Арестин

арестин бета 1
арестин бета 1
Идентификаторы
Символ	ARRB1
Альт. символы	ARR1, арестин-2
ген NCBI	408
HGNC	711
МОЙ БОГ	107940
RefSeq	НМ_004041
ЮниПрот	P49407
Другие данные
Локус	Хр. 11 q13
Structures
показывать Искать
Structures	Swiss-model
Domains	InterPro

показывать Искать
Structures	Swiss-model
Domains	InterPro

S-антиген; сетчатка и шишковидная железа (аррестин)
S-антиген; сетчатка и шишковидная железа (аррестин)
	Кристаллографическая структура бычьего аррестина-S.
Идентификаторы
Символ	провисание
Альт. символы	арестин-1
ген NCBI	6295
HGNC	10521
МОЙ БОГ	181031
RefSeq	НМ_000541
ЮниПрот	P10523
Другие данные
Локус	Хр. 2 q37.1
Structures
показывать Искать
Structures	Swiss-model
Domains	InterPro

арестин бета 2

Идентификаторы

Символ

ARRB2

Альт. символы

ARR2, арестин-3

Другие данные

17 стр.13

Искать
Structures	Swiss-model
Domains	InterPro

арестин 3, сетчатка (X-аррестин)

Идентификаторы

Символ

ARR3

Альт. символы

ARRX, арестин-4

Другие данные

Хр. Х q

Искать
Structures	Swiss-model
Domains	InterPro

Аррестины (сокращенно Arr ) представляют собой небольшое семейство белков, важных для регуляции передачи сигнала на рецепторах, связанных с G-белком . ^[2]^[3] как часть консервативного двухэтапного механизма регуляции активности рецепторов, связанных с G-белком (GPCR) в системе зрительного родопсина. Аррестины были впервые обнаружены Германом Кюном , Скоттом Холлом и Урсулой Вильден ^[4] и в β-адренергической системе Мартина Дж. Лозе и соавторов. ^[5]^[6]

Функция

В ответ на стимул GPCR активируют гетеротримерные G-белки . Чтобы отключить эту реакцию или адаптироваться к постоянному стимулу, активные рецепторы необходимо десенсибилизировать. Первым шагом в десенсибилизации является фосфорилирование рецептора с помощью класса серин/треониновых киназ, называемых киназами рецепторов, связанных с G-белком (GRK). Фосфорилирование GRK специфически подготавливает активированный рецептор к связыванию аррестина. Связывание аррестина с рецептором блокирует дальнейшую передачу сигналов, опосредованную G-белком, и нацеливается на рецепторы для интернализации, а также перенаправляет передачу сигналов на альтернативные, независимые от G-белка пути, такие как передача сигналов β-аррестина. ^[7]^[8]^[9]^[10]^[6] Помимо GPCR, аррестины связываются с другими классами рецепторов клеточной поверхности и множеством других сигнальных белков. ^[11]

Подтипы

Млекопитающие экспрессируют четыре подтипа аррестина, и каждый подтип аррестина известен под несколькими псевдонимами. Систематическое название аррестина (1–4), а также наиболее широко используемые псевдонимы для каждого подтипа аррестина выделены жирным шрифтом ниже:

Первоначально аррестин-1 был идентифицирован как S-антиген (SAG), вызывающий увеит (аутоиммунное заболевание глаз), затем независимо описан как белок массой 48 кДа, который связывает активируемый светом фосфорилированный родопсин, прежде чем стало ясно, что оба они являются одним и тем же. Позже он был переименован в зрительный аррестин, но когда был клонирован другой зрительный подтип, специфичный для колбочек, был придуман термин палочковидный аррестин. Это также оказалось неправильным термином: аррестин-1 экспрессируется на сопоставимых очень высоких уровнях как в палочковидных, так и в колбочковых фоторецепторных клетках .
Аррестин-2 был первым клонированным невизуальным аррестином. Впервые он был назван β-аррестином просто из-за двух GPCR, доступных в то время в очищенной форме, родопсина и β ₂ -адренергического рецептора . Он отдал предпочтение последнему.
Аррестин-3 . Второй клонированный невизуальный аррестин сначала был назван β-аррестином-2 (задним числом название β-аррестина было изменено на β-аррестин-1), хотя к тому времени было ясно, что невизуальные аррестины взаимодействуют с сотнями различных GPCR, а не только с β ₂ -адренергическим рецептором. Вскоре после этого были предложены систематические названия — аррестин-2 и аррестин-3 соответственно.
Аррестин-4 был клонирован двумя группами и назван конусным аррестином по типу фоторецептора, который его экспрессирует, и Х-аррестином по названию хромосомы, в которой находится его ген. В базе данных HUGO его ген называется аррестин-3 .

Рыбы и другие позвоночные, по-видимому, имеют только три аррестина: до сих пор не было клонировано ни одного эквивалента аррестина-2, который является наиболее распространенным незрительным подтипом у млекопитающих. Протохордатный Ciona кишечный (морская асцидия) имеет только один ререстин, который у его подвижной личинки с высокоразвитыми глазами служит зрительным, а у слепой сидячей взрослой особи становится родовым незрительным. Консервативные положения нескольких интронов в его гене и в наших подтипах аррестина позволяют предположить, что все они произошли от этого предкового аррестина. ^[12] У низших беспозвоночных, например круглых червей Caenorhabditis elegans , также имеется только один ререстин. У насекомых есть arr1 и arr2, первоначально названные «зрительными аррестинами», поскольку они экспрессируются в фоторецепторах, и один незрительный подтип (курц у дрозофилы ). Позже было обнаружено, что arr1 и arr2 играют важную роль в обонятельных нейронах и переименованы в «сенсорные». У грибов есть отдаленные родственники аррестина, участвующие в определении pH.

Распределение тканей

Один или несколько аррестинов экспрессируются практически в каждой эукариотической клетке. У млекопитающих аррестин-1 и аррестин-4 в основном локализованы в фоторецепторах, тогда как аррестин-2 и аррестин-3 распространены повсеместно. Нейроны имеют самый высокий уровень экспрессии обоих незрительных подтипов. В нейрональных предшественниках оба экспрессируются на сопоставимых уровнях, тогда как в зрелых нейронах уровень аррестина-2 в 10-20 раз выше, чем аррестина-3.

Механизм

Аррестины блокируют связывание GPCR с G-белками двумя способами. Во-первых, связывание аррестина с цитоплазматической стороной рецептора закупоривает сайт связывания гетеротримерного G-белка, предотвращая его активацию (десенситизацию). ^[13] Во-вторых, арестин связывает рецептор с элементами механизма интернализации, клатрином и адаптером клатрина AP2 , что способствует интернализации рецептора через покрытые ямки и последующему транспорту во внутренние компартменты, называемые эндосомами . Впоследствии рецептор может быть либо направлен в отделы деградации ( лизосомы ), либо возвращен обратно на плазматическую мембрану, где он может снова передать сигнал. В этом выборе играет роль сила взаимодействия аррестин-рецептор: более плотные комплексы имеют тенденцию увеличивать вероятность деградации рецептора (Класс B), тогда как более временные комплексы благоприятствуют рециркуляции (Класс А), хотя это «правило» далеко не абсолютно. ^[2] Совсем недавно были обнаружены прямые взаимодействия между G-белками семейства Gi/o и аррестином ниже множественных рецепторов, независимо от канонического G-белков . связывания ^[14] Эти недавние открытия открывают механизм передачи сигналов GPCR, отличный от канонической активации G-белка и десенсибилизации β-аррестина, при котором GPCR вызывают образование сигнальных комплексов Gαi:β-аррестин.

Структура

Аррестины представляют собой удлиненные молекулы, в которых несколько внутримолекулярных взаимодействий поддерживают относительную ориентацию двух доменов. Нестимулированные клеточные аррестины локализуются в цитоплазме в базальной «неактивной» конформации. Активные фосфорилированные GPCR рекрутируют аррестин на плазматическую мембрану. Связывание рецептора вызывает глобальные конформационные изменения, которые включают перемещение двух доменов аррестина и высвобождение его С-концевого хвоста, который содержит сайты связывания клатрина и AP2. Повышенная доступность этих сайтов в рецептор-связанном аррестине нацеливает комплекс аррестин-рецептор на покрытую ямку. Аррестины также связывают микротрубочки (часть клеточного «скелета»), где они принимают еще одну конформацию, отличную как от свободной, так и от рецептор-связанной формы. Связанные с микротрубочками аррестины рекрутируют определенные белки в цитоскелет, что влияет на их активность и/или перенаправляет ее на белки, ассоциированные с микротрубочками.

Аррестины перемещаются между ядром клетки и цитоплазмой . Их ядерные функции до конца не изучены, но было показано, что все четыре подтипа аррестина млекопитающих удаляют некоторых своих партнеров, таких как протеинкиназа JNK3 или убиквитинлигаза Mdm2 из ядра . Аррестины также модифицируют экспрессию генов, усиливая транскрипцию определенных генов.

Аррестин (или S-антиген), N-концевой домен

Структура аррестина из наружных сегментов бычьих палочек. ^[1]

Идентификаторы

Символ

Аррестин_Н

Пфам Клан

1cf1 / СКОПе / СУПФАМ

Доступные белковые структуры:
Pfam	structures / ECOD
PDB	RCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBsum	structure summary
PDB	1ayr , 1cf1 , 1g4m , 1g4r , 1jsy , 1zsh

Аррестин (или S-антиген), С-концевой домен

Структура бычьего бета-аррестина. ^[15]

Идентификаторы

Символ

Аррестин_C

Пфам Клан

1cf1 / СКОПе / СУПФАМ

Доступные белковые структуры:
Pfam	structures / ECOD
PDB	RCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBsum	structure summary
PDB	1ayr , 1cf1 , 1g4m , 1g4r , 1jsy , 1suj , 1zsh

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б PDB : 1CF1 ; Хирш Дж.А., Шуберт С., Гуревич В.В., Сиглер П.Б. (апрель 1999 г.). «2.8 Кристаллическая структура зрительного арестина: модель регуляции арестина» . Клетка . 97 (2): 257–69. дои : 10.1016/S0092-8674(00)80735-7 . ПМИД 10219246 . S2CID 17124300 .
^ Jump up to: ^а ^б Мур Калифорния, Милано С.К., Бенович Дж.Л. (2007). «Регуляция торговли рецепторами с помощью ГРК и арестинов». Ежегодный обзор физиологии . 69 : 451–82. doi : 10.1146/annurev.physiol.69.022405.154712 . ПМИД 17037978 .
^ Лефковиц Р.Дж., Шеной С.К. (апрель 2005 г.). «Передача сигналов рецепторов бета-аррестинами». Наука . 308 (5721): 512–7. Бибкод : 2005Sci...308..512L . дои : 10.1126/science.1109237 . PMID 15845844 . S2CID 26931077 .
^ Уилден Ю, Холл СВ, Кюн Х (март 1986 г.). «Активация фосфодиэстеразы фотовозбужденным родопсином подавляется, когда родопсин фосфорилируется и связывает внутренний белок массой 48 кДа наружных сегментов палочек» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 83 (5): 1174–8. Бибкод : 1986PNAS...83.1174W . дои : 10.1073/pnas.83.5.1174 . ПМК 323037 . ПМИД 3006038 .
^ Лозе М.Дж., Бенович Дж.Л., Кодина Дж., Кэрон М.Г., Лефковиц Р.Дж. (июнь 1990 г.). «Бета-аррестин: белок, который регулирует функцию бета-адренергических рецепторов». Наука . 248 (4962): 1547–50. Бибкод : 1990Sci...248.1547L . дои : 10.1126/science.2163110 . ПМИД 2163110 .
^ Jump up to: ^а ^б Гуревич В.В., Гуревич Е.В. (июнь 2006 г.). «Структурные основы аррестин-опосредованной регуляции рецепторов, связанных с G-белком» . Фармакология и терапия . 110 (3): 465–502. doi : 10.1016/j.pharmthera.2005.09.008 . ПМЦ 2562282 . ПМИД 16460808 .
^ Смит Дж.С., Лефковиц Р.Дж., Раджагопал С. (январь 2018 г.). «Смещенная сигнализация: от простых переключателей до аллостерических микропроцессоров» . Обзоры природы. Открытие наркотиков . 17 (4): 243–260. дои : 10.1038/nrd.2017.229 . ПМК 5936084 . ПМИД 29302067 .
^ Кэхилл Т.Дж., Томсен А.Р., Тарраш Дж.Т., Плуфф Б., Нгуен А.Х., Ян Ф. и др. (февраль 2017 г.). «Различные конформации комплексов GPCR-β-аррестин опосредуют десенсибилизацию, передачу сигналов и эндоцитоз» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 114 (10): 2562–2567. Бибкод : 2017PNAS..114.2562C . дои : 10.1073/pnas.1701529114 . ПМЦ 5347553 . ПМИД 28223524 .
^ Кумари П., Шривастава А., Банерджи Р., Гош Э., Гупта П., Ранджан Р., Чен Х, Гупта Б., Гупта С., Джайман Д., Шукла А.К. (ноябрь 2016 г.). «Функциональная компетентность частично задействованного комплекса GPCR-β-аррестин» . Природные коммуникации . 7 : 13416. Бибкод : 2016NatCo...713416K . дои : 10.1038/ncomms13416 . ПМК 5105198 . ПМИД 27827372 .
^ Кумари П., Шривастава А., Гош Э., Ранджан Р., Догра С., Ядав П.Н., Шукла АК (апрель 2017 г.). «Взаимодействие ядра с β-аррестином необязательно для индуцированного агонистом эндоцитоза рецептора вазопрессина и активации ERK» . Молекулярная биология клетки . 28 (8): 1003–10. дои : 10.1091/mbc.E16-12-0818 . ПМК 5391177 . ПМИД 28228552 .
^ Гуревич В.В., Гуревич Е.В. (февраль 2004 г.). «Молекулярная акробатика активации аррестина». Тенденции в фармакологических науках . 25 (2): 105–11. дои : 10.1016/j.tips.2003.12.008 . ПМИД 15102497 .
^ Гуревич Е.В., Гуревич В.В. (2006). «Аррестины: повсеместные регуляторы клеточных сигнальных путей» . Геномная биология . 7 (9): 236. doi : 10.1186/gb-2006-7-9-236 . ПМЦ 1794542 . ПМИД 17020596 .
^ Кан Ю, Чжоу ХЕ, Гао Х, Хэ Ю, Лю В, Ищенко А и др. (июль 2015 г.). «Кристаллическая структура родопсина, связанного с аррестином фемтосекундным рентгеновским лазером» . Природа . 523 (7562): 561–7. Бибкод : 2015Natur.523..561K . дои : 10.1038/nature14656 . ПМК 4521999 . ПМИД 26200343 .
^ Смит Дж.С., Пак Т.Ф. и др. (2021). «Неканонический каркас Gαi и β-аррестина рецепторами, связанными с G-белком» . Наука . 371 (перед печатью): eaay1833. дои : 10.1126/science.aay1833 . ПМЦ 8005335 . ПМИД 33479120 .
^ Хан М., Гуревич В.В., Вишнивецкий С.А., Сиглер П.Б., Шуберт С. (сентябрь 2001 г.). «Кристаллическая структура бета-аррестина при 1,9 А: возможный механизм связывания рецептора и мембранной транслокации» . Структура . 9 (9): 869–80. дои : 10.1016/S0969-2126(01)00644-X . ПМИД 11566136 .

Внешние ссылки

Арестин в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)

[pmid10219246-1] Jump up to: ^а ^б PDB : 1CF1 ; Хирш Дж.А., Шуберт С., Гуревич В.В., Сиглер П.Б. (апрель 1999 г.). «2.8 Кристаллическая структура зрительного арестина: модель регуляции арестина» . Клетка . 97 (2): 257–69. дои : 10.1016/S0092-8674(00)80735-7 . ПМИД 10219246 . S2CID 17124300 .

[Moore_2005-2] Jump up to: ^а ^б Мур Калифорния, Милано С.К., Бенович Дж.Л. (2007). «Регуляция торговли рецепторами с помощью ГРК и арестинов». Ежегодный обзор физиологии . 69 : 451–82. doi : 10.1146/annurev.physiol.69.022405.154712 . ПМИД 17037978 .

[pmid15845844-3] Лефковиц Р.Дж., Шеной С.К. (апрель 2005 г.). «Передача сигналов рецепторов бета-аррестинами». Наука . 308 (5721): 512–7. Бибкод : 2005Sci...308..512L . дои : 10.1126/science.1109237 . PMID 15845844 . S2CID 26931077 .

[pmid3006038-4] Уилден Ю, Холл СВ, Кюн Х (март 1986 г.). «Активация фосфодиэстеразы фотовозбужденным родопсином подавляется, когда родопсин фосфорилируется и связывает внутренний белок массой 48 кДа наружных сегментов палочек» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 83 (5): 1174–8. Бибкод : 1986PNAS...83.1174W . дои : 10.1073/pnas.83.5.1174 . ПМК 323037 . ПМИД 3006038 .

[pmid2163110-5] Лозе М.Дж., Бенович Дж.Л., Кодина Дж., Кэрон М.Г., Лефковиц Р.Дж. (июнь 1990 г.). «Бета-аррестин: белок, который регулирует функцию бета-адренергических рецепторов». Наука . 248 (4962): 1547–50. Бибкод : 1990Sci...248.1547L . дои : 10.1126/science.2163110 . ПМИД 2163110 .

[pmid16460808-6] Jump up to: ^а ^б Гуревич В.В., Гуревич Е.В. (июнь 2006 г.). «Структурные основы аррестин-опосредованной регуляции рецепторов, связанных с G-белком» . Фармакология и терапия . 110 (3): 465–502. doi : 10.1016/j.pharmthera.2005.09.008 . ПМЦ 2562282 . ПМИД 16460808 .

[7] Смит Дж.С., Лефковиц Р.Дж., Раджагопал С. (январь 2018 г.). «Смещенная сигнализация: от простых переключателей до аллостерических микропроцессоров» . Обзоры природы. Открытие наркотиков . 17 (4): 243–260. дои : 10.1038/nrd.2017.229 . ПМК 5936084 . ПМИД 29302067 .

[pmid28223524-8] Кэхилл Т.Дж., Томсен А.Р., Тарраш Дж.Т., Плуфф Б., Нгуен А.Х., Ян Ф. и др. (февраль 2017 г.). «Различные конформации комплексов GPCR-β-аррестин опосредуют десенсибилизацию, передачу сигналов и эндоцитоз» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 114 (10): 2562–2567. Бибкод : 2017PNAS..114.2562C . дои : 10.1073/pnas.1701529114 . ПМЦ 5347553 . ПМИД 28223524 .

[pmid27827372-9] Кумари П., Шривастава А., Банерджи Р., Гош Э., Гупта П., Ранджан Р., Чен Х, Гупта Б., Гупта С., Джайман Д., Шукла А.К. (ноябрь 2016 г.). «Функциональная компетентность частично задействованного комплекса GPCR-β-аррестин» . Природные коммуникации . 7 : 13416. Бибкод : 2016NatCo...713416K . дои : 10.1038/ncomms13416 . ПМК 5105198 . ПМИД 27827372 .

[pmid28228552-10] Кумари П., Шривастава А., Гош Э., Ранджан Р., Догра С., Ядав П.Н., Шукла АК (апрель 2017 г.). «Взаимодействие ядра с β-аррестином необязательно для индуцированного агонистом эндоцитоза рецептора вазопрессина и активации ERK» . Молекулярная биология клетки . 28 (8): 1003–10. дои : 10.1091/mbc.E16-12-0818 . ПМК 5391177 . ПМИД 28228552 .

[pmid15102497-11] Гуревич В.В., Гуревич Е.В. (февраль 2004 г.). «Молекулярная акробатика активации аррестина». Тенденции в фармакологических науках . 25 (2): 105–11. дои : 10.1016/j.tips.2003.12.008 . ПМИД 15102497 .

[pmid17020596-12] Гуревич Е.В., Гуревич В.В. (2006). «Аррестины: повсеместные регуляторы клеточных сигнальных путей» . Геномная биология . 7 (9): 236. doi : 10.1186/gb-2006-7-9-236 . ПМЦ 1794542 . ПМИД 17020596 .

[13] Кан Ю, Чжоу ХЕ, Гао Х, Хэ Ю, Лю В, Ищенко А и др. (июль 2015 г.). «Кристаллическая структура родопсина, связанного с аррестином фемтосекундным рентгеновским лазером» . Природа . 523 (7562): 561–7. Бибкод : 2015Natur.523..561K . дои : 10.1038/nature14656 . ПМК 4521999 . ПМИД 26200343 .

[14] Смит Дж.С., Пак Т.Ф. и др. (2021). «Неканонический каркас Gαi и β-аррестина рецепторами, связанными с G-белком» . Наука . 371 (перед печатью): eaay1833. дои : 10.1126/science.aay1833 . ПМЦ 8005335 . ПМИД 33479120 .

[pmid11566136-15] Хан М., Гуревич В.В., Вишнивецкий С.А., Сиглер П.Б., Шуберт С. (сентябрь 2001 г.). «Кристаллическая структура бета-аррестина при 1,9 А: возможный механизм связывания рецептора и мембранной транслокации» . Структура . 9 (9): 869–80. дои : 10.1016/S0969-2126(01)00644-X . ПМИД 11566136 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

v т и Белок клеточной : белки мембраны (кроме рецепторов клеточной поверхности , ферментов и цитоскелета ).
Arrestin	SAG ARRB1 ARRB2 ARR3
Membrane-spanning 4A	MS4A1 MS4A2 MS4A3 MS4A4A MS4A4E MS4A5 MS4A6A MS4A6E MS4A7 MS4A8B MS4A9 MS4A10 MS4A12 MS4A13 MS4A14 MS4A15 MS4A18
Myelin	Myelin basic protein PMP2 Myelin proteolipid protein PLP1 Myelin oligodendrocyte glycoprotein Myelin-associated glycoprotein Myelin protein zero
Pulmonary surfactant	Pulmonary surfactant-associated protein B Pulmonary surfactant-associated protein C
Tetraspanin	TSPAN1 TSPAN2 TSPAN3 TSPAN4 TSPAN5 TSPAN6 TSPAN7 TSPAN8 TSPAN9 TSPAN10 TSPAN11 TSPAN12 TSPAN13 TSPAN14 TSPAN15 TSPAN16 TSPAN17 TSPAN18 TSPAN19 TSPAN20 TSPAN21 TSPAN22 TSPAN23 TSPAN24 TSPAN25 TSPAN26 TSPAN27 TSPAN28 TSPAN29 TSPAN30 TSPAN31 TSPAN32 TSPAN33 TSPAN34
Other/ungrouped	Calnexin LDL-receptor-related protein-associated protein Neurofibromin 2 Presenilin PSEN1 PSEN2 HFE Phospholipid transfer proteins Dysferlin STRC OTOF
see also other cell membrane protein disorders

v т и главного комплекса гистосовместимости Классы
MHC class I	HLA-A HLA-B HLA-C HLA-E HLA-F HLA-G
MHC class II	HLA-DM α β HLA-DO α β HLA-DP α1 β1 HLA-DQ α1 α2 β1 β2 β3 HLA-DR α β1 β3 β4 β5
Other	Human leukocyte antigen Minor histocompatibility antigen Blood transfusion Arrestin Calgranulin Human blood group systems Cell adhesion molecules Cluster of differentiation