ТННТ3
| ТННТ3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Псевдонимы | TNNT3 , TNTF, тропонин Т3, быстрый скелетный тип, бета-TnTF, DA2B2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Внешние идентификаторы | Опустить : 600692 ; МГИ : 109550 ; Гомологен : 31405 ; Генные карты : TNNT3 ; ОМА : TNNT3 — ортологи | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Викиданные | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Быстрый тропонин Т скелетных мышц (fTnT) представляет собой белок , который у человека кодируется TNNT3 геном . [5] [6]
Ген TNNT3 расположен в позиции 11p15.5 в геноме человека и кодирует быструю скелетных мышц изоформу тропонина Т (fsTnT). fsTnT представляет собой белок массой ~31 кДа, состоящий из 268 аминокислот, включая первый метионин , с изоэлектрической точкой (pI) 6,21 (эмбриональная форма). fsTnT представляет собой субъединицу, связывающую тропомиозин и закрепляющую тонкие нити тропонинового комплекса в саркомерах быстросокращающихся скелетных мышц. [7] [8] [9] Ген TNNT3 специфически экспрессируется в быстро сокращающихся скелетных мышцах позвоночных. [8] [9] [10]
Эволюция
[ редактировать ]
Ген TNNT3 развился как один из трех генов изоформы TnT у позвоночных. Каждый из генов изоформы TnT связан с расположенным выше геном изоформы тропонина I (TnI, одной из двух других субъединиц тропонинового комплекса), а fsTnT связан с генами fsTnI (рис. 1). Данные о гомологии последовательностей и аллостерическом сходстве эпитопов белков позволяют предположить, что ген TnT возник в результате дупликации TnI-подобного предкового гена, а fsTnT был первым появившимся TnT. [11] Хотя он значительно отличается от TnT медленных скелетных мышц (ssTnT, кодируемый TNNT1 ) и TnT сердца (cTnT, кодируемый TNNT2 ), структура fsTnT консервативна среди видов позвоночных (рис. 2), отражая специализированные функциональные особенности различных типов мышечных волокон. [7] [8] [9]
Альтернативный сплайсинг
[ редактировать ]Ген TNNT3 млекопитающих содержит 19 экзонов. Альтернативный сплайсинг РНК 8 из них существенно увеличивает структурные вариации fsTnT. [12] Два вариабельных участка белка fsTnT образуются путем альтернативного сплайсинга (рис. 3).
В N-концевой области fsTnT экзоны 4, 5, 6, 7 и 8 альтернативно сплайсируются в клетках взрослых скелетных мышц. [12] [13] [14] Экзон плода fsTnT, расположенный между экзонами 8 и 9, специфически экспрессируется в эмбриональных мышцах (Briggs and Schachat 1993). Экзоны 16 и 17, ранее обозначенные как экзоны α и β, в C-концевой области fsTnT альтернативно сплайсируются взаимоисключающим образом. [15]
Птичий ген Tnnt3 эволюционировал с дополнительными альтернативно сплайсированными экзонами w, P1-7(x) и y, кодирующими N-концевую вариабельную область (рис. 3). [16] [17] [18] Отражая эффективность комбинированного альтернативного сплайсинга нескольких экзонов для генерации вариантов fsTnT, двумерный гель-электрофорез обнаружил более 40 различных форм сплайсинга fsTnT в мышцах куриных ножек. [19]
Регуляция развития
[ редактировать ]
Посредством альтернативного сплайсинга экзона плода и других альтернативных экзонов в N-концевой вариабельной области экспрессия fsTnT во время развития млекопитающих и птиц подвергается переключению изоформы с высокой молекулярной массы на низкомолекулярную как в скелетных мышцах с доминированием быстрых, так и медленных волокон. [20] Включение большего количества N-концевых экзонов увеличивает отрицательный заряд, который настраивает общую молекулярную конформацию fsTnT и изменяет взаимодействие с TnI, TnC и тропомиозином. [21] [22] [23] Добавление N-концевого отрицательного заряда в fsTnT на основе альтернативного сплайсинга также способствует толерантности к ацидозу. [24]
Альтернативный сплайсинг двух С-концевых взаимоисключающих экзонов 16 и 17, по-видимому, также регулируется во время развития. [14] Экзон 17 с последовательностью, более сходной с соответствующим сегментом в ssTnT и cTnT, преимущественно экспрессируется в эмбриональном и неонатальном fsTnT. [14] [25] Экзон 16 fsTnT был обнаружен только в скелетных мышцах взрослых. Экзоны 16 и 17 кодируют пептидный фрагмент из 14 аминокислот, расположенный в α-спирали, взаимодействующей с TnI и TnC. Исследования взаимодействия белков показали, что включение экзона 17 ослабляет связывание fsTnT с TnC и тропомиозином. [26] Следовательно, альтернативный сплайсинг экзонов 16 и 17 регулирует связывание fsTnT с TnI, возможно, TnC, и таким образом настраивает функцию тропонинового комплекса и сократимость скелетных мышц во время развития.
Птичий ген Tnnt3 с дополнительными альтернативно сплайсированными экзонами имеет уникальный характер экспрессии. Семь экзонов P специфически экспрессируются в грудных мышцах, но не в мышцах ног. [24] Во время постнатального развития грудных мышц птиц сегмент, кодируемый экзонами P (названный Tx из исходной аннотации кодирующих экзонов как экзон x), подвергается положительной регуляции и включается преимущественно в fsTnT взрослых грудных мышц. [27] Каждый экзон P кодирует пентапептид AHH(A/E)A. Сегмент Tx взрослого fsTnT отрядов птиц Galliformes и Craciformes содержит 7-9 повторов H(A/E)AAH, которые обладают высоким сродством связывания с ионами переходных металлов Cu(II), Ni(II), Zn(II) и Co. (II). [27] Tx-сегмент мышцы куриной грудки fsTnT, также обладающий связывающей способностью для кальция, предположительно служит резервуаром кальция в быстрых грудных мышцах птиц. [28] Вместе с большим количеством отрицательных зарядов на N-конце эта функция может способствовать более высокой чувствительности к кальцию мышц куриной грудки, чем мышц ног. [29]
Переключение сплайсинговых форм с высокой молекулярной массой на низкомолекулярные происходит в мышцах ног птиц во время развития после вылупления, аналогично тому, как происходит в развивающихся скелетных мышцах млекопитающих. На ранних этапах послевыводочного развития грудных мышц цыплят fsTnT также демонстрирует переключение молекулярной массы с высокой на низкую. Однако примерно через 28 дней после вылупления fsTnT со сращенным сегментом Tx быстро активируется и становится основной формой сплайсинга fsTnT во взрослых грудных мышцах. [27]
Дефицит ssTnT не влиял на переключение форм сплайсинга fsTnT в процессе развития у мышей с нулевым уровнем ssTnT, что указывает на то, что альтернативный сплайсинг пре-мРНК fsTnT в процессе развития регулируется независимо от аномалий типа волокон скелетных мышц и адаптации. [20]
Примечания
[ редактировать ] | Версия этой статьи 2016 года была обновлена внешним экспертом в рамках модели двойной публикации. Соответствующая академическая рецензируемая статья была опубликована в журнале Gene и может цитироваться как: Бинь Вэй; Джей Пи Джин (13 января 2016 г.). «TNNT1, TNNT2 и TNNT3: гены изоформ, регуляция и взаимосвязи структура-функция» . Джин . Серия обзоров Gene Wiki. 582 (1): 1–13. дои : 10.1016/J.GENE.2016.01.006 . ISSN 0378-1119 . ПМЦ 5325693 . ПМИД 26774798 . Викиданные Q37666010 . |
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с ENSG00000288250 GRCh38: выпуск Ensembl 89: ENSG00000130595, ENSG00000288250 — Ensembl , май 2017 г.
- ^ Jump up to: а б с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000061723 – 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 .
- ^ Ву К.Л., Джа ПК, Райчоудхури М.К., Ду Ю., Ливис ПК, Саркар С. (июнь 1994 г.). «Выделение и характеристика кДНК быстрого скелетного бета-тропонина Т человека: сравнительный анализ последовательностей изоформ и понимание эволюции членов мультигенного семейства». ДНК Клеточная Биол . 13 (3): 217–33. дои : 10.1089/dna.1994.13.217 . ПМИД 8172653 .
- ^ «Ген Энтрез: тропонин TNNT3 Т типа 3 (скелетный, быстрый)» .
- ^ Jump up to: а б Перри С.В. (август 1998 г.). «Тропонин Т: генетика, свойства и функции». Журнал исследований мышц и подвижности клеток . 19 (6): 575–602. дои : 10.1023/а:1005397501968 . ПМИД 9742444 . S2CID 1882224 .
- ^ Jump up to: а б с Цзинь Дж.П., Чжан З., Баутиста Дж.А. (2008). «Разнообразие изоформ, регуляция и функциональная адаптация тропонина и кальпонина». Критические обзоры экспрессии генов эукариот . 18 (2): 93–124. doi : 10.1615/critreveukargeneexpr.v18.i2.10 . ПМИД 18304026 .
- ^ Jump up to: а б с Вэй Б., Джин Дж. П. (январь 2011 г.). «Изоформы тропонина Т и посттранскрипционные модификации: эволюция, регуляция и функции» . Архив биохимии и биофизики . 505 (2): 144–54. дои : 10.1016/j.abb.2010.10.013 . ПМК 3018564 . ПМИД 20965144 .
- ^ Ву К.Л., Джа ПК, Рэйчоудхури М.К., Ду Ю., Ливис ПК, Саркар С. (март 1994 г.). «Выделение и характеристика кДНК быстрого скелетного бета-тропонина Т человека: сравнительный анализ последовательностей изоформ и понимание эволюции членов мультигенного семейства». ДНК и клеточная биология . 13 (3): 217–33. дои : 10.1089/dna.1994.13.217 . ПМИД 8172653 .
- ^ Чонг С.М., Джин Дж.П. (май 2009 г.). «Исследовать эволюцию белков путем обнаружения подавленных эпитопных структур» . Журнал молекулярной эволюции . 68 (5): 448–60. Бибкод : 2009JMolE..68..448C . дои : 10.1007/s00239-009-9202-0 . ПМК 2752406 . ПМИД 19365646 .
- ^ Jump up to: а б Уилкинсон Дж. М., Мойр А. Дж., Уотерфилд, доктор медицинских наук (август 1984 г.). «Экспрессия нескольких форм тропонина Т в скелетных мышцах курицы может быть результатом дифференциального сплайсинга одного гена» . Европейский журнал биохимии . 143 (1): 47–56. дои : 10.1111/j.1432-1033.1984.tb08337.x . ПМИД 6468390 .
- ^ Брейтбарт Р.Э., Надаль-Жинар Б. (апрель 1986 г.). «Полная нуклеотидная последовательность гена быстрого скелетного тропонина Т. Альтернативно сплайсированные экзоны демонстрируют необычное межвидовое расхождение». Журнал молекулярной биологии . 188 (3): 313–24. дои : 10.1016/0022-2836(86)90157-9 . ПМИД 3735424 .
- ^ Jump up to: а б с Ван Дж, Цзинь Дж. П. (июль 1997 г.). «Первичная структура и переход от кислоты к основному в процессе развития 13 альтернативно сращенных изоформ тропонина Т быстрых скелетных мышц мыши». Джин . 193 (1): 105–14. дои : 10.1016/s0378-1119(97)00100-5 . ПМИД 9249073 .
- ^ Медфорд Р.М., Нгуен Х.Т., Дестри А.Т., Саммерс Э., Надаль-Жинард Б. (сентябрь 1984 г.). «Новый механизм альтернативного сплайсинга РНК для регулируемого в процессе развития образования изоформ тропонина Т из одного гена». Клетка . 38 (2): 409–21. дои : 10.1016/0092-8674(84)90496-3 . ПМИД 6205765 . S2CID 13476798 .
- ^ Смилли Л.Б., Голосинска К., Рейнах (декабрь 1988 г.). «Последовательности полных кДНК, кодирующих четыре варианта тропонина Т куриных скелетных мышц» . Журнал биологической химии . 263 (35): 18816–20. дои : 10.1016/S0021-9258(18)37355-1 . ПМИД 3198600 .
- ^ Миядзаки Дж., Дзёдзаки М., Накатани Н., Ватанабе Т., Саба Р., Накада К., Хирабаяши Т., Ёнемура И. (октябрь 1999 г.). «Структура птичьего гена тропонина Т быстрых скелетных мышц: семь новых тандемно расположенных экзонов в области экзона x». Журнал исследований мышц и подвижности клеток . 20 (7): 655–60. дои : 10.1023/А:1005504018059 . ПМИД 10672513 . S2CID 27513819 .
- ^ Джин Дж.П., Саманес Р.А. (февраль 2001 г.). «Эволюция металлосвязывающего кластера в NH (2)-концевой вариабельной области тропонина Т быстрых скелетных мышц птиц: функциональное расхождение на основе толерантности к структурному дрейфу». Журнал молекулярной эволюции . 52 (2): 103–16. Бибкод : 2001JMolE..52..103J . дои : 10.1007/s002390010139 . ПМИД 11231890 . S2CID 21386486 .
- ^ Имаи Х., Хираи С., Хироно Х., Хирабаяши Т. (март 1986 г.). «Многие изоформы быстрого мышечного тропонина Т из куриных ножек». Журнал биохимии . 99 (3): 923–30. doi : 10.1093/oxfordjournals.jbchem.a135554 . ПМИД 3711049 .
- ^ Jump up to: а б Вэй Б., Лу Ю, Цзинь Дж. П. (март 2014 г.). «Дефицит медленного тропонина Т в скелетных мышцах вызывает атрофию медленных волокон I типа и снижает толерантность к утомлению» . Журнал физиологии . 592 (Часть 6): 1367–80. дои : 10.1113/jphysicalol.2013.268177 . ПМК 3961093 . ПМИД 24445317 .
- ^ Ван Дж, Цзинь Дж. П. (октябрь 1998 г.). «Конформационная модуляция тропонина Т за счет конфигурации NH2-концевой вариабельной области и функциональные эффекты». Биохимия . 37 (41): 14519–28. дои : 10.1021/bi9812322 . ПМИД 9772180 .
- ^ Бесядецкий Б.Дж., Чонг С.М., Носек Т.М., Джин Дж.П. (февраль 2007 г.). «Основная структура тропонина Т и регуляторная NH2-концевая вариабельная область» . Биохимия . 46 (5): 1368–79. дои : 10.1021/bi061949m . ПМК 1794682 . ПМИД 17260966 .
- ^ Амарасингхе С., Джин Дж. П. (июнь 2015 г.). «N-концевая гипервариабельная область изоформ тропонина Т мышечного типа дифференциально модулирует сродство сайта 1 связывания тропомиозина». Биохимия . 54 (24): 3822–30. doi : 10.1021/acs.biochem.5b00348 . ПМИД 26024675 .
- ^ Jump up to: а б Огут О, Джин Дж. П. (октябрь 1998 г.). «Регулируемые в процессе развития альтернативные сплайсингом РНК изоформы тропонина Т, специфичные для грудных мышц, и роль NH2-концевой гипервариабельной области в толерантности к ацидозу» . Журнал биологической химии . 273 (43): 27858–66. дои : 10.1074/jbc.273.43.27858 . ПМИД 9774396 .
- ^ Цзинь Дж.П., Чен А., Хуан Цюй (июль 1998 г.). «Три альтернативно сплайсированных изоформы тропонина Т медленных скелетных мышц мыши: консервативная первичная структура и регулируемая экспрессия во время постнатального развития». Джин . 214 (1–2): 121–9. дои : 10.1016/s0378-1119(98)00214-5 . ПМИД 9651500 .
- ^ Ву К.Л., Джа ПК, Ду Ю, Ливис ПК, Саркар С. (апрель 1995 г.). «Перепроизводство и быстрая очистка быстрого скелетного бета-тропонина Т человека с использованием векторов экспрессии Escherichia coli: функциональные различия между альфа- и бета-изоформами». Джин . 155 (2): 225–30. дои : 10.1016/0378-1119(94)00846-К . ПМИД 7721095 .
- ^ Jump up to: а б с Джин Дж. П., Смилли Л. Б. (март 1994 г.). «Необычный металл-связывающий кластер, обнаруженный исключительно в тропонине Т грудных мышц птиц Galliformes и Craciformes» . Письма ФЭБС . 341 (1): 135–40. дои : 10.1016/0014-5793(94)80256-4 . ПМИД 8137914 . S2CID 35786499 .
- ^ Чжан Цзи, Цзинь Дж. П., Рут Д. Д. (март 2004 г.). «Связывание ионов кальция с тропонином Т летательной мышцы птиц» . Биохимия . 43 (9): 2645–55. дои : 10.1021/bi035067o . ПМИД 14992602 .
- ^ Огут О, Гранзье Х., Джин Дж. П. (май 1999 г.). «Кислые и основные изоформы тропонина Т в зрелых быстросокращающихся скелетных мышцах и влияние на сократимость». Американский журнал физиологии . 276 (5, часть 1): C1162–70. дои : 10.1152/ajpcell.1999.276.5.C1162 . ПМИД 10329966 .