РОК1
РОК1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
![]() | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Идентификаторы | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Псевдонимы | ROCK1 , P160ROCK, ROCK-I, Rho-ассоциированная спирально-спиральная протеинкиназа 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Внешние идентификаторы | Опустить : 601702 ; МГИ : 107927 ; Гомологен : 55899 ; Генные карты : ROCK1 ; ОМА : ROCK1 — ортологи | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Викиданные | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
ROCK1 представляет собой протеинсерин /треониновую киназу, также известную как rho-ассоциированная протеинкиназа, содержащая спиральную спираль 1 . Другие распространенные названия — ROKβ и P160ROCK. ROCK1 является основным нижестоящим эффектором малой ГТФазы RhoA и регулятором актомиозинового цитоскелета , который способствует генерации сократительной силы. [ 5 ] ROCK1 играет роль в развитии рака и, в частности, в подвижности клеток , метастазировании и ангиогенезе . [ 5 ]
Ген и выражение
[ редактировать ]ROCK1 — это также название гена, который кодирует белок ROCK1, серин/треониновую киназу. ROCK1 активируется при связывании с GTP-связанной формой RhoA. Ген ROCK1 человека расположен на хромосоме 18 человека с конкретным местоположением 18q11.1. [ 6 ] Расположение пары оснований начинается с 18 529 703 и заканчивается на 18 691 812 п.о. и соответствует 1354 аминокислотам . [ 7 ]
ROCK1 имеет повсеместное распространение в тканях, но считается, что на субклеточном уровне он колокализуется с центросомами . Это согласуется с его функцией как ключевого модулятора подвижности клеток , инвазии опухолевых клеток и организации актинового цитоскелета. [ 7 ] У крыс ROCK1 экспрессируется в легких, печени, селезенке, почках и семенниках. [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]
Структура и регулирование
[ редактировать ]Структура ROCK1 представляет собой серин/треониновую киназу с молекулярной массой 158 кДа. [ 7 ] Это гомодимер, состоящий из каталитического киназного домена (остатки 76–338). [ 11 ] расположена на амино- или N-конце белка, спиральная область (остатки 425-1100) [ 11 ] содержащий Rho-связывающий домен и домен гомологии плекстрина (остатки 1118-1317) [ 11 ] с богатым цистеином доменом. Когда субстрат отсутствует, ROCK1 представляет собой структуру автоингибированной петли. Ферментативная активность ROCK1 ингибируется, когда домены гомологии плекстрина и Rho-связывающие домены на С-конце независимо связываются с киназным доменом N-конца. Когда субстрат, такой как GTP-связанный RhoA, связывается с Rho-связывающей областью спиральноспирального домена, взаимодействия между N-концом и C-концом нарушаются, тем самым активируя белок. Расщепление С-концевого ингибирующего домена каспазой-3 во время апоптоза также может активировать киназу. [ 12 ]
Эта точка зрения на аутоингибирование, вызываемое связыванием RhoA, была оспорена данными электронной микроскопии с низким разрешением, показывающими, что ROCK представляет собой конститутивный линейный димер длиной 120 нм. [ 13 ] Согласно этим новым данным, ROCK не нуждается в активации посредством RhoA или фосфорилирования , поскольку он всегда активен, и будет ли ROCK фосфорилировать свои субстраты (например, регуляторную легкую цепь миозина ) зависит только от их субклеточной локализации. [ 13 ]
Существует еще одна изоформа ROCK, известная как ROCK2. ROCK2 расположен на участке 2p24 и в высокой степени гомологичен ROCK1 с общей идентичностью аминокислотной последовательности 65%. [ 11 ] Идентичность в Rho-связывающем домене составляет 58%. [ 11 ] и примерно 92% [ 11 ] в киназном домене. Изоформы ROCK кодируются двумя разными идентифицированными генами и экспрессируются повсеместно. [ 11 ]
Связывание GTPase-RhoA может повысить активность ROCK1 в 1,5-2 раза. [ 14 ] Без связывания RhoA липиды, такие как арахидоновая кислота или сфингозинфосфорилхолин, могут увеличивать активность ROCK1 в 5–6 раз. [ 14 ] [ 15 ] Эти два липида взаимодействуют с доменом гомологичности плекстрина, тем самым нарушая его способность ингибировать ROCK1. [ 16 ] G-белок RhoE связывается с N-концом ROCK1 и ингибирует его активность, предотвращая связывание RhoA. небольшие G-белки Gem и Rad связывают и ингибируют функцию ROCK1, но механизм их действия неясен. Было показано, что [ 11 ]
Субстраты и взаимодействия
[ редактировать ]Сайты фосфорилирования ROCK1 находятся в RXXS/T или RXS/T. [ 11 ] Идентифицировано более 15 субстратов ROCK1, и активация этих субстратов чаще всего приводит к образованию актиновых филаментов и перестройкам цитоскелета. [ 11 ] MYPT-1 участвует в сокращении гладких мышц . Когда ROCK1 активируется путем связывания GTPase RhoA, он производит несколько сигнальных каскадов. Например, RhoA является одним из нижестоящих сигнальных каскадов, активируемых фактором роста эндотелия сосудов ( VEGF ). ROCK1 действует как негативный регулятор активации эндотелиальных клеток VEGF и ангиогенеза. [ 17 ] Активация ROCK1 с помощью RhoA также способствует стабилизации F-актина , фосфорилированию регуляторной легкой цепи миозина (MLC) и увеличению сократимости, что играет решающую роль в миграции и метастазировании опухолевых клеток. [ 18 ] Этот активированный ROCK1 также активирует киназу LIM , которая фосфорилирует кофилин , ингибируя его актин-деполимеризующую активность. [ 19 ] Эта деполимеризация приводит к стабилизации актиновых нитей и уменьшению разветвления, что способствует сокращению.
Сердечный тропонин является еще одним субстратом ROCK1, который при фосфорилировании вызывает снижение напряжения в сердечных миоцитах . [ 11 ] ROCK1 также действует как супрессор миграции воспалительных клеток, регулируя PTEN фосфорилирование и стабильность .
Функция
[ редактировать ]ROCK1 выполняет широкий спектр функций в организме. Это ключевой регулятор сокращения актин-миозина, стабильности и полярности клеток . [ 17 ] Они способствуют многим процессам, таким как регуляция морфологии, транскрипции генов, пролиферации, дифференциации, апоптоза и онкогенной трансформации. [ 5 ] Другие функции включают сокращение гладких мышц, организацию актинового цитоскелета, образование стрессовых волокон и фокальных спаек, нейритов ретракцию , клеточную адгезию и подвижность. Эти функции активируются фосфорилированием DAPK3 , GFAP , LIMK1 , LIMK2 , MYL9/MLC2 , PFN1 и PPP1R12A . [ 17 ] Кроме того, ROCK1 фосфорилирует FHOD1 и действует синергически с ним, способствуя SRC-зависимому неапоптотическому пузырению плазматической мембраны . [ 17 ] Он также необходим для позиционирования центросом и зависимого от центросомы выхода из митоза. [ 17 ]
Взаимодействия
[ редактировать ]Было показано, что ROCK1 взаимодействует с:
Клиническое значение
[ редактировать ]У человека основной функцией ROCK1 является сократимость актомиозина. Как упоминалось ранее, это способствует многим проксимальным процессам, таким как регуляция морфологии, подвижности и межклеточной и межклеточной адгезии. [ 5 ] Кроме того, киназы ROCK влияют на более дистальные клеточные процессы, включая транскрипцию генов, пролиферацию, дифференцировку, апоптоз и онкогенную трансформацию. [ 5 ] Учитывая такой разнообразный диапазон функций, неудивительно, что ROCK1 вовлечен во многие аспекты рака. [ 5 ]
Роль в раке
[ редактировать ]Недавние исследования изучали роль ROCK1 при раке, уделяя особое внимание подвижности клеток, метастазированию и ангиогенезу. [ 5 ] Rho GTPases, такие как RhoA, активно участвуют в морфологических изменениях в клетках. Когда опухоль прогрессирует из инвазивной формы в метастатическую, необходимо, чтобы она претерпела эти драматические морфологические изменения. Следовательно, повышенная экспрессия RhoA и его нижестоящего эффектора ROCK1 часто наблюдается при раке человека. Эти виды рака обычно представляют собой более инвазивные и метастатические фенотипы. [ 24 ]
Ангиогенез
[ редактировать ]Повышенная экспрессия RhoA и ROCK1 в путях миграции эндотелиальных клеток может вызывать усиление ангиогенеза и метастатическое поведение в опухолевых клетках. [ 24 ] Было высказано предположение, что ROCK1 либо регулирует экспрессию ангиогенных факторов, либо активация ROCK1 облегчает ангиогенез за счет увеличения пластичности опухоли. Уменьшая силу межклеточных взаимодействий и способствуя движению опухолевых клеток, ROCK1 может позволить эндотелиальным клеткам легче проникать в опухолевую массу. [ 24 ]
Рак молочной железы
[ редактировать ]Сверхэкспрессия ROCK1 и RhoA часто наблюдается при раке молочной железы. [ 25 ] Активированный ROCK1 фосфорилирует MLC, участвующий в сократительной способности актин-миозина. [ 25 ] RhoA также активирует активность киназы фокальной адгезии. Вместе эти два пути создают подвижный и инвазивный фенотип раковых клеток. Рак молочной железы часто содержит области пониженного содержания O2, что увеличивает активность факторов, индуцируемых гипоксией ( HIF ). Было показано, что HIF активируют транскрипцию RhoA и ROCK1, что приводит к изменениям цитоскелета, которые лежат в основе фенотипа инвазивных раковых клеток. [ 25 ]
Ингибиторы ROCK1 в терапии рака
[ редактировать ]Ингибиторы ROCK1 могут использоваться в терапии рака для:
- нацеливание на стромальные, а не на опухолевые клетки [ 11 ]
- одновременное блокирование активности ROCK и протеасом при K-Ras -индуцированном раке легких [ 11 ]
- лечение гематологических злокачественных новообразований, таких как хронический миелогенный лейкоз (ХМЛ) [ 11 ]
Ингибирование ROCK1 для лечения рака не одобрено для использования в стандартной терапии. Y27632 и Фасудил являются примерами ингибиторов ROCK1. Оба ингибируют ROCK1, конкурируя с АТФ за сайт активации киназы. Эксперименты с Y27632 показывают, что он является многообещающим кандидатом в качестве терапевтического антигипертензивного средства . [ 11 ] Фасудил использовался для характеристики роли ROCK1 в сосудистой функции в клинических исследованиях и был одобрен для использования в Японии для лечения церебрального вазоспазма после субарахноидального кровоизлияния . [ 11 ]
Другие заболевания
[ редактировать ]Передача сигналов ROCK1 играет важную роль во многих заболеваниях, включая диабет , нейродегенеративные заболевания, такие как болезнь Паркинсона и боковой амиотрофический склероз (АЛС), [ 26 ] и легочная гипертензия . [ 27 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000067900 – Ensembl , май 2017 г.
- ^ Перейти обратно: а б с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000024290 – 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 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж Рат Н., Олсон М.Ф. (октябрь 2012 г.). «Rho-ассоциированные киназы в онкогенезе: новый взгляд на ингибирование ROCK для терапии рака» . Отчеты ЭМБО . 13 (10): 900–8. дои : 10.1038/embor.2012.127 . ПМК 3463970 . ПМИД 22964758 .
- ^ «ROCK1 Rho-ассоциированная, спирально-спиральная, содержащая протеинкиназу 1 [Homo sapiens (человек)]» .
- ^ Перейти обратно: а б с «Rho-ассоциированная протеинкиназа 1 со спиральной спиралью» .
- ^ Хаманн С., Шретер Т. (январь 2010 г.). «Ингибиторы Rho-киназы как терапевтические средства: от пан-ингибирования к селективности изоформ» . Клеточные и молекулярные науки о жизни . 67 (2): 171–7. дои : 10.1007/s00018-009-0189-x . ПМЦ 11115778 . ПМИД 19907920 . S2CID 6445354 .
- ^ Риенто К., Ридли Эй Джей (июнь 2003 г.). «Камни: многофункциональные киназы в поведении клеток». Nature Reviews Молекулярно-клеточная биология . 4 (6): 446–56. дои : 10.1038/nrm1128 . ПМИД 12778124 . S2CID 40665081 .
- ^ Накагава О, Фудзисава К, Ишизаки Т, Сайто Ю, Накао К, Нарумия С (август 1996 г.). «ROCK-I и ROCK-II, две изоформы Rho-ассоциированного белка серин/треониновой киназы, образующего спиральную спираль, у мышей» . Письма ФЭБС . 392 (2): 189–93. дои : 10.1016/0014-5793(96)00811-3 . ПМИД 8772201 . S2CID 6684411 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п «Ро-киназа в гладких мышцах сосудов». Глава 7. Ро-киназа в гладких мышцах сосудов . Морган и Клейпул Науки о жизни. 2010.
- ^ Джейкобс М., Хаякава К., Свенсон Л., Беллон С., Флеминг М., Таслими П., Доран Дж. (январь 2006 г.). «Структура димерного ROCK I раскрывает механизм селективности лигандов» . Журнал биологической химии . 281 (1): 260–8. дои : 10.1074/jbc.M508847200 . ПМИД 16249185 .
- ^ Перейти обратно: а б Трубештейн Л., Элснер Д.Д., Фукс Э., Леонард Т.А. (01 декабря 2015 г.). «Молекулярная линейка регулирует ремоделирование цитоскелета с помощью Rho-киназ» . Природные коммуникации . 6 : 10029. Бибкод : 2015NatCo...610029T . дои : 10.1038/ncomms10029 . ПМЦ 4686654 . ПМИД 26620183 .
- ^ Перейти обратно: а б Фэн Дж., Ито М., Курейши Ю., Итикава К., Амано М., Исака Н., Окава К., Ивамацу А., Кайбучи К., Хартсхорн DJ, Накано Т. (февраль 1999 г.). «Rho-ассоциированная киназа гладких мышц куриного желудка» . Журнал биологической химии . 274 (6): 3744–52. дои : 10.1074/jbc.274.6.3744 . ПМИД 9920927 .
- ^ Сирао С., Кашиваги С., Сато М., Мива С., Накао Ф., Курокава Т., Тодороки-Икеда Н., Могами К., Мизуками Ю., Курияма С., Хейз К., Сузуки М., Кобаяши С. (июль 2002 г.). «Сфингозилфосфорилхолин является новым мессенджером для Rho-киназы-опосредованной сенсибилизации Ca2+ в мозговой артерии крупного рогатого скота: неважная роль протеинкиназы C» . Исследование кровообращения . 91 (2): 112–9. дои : 10.1161/01.res.0000026057.13161.42 . ПМИД 12142343 .
- ^ Амано М., Фуката Ю., Кайбути К. (ноябрь 2000 г.). «Регуляция и функции Rho-ассоциированной киназы». Экспериментальные исследования клеток . 261 (1): 44–51. дои : 10.1006/excr.2000.5046 . ПМИД 11082274 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и «Q13464 (ROCK1_HUMAN)» .
- ^ Кролл, Йенс; Эптинг, Дэниел; Керн, Катрин; Дитц, Кристиан Т.; Фэн, Юйси; Хаммес, Ханс-Петер; Виланд, Томас; Августин, Хельмут Г. (2009). «Ингибирование Rho-зависимых киназ ROCK I/II активирует VEGF-управляемую неоваскуляризацию сетчатки и прорастающий ангиогенез» . Американский журнал физиологии. Физиология сердца и кровообращения . 296 (3): H893–H899. дои : 10.1152/ajpheart.01038.2008 . ПМИД 19181962 .
- ^ «Ген Entrez: ROCK1 Rho-ассоциированный, спирально-спиральный, содержащий протеинкиназу 1» .
- ^ Да Силва Дж.С., Медина М., Зулиани С., Ди Нардо А., Витке В., Дотти К.Г. (сентябрь 2003 г.). «Регуляция нейрогенеза RhoA/ROCK посредством опосредованного профилином IIa контроля стабильности актина» . Журнал клеточной биологии . 162 (7): 1267–79. дои : 10.1083/jcb.200304021 . ПМК 2173969 . ПМИД 14517206 .
- ^ Риенто К., Гуаш Р.М., Гарг Р., Джин Б., Ридли А.Дж. (июнь 2003 г.). «RhoE связывается с ROCK I и ингибирует нисходящую передачу сигналов» . Молекулярная и клеточная биология . 23 (12): 4219–29. дои : 10.1128/mcb.23.12.4219-4229.2003 . ПМК 156133 . ПМИД 12773565 .
- ^ Люнг Т., Чен XQ, Мансер Э., Лим Л. (октябрь 1996 г.). «p160 RhoA-связывающая киназа ROK альфа является членом семейства киназ и участвует в реорганизации цитоскелета» . Молекулярная и клеточная биология . 16 (10): 5313–27. дои : 10.1128/mcb.16.10.5313 . ПМК 231530 . ПМИД 8816443 .
- ^ Фудзисава К., Фудзита А., Ишизаки Т., Сайто Ю., Нарумия С. (сентябрь 1996 г.). «Идентификация Rho-связывающего домена p160ROCK, Rho-ассоциированной протеинкиназы, содержащей спиральную спираль» . Журнал биологической химии . 271 (38): 23022–8. дои : 10.1074/jbc.271.38.23022 . ПМИД 8798490 .
- ^ Перейти обратно: а б с Крофт Д.Р., Сахаи Э., Маврия Г., Ли С., Цай Дж., Ли В.М., Маршалл С.Дж., Олсон М.Ф. (декабрь 2004 г.). «Условная активация ROCK in vivo индуцирует диссеминацию опухолевых клеток и ангиогенез». Исследования рака . 64 (24): 8994–9001. doi : 10.1158/0008-5472.CAN-04-2052 . ПМИД 15604264 . S2CID 8380551 .
- ^ Перейти обратно: а б с Гилкс Д.М., Сян Л., Ли С.Дж., Чатурведи П., Хубби М.Э., Вирц Д., Семенза Г.Л. (январь 2014 г.). «Факторы, индуцируемые гипоксией, опосредуют скоординированную экспрессию и передачу сигналов RhoA-ROCK1 в клетках рака молочной железы» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 111 (3): E384–93. Бибкод : 2014PNAS..111E.384G . дои : 10.1073/pnas.1321510111 . ПМЦ 3903228 . ПМИД 24324133 . (Отозвано, см. два : 10.1073/pnas.2213288119 , PMID 36053739 , Часы втягивания )
- ^ Тонгес Л., Франк Т., Татенхорст Л., Саал К.А., Кох Дж.К., Сего Э.М., Бэр М., Вейсхаупт Дж.Х., Лингор П. (ноябрь 2012 г.). «Ингибирование ро-киназы повышает выживаемость дофаминергических нейронов и уменьшает потерю аксонов на мышиной модели болезни Паркинсона» . Мозг . 135 (Часть 11): 3355–70. дои : 10.1093/brain/aws254 . ПМК 3501973 . ПМИД 23087045 .
- ^ Дахал Б.К., Косанович Д., Памарти П.К., Сыдыков А., Лай Ю.Дж., Каст Р., Широк Х., Сташ Дж.П., Гофрани Х.А., Вайсманн Н., Гриммингер Ф., Сигер В., Шермули Р.Т. (октябрь 2010 г.). «Терапевтическая эффективность азаиндола-1 при экспериментальной легочной гипертензии» . Европейский респираторный журнал . 36 (4): 808–18. дои : 10.1183/09031936.00140309 . ПМИД 20530035 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]Внешние ссылки
[ редактировать ]- ROCK1 Информация со ссылками на шлюзе Cell Migration Gateway. Архивировано 11 декабря 2014 г. на Wayback Machine.