Вителлогенин
| Вителлиноген, открытый бета-лист | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| Символ | ДУФ1943 | ||
| Пфам | PF09172 | ||
| ИнтерПро | ИПР015255 | ||
| СКОП2 | 1лш / СКОПе / СУПФАМ | ||
| |||
Вителлогенин ( VTG или менее известный как VG ) (от латинского vitellus , желтка и рода , я производю) является предшественником яичного желтка, который транспортирует белок и некоторое количество липидов из печени через кровь к растущим яйцеклеткам, где он становится частью желток. Обычно он обнаруживается только в крови или гемолимфе самок и поэтому может использоваться в качестве биомаркера у позвоночных при воздействии эстрогенов окружающей среды, которые стимулируют повышенные уровни как у самцов, так и у самок. [1] «Вителлогенин» является синонимом гена и экспрессируемого белка . Белковый продукт классифицируется как гликолипопротеин, обладающий свойствами сахара, жира и белка. Он принадлежит к семейству нескольких белков-переносчиков липидов .
Вителлогенин — предшественник яичного желтка, обнаруженный у самок почти всех яйцекладущих видов, включая рыб, земноводных, рептилий, птиц, большинства беспозвоночных и однопроходных. [2] Вителлогенин является предшественником липопротеинов и фосфопротеинов , которые составляют большую часть белкового содержания желтка. В присутствии эстрогенных веществ, разрушающих эндокринную систему (EDC), самцы рыб могут экспрессировать ген дозозависимым образом . этого Экспрессия гена у самцов рыб может быть использована в качестве молекулярного маркера воздействия эстрогенных EDC. [3]
Функция
[ редактировать ]Вителлогенин обеспечивает основной белок яичного желтка , который является источником питательных веществ на раннем этапе развития яйцекладущих ( яйцекладущих ) позвоночных и беспозвоночных . Хотя вителлогенин также несет некоторое количество липидов для отложения в желтке, основной механизм отложения липидов желтка происходит через ЛПОНП, по крайней мере, у птиц и рептилий. [4] Предшественниками вителлогенина являются мультидоменные аполипопротеины (белки, которые связываются с липидами с образованием липопротеинов), которые расщепляются на отдельные белки желтка . Существуют различные белки вителлогенина, которые состоят из различных комбинаций белковых компонентов желтка; однако расщепления сайты сохраняются . [ нужна ссылка ]
Компоненты
[ редактировать ]У позвоночных полный вителлогенин состоит из:
- N-концевой сигнальный пептид для экспорта,
- и четыре области, которые можно расщепить на белки желтка:
- липовителлин -1,
- фосвитин ,
- липовителлин-2,
- Домен фактора фон Виллебранда типа D (YGP40). [5] [6]
N-концевой липидный транспортный домен
[ редактировать ]| Липидный транспортный домен вителлогенина, N-концевой | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| Символ | Вителлогенин_N | ||
| Пфам | PF01347 | ||
| ИнтерПро | ИПР001747 | ||
| УМНЫЙ | SM00638 | ||
| PROSITE | PS51211 | ||
| СКОП2 | 1лв / ОБЪЕМ / СУПФАМ | ||
| Суперсемейство OPM | 254 | ||
| белок OPM | 1лш | ||
| |||
Этот конкретный домен представляет собой консервативную область, обнаруженную в нескольких липидов белках- переносчиках , включая вителлогенин, микросомальный триглицеридов переносчик белок- и аполипопротеин B-100. [7]
Торговля везикулами
[ редактировать ]Этот конкретный домен, липидный транспортный домен вителлогенина, также обнаружен в микросомальном белке-переносчике триглицеридов (MTTP) и в аполипопротеине B. Он способствует перемещению клеток и экспорту грузов. [ нужна ссылка ]
Микросомальный белок-переносчик триглицеридов (MTTP)
[ редактировать ]Белок-переносчик микросомальных триглицеридов (MTTP) представляет собой белок-переносчик липидов эндоплазматической сети , участвующий в биосинтезе и загрузке липидов аполипопротеина B. MTTP также участвует в поздней стадии транспортировки CD1d в лизосомальном компартменте, причем CD1d представляет собой MHC I-подобный липидный антиген. представляя молекулу . [8]
Аполипопротеин Б
[ редактировать ]Аполипопротеин В может существовать в двух формах: В-100 и В-48. Аполипопротеин B-100 присутствует в нескольких липопротеинах, включая липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП), липопротеины промежуточной плотности (ЛПОНП) и липопротеины низкой плотности (ЛПНП), и может собирать частицы ЛПОНП в печени . [9] Аполипопротеин B-100 связан с развитием атеросклероза .
ApoB изначально универсален для всех животных, поскольку гомологи обнаружены в хоанофлагеллятах . Гомолог насекомых называется аполипофорином I/II . [10]
Белки человека, содержащие этот домен
[ редактировать ]APOB ( см. нативную структуру LDL-ApoB при 37°C на YouTube ); [11] МТТП ;
Медоносные пчелы
[ редактировать ]Медоносные пчелы откладывают молекулы вителлогенина в жировых телах на животе и голове. Жировые тела, очевидно, действуют как резервуар для хранения пищи. Гликолипопротеин вителлогенин обладает дополнительными функциями, поскольку он действует как антиоксидант, продлевая продолжительность жизни пчелиных маток и собирателей, а также как гормон , влияющий на будущее поведение при поиске пищи. [12] Здоровье семьи медоносных пчел зависит от запасов вителлогенина у пчел-кормилиц – у собирателей низкий уровень вителлогенина. Будучи расходными работниками, собиратели получают достаточно белка, чтобы они могли выполнять свою рискованную задачу по сбору нектара и пыльцы. Уровни вителлогенина важны на стадии гнезда и, таким образом, влияют на разделение труда рабочих медоносных пчел. [ нужна ссылка ]
Титр вителлогенина у пчелы-кормилицы, который развивается в первые четыре дня после вылупления, влияет на ее последующий возраст, в котором она может начать добывать пищу, а также на то, предпочитает ли она собирать нектар или пыльцу. Если молодым рабочим в первые дни жизни не хватает еды, они, как правило, начинают добывать пищу рано и преимущественно в поисках нектара. Если их умеренно кормить, в нормальном возрасте они добывают корм преимущественно нектаром. Если их обильно кормить, сразу после вылупления титр вителлогенина у них высокий, и они начинают добывать пищу в более позднем возрасте, преимущественно собирая пыльцу. Пыльца — единственный доступный источник белка для медоносных пчел. [13]
Петля обратной связи ювенильных гормонов
[ редактировать ]Для большинства исследованных видов насекомых было документально подтверждено, что ювенильный гормон стимулирует транскрипцию генов вителлогенина и, как следствие, контроль продукции вителлогенина (ср. Engelmann, 1983; Wyatt and Davey, 1996). [14] [15]
Экспрессия вителлогенина является частью регуляторной петли обратной связи, которая позволяет вителлогенину и ювенильному гормону взаимно подавлять друг друга. Вителлогенин и ювенильный гормон, вероятно, действуют антагонистически у медоносных пчел, регулируя развитие и поведение медоносных пчел. Подавление одного приводит к высоким титрам другого. [16]
Вполне вероятно, что баланс между уровнями вителлогенина и ювенильных гормонов также участвует в роевом поведении. [17]
Уровни ювенильных гормонов падают в семьях медоносных пчел перед роением, и ожидается, что уровень вителлогенина повысится. Можно предположить, что роящиеся пчелы захотят взять с собой как можно больше вителлогенина, чтобы продлить свою жизнь и иметь возможность быстро построить новое гнездо. [ нужна ссылка ]
Эволюция
[ редактировать ]Позвоночные животные возникли с единственной копией гена вителлогенина, а в линиях птиц, млекопитающих и амфилий произошли дупликации, которые дали начало современным генам. За исключением однопроходных , у млекопитающих все гены вителлогенинов превращены в псевдогены, хотя область, синтенная для птиц VIT1-VIT2-VIT3, все еще может быть найдена и выровнена. [18] У однопроходных только один из генов оставался функциональным. [19]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Определение ВИТЕЛЛОГЕНИНА» .
- ^ Робинсон, Ричард (18 марта 2008 г.). «Для млекопитающих потеря желтка и увеличение количества молока шли рука об руку» . ПЛОС Биология . 6 (3): е77. doi : 10.1371/journal.pbio.0060077 . ПМК 2267822 . ПМИД 20076706 .
- ^ Тран, Тхи Ким Ань; Ю, Ричард Мэн Кит; Ислам, Рафикель; Нгуен, Тхи Хонг Тхам; Буй, Тхи Лиен Ха; Конг, Ричард Юэнь Чонг; О'Коннор, Уэйн А.; Лойш, Фредерик Д.Л.; Эндрю-Пристли, Меган; Макфарлейн, Джефф Р. (май 2019 г.). «Полезность вителлогенина как биомаркера эстрогенных химических веществ, разрушающих эндокринную систему, в моллюсках». Загрязнение окружающей среды . 248 : 1067–1078. Бибкод : 2019EPoll.248.1067T . дои : 10.1016/j.envpol.2019.02.056 . hdl : 10072/386355 . ПМИД 31091639 . S2CID 92464394 .
- ^ Прайс, скорая помощь (2017). «Физиология хранения и использования липидов у рептилий» . Биологические обзоры . 92 (3): 1406–1426. дои : 10.1111/brv.12288 . ПМИД 27348513 . S2CID 7570705 .
- ^ Финн, Родерик Найджел (1 июня 2007 г.). «Комплексы желтка позвоночных и функциональное значение фосвитинов и других субдоменов в вителлогенинах1» . Биология размножения . 76 (6): 926–35. дои : 10.1095/biolreprod.106.059766 . ПМИД 17314313 .
- ^ Томпсон, Джеймс Р.; Банасзак, Леонард Дж. (июль 2002 г.). «Липидно-белковые взаимодействия в липовителлине». Биохимия . 41 (30): 9398–409. дои : 10.1021/bi025674w . ПМИД 12135361 .
- ^ Андерсон Т.А., Левитт Д.Г., Банасзак Л.Дж. (июль 1998 г.). «Структурные основы липидных взаимодействий в липовителлинах, растворимом липопротеине» . Структура . 6 (7): 895–909. дои : 10.1016/S0969-2126(98)00091-4 . ПМИД 9687371 .
- ^ Сагив, Юваль; Бай, Ли; Вэй, Дацен Г.; Агами, Реувен; Сэвидж, Пол Б.; Тейтон, Люк; Бенделак, Альберт (16 апреля 2007 г.). «Дистальный эффект дефицита микросомального белка-переносчика триглицеридов на лизосомальную рециркуляцию CD1d» . Журнал экспериментальной медицины . 204 (4): 921–8. дои : 10.1084/jem.20061568 . ПМК 2118556 . ПМИД 17403933 .
- ^ Олофссон С.О., Борен Дж. (ноябрь 2005 г.). «Аполипопротеин B: клинически важный аполипопротеин, который объединяет атерогенные липопротеины и способствует развитию атеросклероза» . Журнал внутренней медицины . 258 (5): 395–410. дои : 10.1111/j.1365-2796.2005.01556.x . ПМИД 16238675 . S2CID 19885776 .
- ^ Хюббе П., Римбах Г. (август 2017 г.). «Эволюция изоформ человеческого аполипопротеина E (APOE): структура гена, функция белка и взаимодействие с диетическими факторами». Обзоры исследований старения . 37 : 146–161. дои : 10.1016/J.arr.2017.06.002 . ПМИД 28647612 . S2CID 3758905 .
- ^ Кумар В., Батчер С.Дж., Орни К., Энгельхардт П., Хейкконен Дж. и др. (2011)Трехмерная криоЭМ-реконструкция нативных частиц ЛПНП с разрешением 16 Å при физиологической температуре тела. [1]
- ^ Оливер, Рэнди (август 2007 г.). «Жирные пчелы. Часть 1». Американский пчелиный журнал . [ нужна проверка ]
- ^ Рэнди, Оливер (август 2007 г.). «Жирные пчелы – Часть 1» . Американский пчелиный журнал : 714.
- ^ Энгельманн Ф (1983). «Вителлогенез, контролируемый ювенильным гормоном». В Даунер Р.Г., Лауфер Х. (ред.). Эндокринология насекомых . Нью-Йорк: Алан Р. Лисс. стр. 259–270.
- ^ Вятт Г.Р., Дэйви К.Г. (1996). «Клеточное и молекулярное действие ювенильного гормона. II. Роль ювенильного гормона у взрослых насекомых». Достижения в физиологии насекомых. Том 26 . Том. 26. стр. 1–155. дои : 10.1016/S0065-2806(08)60030-2 . ISBN 9780120242269 .
- ^ Храснигг, Норберт; Крайльсхайм, Карл (2005). «Различия в физиологии трутней и рабочих у медоносных пчел ( Apis mellifera )» (PDF) . Апидология . 36 (2): 255–277. дои : 10.1051/apido:2005015 .
- ^ Цзэн, Чжицзян; Хуанг, Закари Ю.; Цинь, Юйчуань; Панг, Хуэйчжун (1 апреля 2005 г.). «Титры ювенильных гормонов гемолимфы у рабочих медоносных пчел в нормальных и предварительных условиях» . Журнал экономической энтомологии . 98 (2): 274–278. дои : 10.1603/0022-0493-98.2.274 . ПМИД 15889713 . S2CID 198130721 .
- ^ Браванд, Дэвид; Вали, Уолтер; Кассманн, Хенрик; Филипп, Эрве (18 марта 2008 г.). «Потеря генов яичного желтка у млекопитающих и происхождение лактации и плацентации» . ПЛОС Биология . 6 (3): е63. doi : 10.1371/journal.pbio.0060063 . ПМК 2267819 . ПМИД 18351802 .
- ^ Ян Чжоу, Линда Ширвин-Уятт, Гоцзе Чжан и др. : Геномы утконоса и ехидны раскрывают биологию и эволюцию млекопитающих . В: Природа . 6 января 2021 г. doi:10.1038/s41586-020-03039-0 . См. также:
- Исследователи секвенировали геномы утконоса и ехидны . Вкл.: научные новости. 7 января 2021 г.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Уиллер, Диана Э.; Кавуя, Джон К. (1990). «Очистка и характеристика вителлогенина медоносной пчелы». Архив биохимии и физиологии насекомых . 14 (4): 253–267. дои : 10.1002/arch.940140405 . ПМИД 2134180 .
- «Экспрессия гена вителлогенина у самцов толстоголового гольяна как индикатор воздействия химических веществ, нарушающих работу эндокринной системы (EDC) в водной среде» . EPA.gov. 2006.
- Амдам, ГВ; Норберг, К.; Омхольт, Юго-Запад; Крайгер, П.; Лоренсо, AP; Битонди, ММГ; Симойнс, ZLP (ноябрь 2005 г.). «Более высокие концентрации вителлогенина у рабочих медоносных пчел могут быть адаптацией к жизни в умеренном климате». Общество насекомых . 52 (4): 316–319. дои : 10.1007/s00040-005-0812-2 . S2CID 25197924 .
- Зеехуус, Южная Каролина; Норберг, К.; Гимса, У.; Креклинг, Т.; Амдам, Г.В. (17 января 2006 г.). «Репродуктивный белок защищает функционально стерильных пчел от окислительного стресса» . Труды Национальной академии наук . 103 (4): 962–7. дои : 10.1073/pnas.0502681103 . ПМК 1347965 . ПМИД 16418279 .
- Нельсон, К. Минди; Иль, Кейт Э; Фондрк, М. Ким; Пейдж, Роберт Э; Амдам, Гро V; Читтка, Ларс (6 марта 2007 г.). «Ген вителлогенин оказывает множественное координирующее воздействие на социальную организацию» . ПЛОС Биология . 5 (3): е62. дои : 10.1371/journal.pbio.0050062 . ПМК 1808115 . ПМИД 17341131 .
- Корона, М.; Веларде, РА; Ремолина, С.; Моран-Лаутер, А.; Ван, Ю.; Хьюз, Калифорния; Робинсон, GE (16 апреля 2007 г.). «Вителлогенин, ювенильный гормон, передача сигналов инсулина и долголетие пчелиной матки» . Труды Национальной академии наук . 104 (17): 7128–33. Бибкод : 2007PNAS..104.7128C . дои : 10.1073/pnas.0701909104 . ПМЦ 1852330 . ПМИД 17438290 .