Jump to content

ФНДК5

ФНДК5
Доступные структуры
ПДБ Поиск ортологов: PDBe RCSB
Идентификаторы
Псевдонимы FNDC5 , FRCP2, иризин, иризин, домен фибронектина типа III, содержащий 5
Внешние идентификаторы Опустить : 611906 ; МГИ : 1917614 ; Гомологен : 17812 ; Генные карты : FNDC5 ; OMA : FNDC5 — ортологи
Ортологи
Разновидность Человек Мышь
Входить
Вместе
ЮниПрот
RefSeq (мРНК)

НМ_153756
НМ_001171940
НМ_001171941

НМ_027402

RefSeq (белок)

НП_001165411
НП_001165412
НП_715637

НП_081678

Местоположение (UCSC) Chr 1: 32,86 – 32,87 Мб Чр 4: 129.03 – 129.04 Мб
в PubMed Поиск [ 3 ] [ 4 ]
Викиданные
Просмотр/редактирование человека Просмотр/редактирование мыши

Белок 5, содержащий домен фибронектина типа III , предшественник иризина , представляет собой трансмембранный гликопротеин типа I , который кодируется FNDC5 геном . [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] Ирисин — это расщепленная версия FNDC5, названная в честь греческой богини-посланницы Ирис . [ 7 ]

Белок 5, содержащий домен фибронектина, представляет собой мембранный белок , включающий короткий цитоплазматический домен, трансмембранный сегмент и эктодомен, состоящий из домена фибронектина типа III (FNIII) ~100 кДа. [ 8 ]

FNDC5 был впервые обнаружен в 2002 году во время поиска в геноме доменов фибронектина типа III. [ 9 ] и независимо в поисках пероксисомальных белков. [ 5 ] [ 10 ]

Было предложено расщепить эктодомен с образованием растворимого пептидного гормона иризина. Отдельно было высказано предположение, что иризин секретируется мышцами в ответ на физические упражнения и может опосредовать некоторые положительные эффекты физических упражнений на людей, а также было высказано предположение о потенциальной возможности снижения веса и блокирования диабета. [ 7 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] Другие поставили под сомнение эти выводы. [ 5 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] В обзоре 2021 года освещаются новые открытия влияния иризина на функцию мозга и ремоделирование костей, но критикуются все исследования с использованием коммерческих анализов антител для измерения концентрации иризина. Это также поднимает вопрос о том, как в ходе эволюции мог возникнуть гормон физических упражнений. [ 21 ] Вскоре после этого исследование с использованием мышей с нокаутом FNDC5 , а также искусственное повышение уровня циркулирующего иризина показало, что иризин оказывает благоприятное когнитивное воздействие на физические упражнения и может служить имитатором упражнений у мышей. Поэтому эта регуляторная система исследуется на предмет потенциальных вмешательств для улучшения когнитивных функций или облегчения болезни Альцгеймера . [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]

Биосинтез и секреция

[ редактировать ]

Ген FNDC5 кодирует прогормон, однопроходной мембранный белок типа I (человек, 212 аминокислот ; мышь и крыса, 209 аминокислот), который активируется при мышечных упражнениях и подвергается посттрансляционному процессингу с образованием иризина. Последовательность белка включает сигнальный пептид, один домен фибронектина типа III и С-концевой гидрофобный домен, который закреплен в клеточной мембране.

Продукция иризина аналогична выделению и высвобождению других гормонов и гормоноподобных полипептидов, таких как эпидермальный фактор роста и TGF-альфа , из трансмембранных предшественников. После удаления N-концевого сигнального пептида пептид протеолитически отщепляется от С-концевой части, гликозилируется и высвобождается в виде гормона из 112 аминокислот (у человека аминокислоты 32-143 полноразмерного белка; у мыши и крыса, аминокислоты 29-140), которая включает большую часть повторяющейся области FNIII. Протеаза/фермент, ответственный за расщепление FNDC5 до его секретируемой формы, иризина, не идентифицирована. [ 8 ]

Последовательность иризина высоко консервативна у млекопитающих; человеческие и мышиные последовательности идентичны. [ 7 ] Однако стартовый кодон человеческого FNDC5 мутирован на ATA. Это приводит к тому, что человеческий FNDC5 потенциально экспрессируется в двух версиях:

  • Полноформатная версия со стартом ATA, который транскрибируется всего на 1% от уровня других животных с нормальным стартом ATG.
  • Сильно усеченная версия, начинающаяся с метионина-76 (Met-76). Эта версия не содержит предсказанного сигнального пептида, необходимого для транспорта из цитоплазмы.

Масс-спектрометрическое исследование выявило уровни иризина ~3 нг/мл в плазме человека, что соответствует уровню других ключевых гормонов человека, таких как инсулин. В том же исследовании сообщается, что основной формой в плазме является форма ATA, как и ожидалось для присутствия сигнального пептида. [ 8 ] Сравнительных исследований уровней иризина у других животных не проводилось.

Упражнения вызывают повышенную экспрессию в мышцах рецептора гамма-коактиватора 1 альфа, активируемого пролифератором пероксисом ( PGC-1альфа ), который участвует в адаптации к физическим нагрузкам. У мышей это вызывает выработку белка FNDC5, который расщепляется с образованием нового продукта иризина. [ 7 ] [ 13 ] Из-за того, что иризин вырабатывается посредством механизма, инициируемого мышечным сокращением, он был классифицирован как миокин . [ 25 ]

На основании данных о том, что FNDC5 индуцирует термогенина экспрессию в жировых клетках , сверхэкспрессия FNDC5 в печени мышей предотвращает увеличение веса, вызванное диетой, а FNDC5 уровни мРНК повышаются в образцах мышц человека после тренировки, было высказано предположение, что иризин способствует преобразованию белого жира в бурый жир у людей, что делает его гормоном, способствующим укреплению здоровья. [ 11 ] [ 12 ] [ 26 ] Хотя это предложение было оспорено [ 27 ] Согласно данным, обнаруживающим, что FNDC5 активируется только у высокоактивных пожилых людей, [ 18 ] более поздняя литература подтвердила гипотезу о том, что FNDC5 и иризин играют необходимую роль в положительном эффекте, связанном с физическими упражнениями. [ 26 ] [ 6 ]

У мышей иризин, высвобождаемый из скелетных мышц во время физических упражнений, действует непосредственно на кость, увеличивая минеральную плотность кортикальной кости, периметр кости и полярный момент инерции. [ 28 ] Иризин регулирует ремоделирование костей [ 29 ] и костный метаболизм на животных моделях и людях. [ 30 ]

Когнитивные эффекты

[ редактировать ]

Было показано, что иризин является важным регулятором полезных когнитивных эффектов физических упражнений у грызунов. [ 24 ]

Молекулярные взаимодействия

[ редактировать ]

Известно, что FNDC5 взаимодействует с различными молекулами. При эффектах, связанных с физическими упражнениями, PGC-1alpha индуцирует экспрессию гена FNDC5 за счет доступности ERRα , и эти упражнения приводят к увеличению транскрипции Pgc-1α и Errα, тем самым увеличивая транскрипцию Fndc5. [ 15 ] Кроме того, FNDC5 является положительным регулятором экспрессии BDNF и может влиять на экспрессию BDNF в головном мозге даже при периферической доставке аденовирусными векторами. [ 15 ]

Иризин способствует преобразованию белой жировой ткани (WAT) в бурую жировую ткань (BAT) за счет увеличения экспрессии UCP1 . [ 7 ] проведенное в 2016 году, Исследование ткани белых и бурых жировых клеток in vitro, выявило дозозависимую активацию белка под названием UCP1 , который способствует потемнению белого жира, а также обнаружило другие маркеры, которые указывали бы на то, что белые клетки потемнели и что жировые клетки были более метаболически активны. активный. Многие из стволовых клеток стали клетками, которые созревают в кости. Ткань, обработанная иризином, производила примерно на 40 процентов меньше зрелых жировых клеток. [ 7 ]

Иризин также взаимодействует с BDNF , регулируя его уровень в мозге. [ 15 ] [ 31 ] В недавнем исследовании наблюдалось снижение экспрессии BDNF в первичных нервных клетках гиппокампа по мере увеличения концентрации глюкозы и времени воздействия глюкозы или в условиях диабетических крыс. Жизнеспособность этих первичных нервных клеток гиппокампа крыс с диабетом заметно снижалась, когда уровни BDNF были низкими, но улучшалась после лечения иризином. Таким образом, было обнаружено, что иризин положительно регулирует экспрессию BDNF и отрицательно влияет на уровни GHbA1c (гликированный гемоглобин человека A1c) и AGE , что позволяет предположить, что иризин влияет на когнитивную дисфункцию у крыс с диабетом 2 типа, регулируя экспрессию BDNF и гликометаболизм. [ 31 ] Похоже, что эти белки связаны и связаны друг с другом с точки зрения сердечно-сосудистых/метаболических заболеваний, таких как гипертония и диабет .

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Перейти обратно: а б с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000160097 Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ Перейти обратно: а б с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000001334 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. ^ Перейти обратно: а б с Эриксон HP (октябрь 2013 г.). «Иризин и FNDC5 в ретроспективе: гормон физических упражнений или трансмембранный рецептор?» . Адипоцит . 2 (4): 289–93. дои : 10.4161/adip.26082 . ПМЦ   3774709 . ПМИД   24052909 .
  6. ^ Перейти обратно: а б Фарраш В., Брук М., Кроссланд Х., Филлипс Б.Е., Цегельски Дж., Уилкинсон DJ и др. (июнь 2020 г.). «Влияние сверхэкспрессии Fndc5/иризина задних конечностей крысы на метаболизм мышц и жировой ткани» . Американский журнал физиологии. Эндокринология и обмен веществ . 318 (6): E943–E955. дои : 10.1152/ajpendo.00034.2020 . ПМЦ   7311674 . ПМИД   32369414 .
  7. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г Бострем П., Ву Дж., Едриховски М.П., ​​Корде А., Йе Л., Ло Дж.К. и др. (январь 2012 г.). «PGC1-α-зависимый миокин, который стимулирует развитие белого жира и термогенез, подобный бурому жиру» . Природа . 481 (7382): 463–8. Бибкод : 2012Natur.481..463B . дои : 10.1038/nature10777 . ПМК   3522098 . ПМИД   22237023 .
  8. ^ Перейти обратно: а б с Едриховский М.П., ​​Вранн К.Д., Пауло Дж.А., Гербер К.К., Шпит Дж., Робинсон М.М. и др. (октябрь 2015 г.). «Обнаружение и количественное определение циркулирующего иризина человека с помощью тандемной масс-спектрометрии» . Клеточный метаболизм . 22 (4): 734–740. дои : 10.1016/j.cmet.2015.08.001 . ПМЦ   4802359 . ПМИД   26278051 .
  9. ^ Тойфель А., Малик Н., Мухопадьяй М., Вестфаль Х. (сентябрь 2002 г.). «Frcp1 и Frcp2, два новых гена, содержащих повторы фибронектина типа III». Джин . 297 (1–2): 79–83. дои : 10.1016/S0378-1119(02)00828-4 . ПМИД   12384288 .
  10. ^ Феррер-Мартинес А., Руис-Лозано П., Чиен КР (июнь 2002 г.). «Мышиный PeP: новый пероксисомальный белок, связанный с дифференцировкой и развитием миобластов» . Динамика развития . 224 (2): 154–67. дои : 10.1002/dvdy.10099 . ПМИД   12112469 . S2CID   42445530 .
  11. ^ Перейти обратно: а б Мужество К.Х. «Недавно обнаруженный гормон усиливает эффект от физических упражнений и может помочь в борьбе с диабетом» . Наблюдения. Научный американец . Проверено 12 января 2012 г.
  12. ^ Перейти обратно: а б Парк А (8 апреля 2009 г.). «Коричневый жир: жир, который помогает похудеть?» . Здоровье и наука. Время . Архивировано из оригинала 11 апреля 2009 года . Проверено 12 января 2012 г.
  13. ^ Перейти обратно: а б Рейнольдс Дж. (11 января 2012 г.). «Гормон для тренировок может бороться с ожирением и диабетом» . Хорошо. Нью-Йорк Таймс . Проверено 12 января 2012 г.
  14. ^ Чжан Ю, Ли Р, Мэн Ю, Ли С, Донелан В, Чжао Ю и др. (февраль 2014 г.). «Иризин стимулирует потемнение белых адипоцитов посредством митоген-активируемой протеинкиназы p38 MAP киназы и передачи сигналов ERK MAP киназы» . Диабет . 63 (2): 514–25. дои : 10.2337/db13-1106 . ПМИД   24150604 .
  15. ^ Перейти обратно: а б с д Вранн К.Д., Уайт Дж.П., Салогианнис Дж., Лазник-Богославски Д., Ву Дж., Ма Д. и др. (ноябрь 2013 г.). «Упражнения индуцируют BDNF в гиппокампе через путь PGC-1α/FNDC5» . Клеточный метаболизм . 18 (5): 649–59. дои : 10.1016/j.cmet.2013.09.008 . ПМЦ   3980968 . ПМИД   24120943 .
  16. ^ Ву Дж., Бострем П., Спаркс Л.М., Йе Л., Чой Дж.Х., Джианг А.Х. и др. (июль 2012 г.). «Бежевые адипоциты представляют собой особый тип термогенных жировых клеток у мышей и человека» . Клетка . 150 (2): 366–76. дои : 10.1016/j.cell.2012.05.016 . ПМК   3402601 . ПМИД   22796012 .
  17. ^ Чжан Ю, Се С, Ван Х, Фосс Р.М., Клэр М., Джордж Э.В. и др. (август 2016 г.). «Иризин оказывает двойное воздействие на потемнение и адипогенез белых адипоцитов человека». Американский журнал физиологии. Эндокринология и обмен веществ . 311 (2): E530-41. дои : 10.1152/ajpendo.00094.2016 . ПМИД   27436609 . S2CID   3433786 .
  18. ^ Перейти обратно: а б Тиммонс Дж.А., Баар К., Дэвидсен П.К., Атертон П.Дж. (август 2012 г.). «Является ли иризин человеческим геном физических упражнений?» . Природа . 488 (7413): Е9-10, обсуждение Е10-1. Бибкод : 2012Natur.488E...9T . дои : 10.1038/nature11364 . ПМИД   22932392 . S2CID   4415979 .
  19. ^ Альбрехт Э., Норхайм Ф., Тиде Б., Холен Т., Охаши Т., Шеринг Л. и др. (март 2015 г.). «Иризин — скорее миф, чем миокин, индуцируемый физической нагрузкой» . Научные отчеты . 5 : 8889. Бибкод : 2015NatSR...5E8889A . дои : 10.1038/srep08889 . ПМЦ   4352853 . ПМИД   25749243 .
  20. ^ Рашке С., Элсен М., Гассенхубер Х., Зоммерфельд М., Шван У., Брокманн Б. и др. (2013). Лопес-Ллуч Дж. (ред.). «Доказательства против благотворного воздействия иризина на человека» . ПЛОСОн . 8 (9): е73680. Бибкод : 2013PLoSO...873680R . дои : 10.1371/journal.pone.0073680 . ПМК   3770677 . ПМИД   24040023 .
  21. ^ Маак, С.; Норхейм, Ф.; Древон, Калифорния; Эриксон, HP (2021). «Прогресс и проблемы в биологии FNDC5 и ирисина» . Эндокринные обзоры . 42 (4): 436–456. дои : 10.1210/endrev/bnab003 . ПМЦ   8284618 . ПМИД   33493316 .
  22. ^ «Обнаружено, что гормон иризин положительно влияет на когнитивные функции от физических упражнений» . www.medicalxpress.com . Проверено 21 сентября 2021 г.
  23. ^ Рейнольдс, Гретхен (25 августа 2021 г.). «Как упражнения могут помочь сохранить нашу память четкой» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 21 сентября 2021 г.
  24. ^ Перейти обратно: а б Ислам, Мохаммед Р.; Валарис, София; Янг, Майкл Ф.; Хейли, Эрин Б.; Ло, Ренхао; Бонд, Сабрина Ф.; Мазуэра, София; Кухня, Роберт Р.; Кальдароне, Барбара Дж.; Беттио, Луи Э.Б.; Кристи, Брайан Р.; Шмидер, Анджела Б.; Соберман, Рой Дж.; Беснар, Энтони; Едриховский, Марк П.; Ким, Хёну; Ту, Хуа; Ким, Ынхи; Чхве, Се Хун; Танци, Рудольф Э.; Шпигельман, Брюс М.; Вранн, Кристиана Д. (август 2021 г.). «Гормон физических упражнений иризин является важнейшим регулятором когнитивных функций» . Природный метаболизм . 3 (8): 1058–1070. дои : 10.1038/s42255-021-00438-z . ISSN   2522-5812 . ПМЦ   10317538 . ПМИД   34417591 . S2CID   237254736 .
  25. ^ Педерсен Б.К., Феббрайо М.А. (октябрь 2008 г.). «Мышцы как эндокринный орган: внимание к интерлейкину-6, полученному из мышц». Физиологические обзоры . 88 (4): 1379–406. doi : 10.1152/physrev.90100.2007 . ПМИД   18923185 .
  26. ^ Перейти обратно: а б Сюн Ю, Ву Цз, Чжан Б, Ван С, Мао Ф, Лю С и др. (май 2019 г.). «Потеря функции Fndc5 ослабляет вызванное физической нагрузкой потемнение белой жировой ткани у мышей» . Журнал ФАСЭБ . 33 (5): 5876–5886. дои : 10.1096/fj.201801754RR . ПМИД   30721625 . S2CID   73444056 .
  27. ^ Сервик К. (март 2015 г.). «Биомедицина. Горе «гормону упражнений» » . Наука . 347 (6228): 1299. doi : 10.1126/science.347.6228.1299 . ПМИД   25792309 .
  28. ^ Колаянни Дж., Кушито С., Монджелли Т., Пиньятаро П., Буккольеро С., Лю П. и др. (сентябрь 2015 г.). «Миокин иризин увеличивает кортикальную костную массу» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 112 (39): 12157–62. Бибкод : 2015PNAS..11212157C . дои : 10.1073/pnas.1516622112 . ПМЦ   4593131 . ПМИД   26374841 .
  29. ^ Ким Х., Вранн С.Д., Едриховски М., Видони С., Китасе Ю., Нагано К. и др. (декабрь 2018 г.). «Иризин опосредует воздействие на кости и жир через рецепторы интегрина αV» . Клетка . 175 (7): 1756–1768.e17. дои : 10.1530/ey.16.15.15 . ПМК   6298040 . ПМИД   30550785 .
  30. ^ Колаянни Дж., Санези Л., Сторлино Дж., Брунетти Дж., Колуччи С., Грано М. (май 2019 г.). «Иризин и кость: от доклинических исследований к оценке уровней его циркуляции в различных популяциях людей» . Клетки . 8 (5): 451. doi : 10.3390/cells8050451 . ПМК   6562988 . ПМИД   31091695 .
  31. ^ Перейти обратно: а б Хуан Л., Ян С., Луо Л., Ян Л. (февраль 2019 г.). «Иризин регулирует экспрессию BDNF и гликометаболизм у диабетических крыс» . Отчеты о молекулярной медицине . 19 (2): 1074–1082. дои : 10.3892/ммр.2018.9743 . ПМК   6323232 . ПМИД   30569121 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 6131303147a2af6ebaa838d3d608919c__1719565980
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/61/9c/6131303147a2af6ebaa838d3d608919c.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
FNDC5 - 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.)