Jump to content

Аутоиммунный регулятор

(Перенаправлено с Аутоиммунного регулятора )
ВОЗДУХ
Доступные структуры
ПДБ Поиск ортологов: PDBe RCSB
Идентификаторы
Псевдонимы AIRE , AIRE1, APECED, APS1, APSI, PGA1, аутоиммунный регулятор
Внешние идентификаторы Опустить : 607358 ; МГИ : 1338803 ; Гомологен : 327 ; GeneCards : AIR ; ОМА : AIR — ортологи
Ортологи
Разновидность Человек Мышь
Входить
Вместе
ЮниПрот
RefSeq (мРНК)

НМ_000383
НМ_000658
НМ_000659

RefSeq (белок)

НП_000374

Местоположение (UCSC) Чр 21: 44,29 – 44,3 Мб Чр 10: 77,87 – 77,88 Мб
в PubMed Поиск [ 3 ] [ 4 ]
Викиданные
Просмотр/редактирование человека Просмотр/редактирование мыши

Аутоиммунный регулятор (AIRE) — это белок , который у человека кодируется AIRE геном . [ 5 ] Это ген размером 13 т.п.н. на хромосоме 21q22.3, который кодирует 545 аминокислот. [ 6 ] AIRE представляет собой фактор транскрипции , экспрессируемый в мозговом веществе (внутренней части) тимуса . Это часть механизма , который устраняет аутореактивные Т-клетки, которые могут вызвать аутоиммунное заболевание. Он подвергает Т-клетки воздействию нормальных, здоровых белков из всех частей тела, и Т-клетки, которые реагируют на эти белки, разрушаются.

Каждая Т-клетка распознает специфический антиген , когда он представлен в комплексе с молекулой главного комплекса гистосовместимости (MHC) антигенпрезентирующей клеткой . Это распознавание осуществляется рецепторами Т-клеток, экспрессируемыми на поверхности клетки. Рецепторы Т-клеток генерируются случайным образом перетасованными сегментами генов , что приводит к образованию очень разнообразной популяции Т-клеток, каждая из которых обладает уникальной антигенной специфичностью. Впоследствии Т-клетки с рецепторами, которые распознают собственные белки организма, необходимо уничтожить, пока они еще находятся в тимусе. Под действием AIRE медуллярные эпителиальные клетки тимуса (mTEC) экспрессируют основные белки из других частей тела (так называемые «тканеограниченные антигены» - TRA), а Т-клетки, которые реагируют на эти белки, уничтожаются посредством гибели клеток ( апоптоз ). Таким образом, AIRE управляет негативным отбором самораспознающих Т-клеток. [ 7 ] Когда AIRE поврежден, Т-клетки, которые распознают антигены, обычно вырабатываемые организмом, могут выйти из тимуса и попасть в кровообращение. Это может привести к различным аутоиммунным заболеваниям .

Впервые об этом гене сообщили две независимые исследовательские группы Aaltonen et al. и Нагамин и др. в 1997 году им удалось выделить и клонировать ген из хромосомы человека 21q22.3. Их работа смогла показать, что мутации в гене AIRE ответственны за патогенез аутоиммунного полигландулярного синдрома I типа. [ 5 ] [ 8 ] Более подробную информацию о белке AIRE позже предоставили Heino et al. они показали, что белок AIRE в основном экспрессируется в эпителиальных клетках мозгового вещества тимуса в 2000 году. С помощью иммуногистохимии . [ 9 ]

В тимусе AIRE вызывает транскрипцию широкого спектра органоспецифичных генов, которые создают белки , которые обычно экспрессируются только в периферических тканях, создавая «иммунологическую тень» в тимусе. [ 10 ] [ 11 ] Важно, чтобы аутореактивные Т-клетки , которые прочно связываются с аутоантигеном, элиминировались в тимусе (посредством процесса негативной селекции ), в противном случае они могут позже встретиться и связаться с соответствующими аутоантигенами и инициировать аутоиммунную реакцию. Таким образом, экспрессия нелокальных белков с помощью AIRE в тимусе снижает угрозу аутоиммунитета , способствуя устранению аутореактивных Т-клеток , которые связывают антигены, обычно не обнаруживаемые в тимусе. Кроме того, было обнаружено, что AIRE экспрессируется в популяции стромальных клеток, расположенных во вторичных лимфоидных тканях , однако эти клетки, по-видимому, экспрессируют другой набор TRA по сравнению с mTEC. [ 12 ]

Исследования на мышах с нокаутом показали, что AIRE функционирует посредством инициации транскрипции разнообразного набора аутоантигенов, таких как инсулин , в тимусе . [ 10 ] Эта экспрессия затем позволяет созревающим тимоцитам стать толерантными к периферическим органам, тем самым подавляя аутоиммунные заболевания. [ 11 ]

Ген AIRE экспрессируется и во многих других тканях. [ 13 ] Ген AIRE также экспрессируется в субпопуляции 33D1+ дендритных клеток мыши и дендритных клетках человека. [ 14 ]

Структура

[ редактировать ]

AIRE состоит из мультидоменной структуры, которая способна связываться с хроматином и действовать как регулятор транскрипции генов. Специфический состав AIRE включает домен активации и рекрутирования каспаз (CARD), сигнал ядерной локализации (NLS), домен SAND и два пальца растительного гомеодомена (PHD) . [ 15 ] Домен SAND расположен в середине аминокислотной цепи (180–280 аминокислот) и опосредует связывание AIRE с фосфатными группами ДНК. [ 16 ] Другая потенциальная роль этого домена — прикрепление AIRE к гетерологичным белкам. [ 17 ] Два богатых цистеином домена пальца PHD на C-конце AIRE - это PHD1 (299-340 а.к.) и PHD2 (434-475 а.к.), которые разделены богатой пролином областью аминокислот. [ 18 ] Эти пальцевые домены служат для считывания меток хроматина по степени метилирования хвоста гистона H3 . Более конкретно, PHD1 способен распознавать неметилирование хвоста H3 как эпигенетическую метку. [ 19 ]

Представление белка AIRE с обоими пальцами PHD.

Неотъемлемой характеристикой AIRE является его способность гомомеризоваться в димеры и тримеры, что позволяет ему связываться со специфическими олигонуклеотидными мотивами. [ 20 ] Это свойство обусловлено областью гомогенного окрашивания (HSR), расположенной на N-конце . Из-за структуры α-спирального четырехспирального пучка HSR чувствительны к конформационным изменениям гена. [ 21 ] Варианты и делеции, включающие этот домен, вызывают неспособность активировать транскрипцию гена, предотвращая образование олигомеров, и могут привести к APS-1.

Механизм

[ редактировать ]

Вместо связывания с консенсусными последовательностями промоторов генов- мишеней , как обычные факторы транскрипции, AIRE участвует в координированных последовательностях, которые выполняются его мультимолекулярными комплексами. Первым партнером AIRE, который был идентифицирован, является CREB-связывающий белок (CBP), который локализован в ядерных тельцах и является коактиватором многих факторов транскрипции. [ 21 ] Другие партнеры AIRE включают положительный фактор элонгации транскрипции b ( P-TEFb ) и ДНК-активируемую протеинкиназу (DNA-PK). [ 22 ] [ 23 ] ДНК-ПК фосфорилирует AIRE in vitro по Thr68 и Ser156. [ 23 ] Другим партнером является ДНК-топоизомераза (ДНК-ТОП) IIα . Этот фермент-изомераза воздействует на топологию ДНК и удаляет положительные и отрицательные суперспирали ДНК, вызывая временные разрывы ДНК. В свою очередь, это вызывает релаксацию локального хроматина и способствует инициации и постинициации транскрипции генов. [ 24 ] Выполняя двухцепочечные разрывы ДНК, DNA-TOPIIα привлекает ДНК-PK и поли-(АДФ-рибозу) полимеразу ( PARP1 ), которые участвуют в разрыве и восстановлении ДНК посредством негомологичного соединения концов. [ 25 ]

Патология

[ редактировать ]

Ген AIRE мутирует при редком аутоиммунном синдроме — синдроме аутоиммунной полиэндокринопатии 1 типа (APS-1), также известном как аутоиммунная полиэндокринопатия-кандидоз-эктодермальная дистрофия (APECED). Различные мутации чаще встречаются среди определенных групп населения в мире. [ 26 ] Наиболее распространенные экзонные мутации AIRE происходят в экзонах 1, 2, 6, 8 и 10. Экзоны 1 и 2 кодируют HSR, экзон 6 кодирует домен SAND, экзон 8 находится в домене PHD-1, а экзон 10 расположен в богатой пролином области между двумя пальцевыми доменами PHD. [ 27 ] Известные мутации AIRE включают Arg139X, Arg257X и Leu323SerfsX51. [ 28 ]

Нарушение AIRE приводит к развитию ряда аутоиммунных заболеваний, наиболее частыми клиническими состояниями при синдроме являются гипопаратиреоз , первичная адренокортикальная недостаточность и хронический кожно-слизистый кандидоз . [ 29 ]

Нокаут гена мышиного гомолога Aire позволил создать модель трансгенной мыши , которая используется для изучения механизма заболевания у людей. [ 30 ]

Взаимодействия

[ редактировать ]

Было показано, что аутоиммунный регулятор взаимодействует с CREB-связывающим белком . [ 21 ] [ 31 ]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Перейти обратно: а б с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000160224 Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ Перейти обратно: а б с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000000731 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 Аалтонен Дж., Бьорсес П., Перхеентупа Дж., Хорелли-Куйтунен Н., Палоти А., Пелтонен Л. и др. (Финско-германский консорциум АТЭСЕД) (декабрь 1997 г.). «Аутоиммунное заболевание, APECED, вызванное мутациями в новом гене, имеющем два домена цинковых пальцев типа PHD». Природная генетика . 17 (4): 399–403. дои : 10.1038/ng1297-399 . ПМИД   9398840 . S2CID   29785642 .
  6. ^ Блехшмидт К., Швайгер М., Вертц К., Поулсон Р., Кристенсен Х.М., Розенталь А. и др. (февраль 1999 г.). «Ген Aire мыши: сравнительное геномное секвенирование, организация генов и экспрессия» . Геномные исследования . 9 (2). Лабораторное издательство Колд-Спринг-Харбор: 158–66. дои : 10.1101/гр.9.2.158 . OCLC   678392077 . ПМК   310712 . ПМИД   10022980 .
  7. ^ Андерсон М.С., Су М.А. (апрель 2011 г.). «Развитие Aire и Т-клеток» . Современное мнение в иммунологии . 23 (2): 198–206. дои : 10.1016/j.coi.2010.11.007 . ПМК   3073725 . ПМИД   21163636 .
  8. ^ Нагамин К., Петерсон П., Скотт Х.С., Кудо Дж., Миношима С., Хейно М. и др. (декабрь 1997 г.). «Позиционное клонирование гена APECED» . Природная генетика . 17 (4): 393–8. дои : 10.1038/ng1297-393 . ПМИД   9398839 . S2CID   1583134 .
  9. ^ Хейно М., Петерсон П., Силланпаа Н., Гирин С., Ву Л., Андерсон Г. и др. (июль 2000 г.). «Экспрессия РНК и белка мышиного гена аутоиммунного регулятора (Aire) у нормальных мышей, мышей с дефицитом RelB и мышей NOD» . Европейский журнал иммунологии . 30 (7): 1884–93. doi : 10.1002/1521-4141(200007)30:7<1884::aid-immu1884>3.0.co;2-p . ПМИД   10940877 .
  10. ^ Перейти обратно: а б Андерсон М.С., Венанци Э.С., Кляйн Л., Чен З., Берзиньш С.П., Терли С.Дж. и др. (ноябрь 2002 г.). «Проекция иммунологической собственной тени в тимусе с помощью белка aire». Наука . 298 (5597): 1395–401. Бибкод : 2002Sci...298.1395A . дои : 10.1126/science.1075958 . ПМИД   12376594 . S2CID   13989491 .
  11. ^ Перейти обратно: а б Листон А., Лесаж С., Уилсон Дж., Пелтонен Л., Гуднау CC (апрель 2003 г.). «Aire ​​регулирует отрицательный отбор органоспецифичных Т-клеток». Природная иммунология . 4 (4): 350–4. дои : 10.1038/ni906 . ПМИД   12612579 . S2CID   4561402 .
  12. ^ Гарднер Дж.М., Девосс Дж.Дж., Фридман Р.С., Вонг DJ, Тан YX, Чжоу X и др. (август 2008 г.). «Делетационная толерантность, опосредованная экстратимическими клетками, экспрессирующими Aire» . Наука . 321 (5890): 843–7. Бибкод : 2008Sci...321..843G . дои : 10.1126/science.1159407 . ПМЦ   2532844 . ПМИД   18687966 .
  13. ^ «Таблица экспрессии/активности генов AIRE» . BioGPS — ваша система генных порталов . Архивировано из оригинала 30 декабря 2009 г. Проверено 19 декабря 2009 г.
  14. ^ Линдмарк Э., Чен Ю., Георгудаки А.М., Дудзиак Д., Линд Э., Адамс В.К. и др. (май 2013 г.). «AIRE, экспрессирующие дендритные клетки маргинальной зоны, уравновешивают адаптивный иммунитет и рекрутирование Т-фолликулярных хелперных клеток». Журнал аутоиммунитета . 42 : 62–70. дои : 10.1016/j.jaut.2012.11.004 . hdl : 10616/41469 . ПМИД   23265639 .
  15. ^ Перниола Р., Муско Дж. (февраль 2014 г.). «Биофизические и биохимические свойства белка аутоиммунного регулятора (AIRE)» . Биохимия и биофизика Acta (BBA) - Молекулярные основы болезней . 1842 (2): 326–37. дои : 10.1016/j.badis.2013.11.020 . ПМИД   24275490 .
  16. ^ Гибсон Т.Дж., Раму С., Гемюнд С., Осланд Р. (июль 1998 г.). «Белок полигландулярного аутоиммунного синдрома APECED, AIRE-1, содержит домен SAND и, вероятно, является фактором транскрипции». Тенденции биохимических наук . 23 (7): 242–4. дои : 10.1016/s0968-0004(98)01231-6 . ПМИД   9697411 .
  17. ^ Карлес CC, Флетчер JC (июль 2010 г.). «Недостающие связи между гистонами и РНК Pol II, возникающие из SAND?» . Эпигенетика . 5 (5): 381–5. дои : 10.4161/epi.5.5.11956 . ПМИД   20458168 . S2CID   42505863 .
  18. ^ Осланд Р., Гибсон Т.Дж., Стюарт А.Ф. (февраль 1995 г.). «Палец PHD: значение для регуляции транскрипции, опосредованной хроматином». Тенденции биохимических наук . 20 (2): 56–9. дои : 10.1016/s0968-0004(00)88957-4 . ПМИД   7701562 .
  19. ^ Орг Т, Чиньола Ф, Хетеньи С, Гаэтани М, Ребане А, Лиив И и др. (апрель 2008 г.). «Аутоиммунный регулятор PHD Finger связывается с неметилированным гистоном H3K4, активируя экспрессию генов» . Отчеты ЭМБО . 9 (4): 370–6. дои : 10.1038/embor.2008.11 . ПМК   2261226 . ПМИД   18292755 . S2CID   84265877 .
  20. ^ Кумар П.Г., Лалорая М., Ван Сай, Руан QG, Давуди-Семироми А., Као К.Дж., Ше JX (ноябрь 2001 г.). «Аутоиммунный регулятор (AIRE) представляет собой ДНК-связывающий белок» . Журнал биологической химии . 276 (44): 41357–64. дои : 10.1074/jbc.M104898200 . ПМИД   11533054 . S2CID   27962035 .
  21. ^ Перейти обратно: а б с Питканен Дж., Дукас В., Штернсдорф Т., Накадзима Т., Аратани С., Йенсен К. и др. (июнь 2000 г.). «Аутоиммунный регуляторный белок обладает транскрипционными трансактивирующими свойствами и взаимодействует с общим коактиватором CREB-связывающим белком» . Журнал биологической химии . 275 (22): 16802–9. дои : 10.1074/jbc.m908944199 . ПМИД   10748110 . S2CID   2518676 .
  22. ^ Овен И, Брдичкова Н, Когоутек Дж, Ваупотик Т, Нарат М, Петерлин Б.М. (декабрь 2007 г.). «AIRE рекрутирует P-TEFb для транскрипционной элонгации генов-мишеней в медуллярных эпителиальных клетках тимуса» . Молекулярная и клеточная биология . 27 (24): 8815–23. дои : 10.1128/MCB.01085-07 . OCLC   456127729 . ПМК   2169392 . ПМИД   17938200 .
  23. ^ Перейти обратно: а б Лийв И., Ребане А., Орг Т., Сааре М., Масловская Дж., Кисанд К. и др. (январь 2008 г.). «ДНК-ПК способствует фосфорилированию AIRE: важность транскрипционной активности» . Biochimica et Biophysical Acta (BBA) - Исследования молекулярных клеток . 1783 (1): 74–83. дои : 10.1016/j.bbamcr.2007.09.003 . ПМЦ   2225445 . ПМИД   17997173 .
  24. ^ Помье Ю, Сунь Ю, Хуан С.Н., Нитисс Дж.Л. (ноябрь 2016 г.). «Роль эукариотических топоизомераз в транскрипции, репликации и стабильности генома» . Обзоры природы. Молекулярно-клеточная биология . 17 (11): 703–721. дои : 10.1038/номер.2016.111 . ПМЦ   9248348 . ПМИД   27649880 . S2CID   39198636 .
  25. ^ Жумер К., Лоу А.К., Цзян Х., Саксела К., Петерлин Б.М. (апрель 2012 г.). «Немодифицированный гистон H3K4 и ДНК-зависимая протеинкиназа привлекают аутоиммунный регулятор к генам-мишеням» . Молекулярная и клеточная биология . 32 (8): 1354–62. дои : 10.1128/mcb.06359-11 . ПМЦ   3318594 . ПМИД   22310661 .
  26. ^ Скотт Х.С., Хейно М., Петерсон П., Миттаз Л., Лалиоти М.Д., Беттерл С. и др. (август 1998 г.). «Распространенные мутации у больных аутоиммунной полиэндокринопатией-кандидозом-эктодермальной дистрофией различного происхождения» . Молекулярная эндокринология . 12 (8): 1112–9. дои : 10.1210/mend.12.8.0143 . ПМИД   9717837 .
  27. ^ Бьёрсес П., Халонен М., Палвимо Дж. Дж., Колмер М., Аалтонен Дж., Эллонен П. и др. (февраль 2000 г.). «Мутации в гене AIRE: влияние на субклеточное расположение и функцию трансактивации белка аутоиммунной полиэндокринопатии-кандидоза-эктодермальной дистрофии» . Американский журнал генетики человека . 66 (2): 378–92. дои : 10.1086/302765 . ПМК   1288090 . ПМИД   10677297 .
  28. ^ Фарди Голян Ф., Гаеми Н., Аббасзадеган М.Р., Дехган Маншади Ш., Вакили Р., Друли Т.Э. и др. (ноябрь 2019 г.). «Новая мутация гена AIRE при аутоиммунном полиэндокринном синдроме 1 типа». Иммунобиология . 224 (6): 728–733. дои : 10.1016/j.imbio.2019.09.004 . ПМИД   31526676 . S2CID   202671335 .
  29. ^ "Пропускать "
  30. ^ Рэмси С., Винквист О., Пухакка Л., Халонен М., Моро А., Кямпе О. и др. (февраль 2002 г.). «У мышей с дефицитом Aire развиваются многочисленные особенности фенотипа APECED и наблюдается измененный иммунный ответ» . Молекулярная генетика человека . 11 (4): 397–409. дои : 10.1093/hmg/11.4.397 . ПМИД   11854172 .
  31. ^ Ииока Т., Фурукава К., Ямагути А., Шиндо Х., Ямашита С., Цуказаки Т. (август 2003 г.). «P300/CBP действует как коактиватор хрящевого гомеопротеина-1 (Cart1), парного гомеопротеина, посредством ацетилирования консервативного остатка лизина, примыкающего к гомеодомену». Журнал исследований костей и минералов . 18 (8): 1419–29. дои : 10.1359/jbmr.2003.18.8.1419 . ПМИД   12929931 . S2CID   8125330 .

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 747b203dbe13bbc81d6ea4fc3c1ce36f__1717613220
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/74/6f/747b203dbe13bbc81d6ea4fc3c1ce36f.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Autoimmune regulator - 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.)