы HK III, обнаруженной в лейкоцитах человека». Анналы генетики человека . 38 (4): 407–15. дои : 10.1111/j.1469-1809.1975.tb00630.x . ПМИД 1190733 . S2CID 26343683 .
- Андерсон Н.Л., Андерсон Н.Г. (ноябрь 2002 г.). «Протеом плазмы человека: история, характер и перспективы диагностики» . Молекулярная и клеточная протеомика . 1 (11): 845–67. дои : 10.1074/mcp.R200007-MCP200 . ПМИД 12488461 .
- Хе С., Крафт П., Чен С., Беринг Дж.Э., Паре Дж., Хэнкинсон С.Э., Чанок С.Дж., Ридкер П.М., Хантер DJ, Чесман Д.И. (июнь 2009 г.). «Полногеномные исследования ассоциаций идентифицируют локусы, связанные с возрастом менархе и возрастом естественной менопаузы» . Природная генетика . 41 (6): 724–8. дои : 10.1038/ng.385 . ПМЦ 2888798 . ПМИД 19448621 .
- Фонтейн П., Каснеф В., Пауэлс П., Ван Дамм Н., Питерс М., Диркс Р., Ван де Вил С. (август 2009 г.). «Экспрессия гексокиназ и переносчиков глюкозы при леченной и нелеченной аденокарциноме пищевода». Гистология и гистопатология . 24 (8): 971–7. ПМИД 19554504 .
- Суй Д., Уилсон Дж. Э. (октябрь 2000 г.). «Взаимодействие белка-4, связывающего инсулиноподобный фактор роста, Миз-1, лептина, простагландин D-синтазы липокалинового типа и предшественника гранулина с N-концевой половиной гексокиназы III типа». Архив биохимии и биофизики . 382 (2): 262–74. дои : 10.1006/abbi.2000.2019 . PMID 11068878 .
- Лоус В., Уокер М., Альберти К.Г., Агиус Л. (январь 1998 г.). «Изоферменты гексокиназы в нормальной и цирротической печени человека: подавление глюкокиназы при циррозе». Biochimica et Biophysical Acta (BBA) – Общие предметы . 1379 (1): 134–42. дои : 10.1016/s0304-4165(97)00092-5 . ПМИД 9468341 .
- Фурута Х., Ниши С., Ле Бо М.М., Фернальд А.А., Яно Х., Белл Г.И. (август 1996 г.). «Последовательность кДНК человеческой гексокиназы III и отнесение гена человеческой гексокиназы III (HK3) к полосе хромосомы 5q35.2 путем флуоресцентной гибридизации in situ». Геномика . 36 (1): 206–9. дои : 10.1006/geno.1996.0448 . ПМИД 8812439 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]Эта статья включает текст из Национальной медицинской библиотеки США , который находится в свободном доступе .