Гомолог циркадного белка периода 1
| ПЕР1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Идентификаторы | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Псевдонимы | PER1 , PER, RIGUI, hPER, период циркадных часов 1, период циркадного регулятора 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Внешние идентификаторы | Опустить : 602260 ; МГИ : 1098283 ; Гомологен : 1966 ; Генные карты : PER1 ; ОМА : ПЕР1 — ортологи | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Викиданные | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Гомолог 1 циркадного белка периода — это белок человека, который кодируется PER1 геном . [5]
Функция
[ редактировать ]Белок PER1 важен для поддержания циркадных ритмов в клетках, а также может играть роль в развитии рака. Этот ген является членом семейства периода генов . Это выражается в суточном колебательном циркадном ритме или в колебании, повторяющемся с периодом примерно 24 часа. PER1 наиболее заметно экспрессируется в области мозга, называемой супрахиазматическим ядром (SCN), которое является основным циркадным водителем ритма в мозге млекопитающих. PER1 также экспрессируется в периферических тканях млекопитающих. [6] Гены этого семейства кодируют компоненты циркадных ритмов двигательной активности, метаболизма и поведения. Циркадная экспрессия PER1 в супрахиазматическом ядре будет происходить свободно в постоянной темноте, а это означает, что 24-часовой период цикла будет сохраняться без помощи внешних световых сигналов. Впоследствии сдвиг цикла свет/тьма вызывает пропорциональный сдвиг экспрессии генов в супрахиазматическом ядре. Время экспрессии генов чувствительно к свету, поскольку свет во время субъективной ночи млекопитающего приводит к внезапному увеличению экспрессии и, таким образом, к сдвигу фазы в супрахиазматическом ядре. [7] альтернативный сплайсинг В этом гене наблюдался ; однако эти варианты не были полностью описаны. [8] Между экспертами существуют некоторые разногласия по поводу возникновения полиморфизмов, имеющих функциональное значение. Многие ученые утверждают, что не существует известных полиморфизмов человеческого гена PER1, значимых на популяционном уровне и приводящих к измеримым поведенческим или физиологическим изменениям. [9] Тем не менее, некоторые полагают, что даже «тихие» мутации могут вызывать значительные поведенческие фенотипы и приводить к серьезным фазовым изменениям. [10]
Функциональная консервативность гена PER показана в исследовании Shigeyoshi et al. 2002. В этом исследовании гены mPer1 и mPer2 мыши управлялись вневременным промотором Drosophila у Drosophila melanogaster. Они обнаружили, что обе конструкции mPer могут восстанавливать ритм аритмичным мухам (мухам per01). Таким образом, mPer1 и mPer2 могут функционировать как компоненты часов у мух и могут иметь значение, касающееся гомологии per-генов. [11]
Роль в хронобиологии
[ редактировать ]Ген PER1, также называемый rigui, является характерным циркадным осциллятором. PER1 ритмично транскрибируется в SCN, сохраняя период около 24 часов. Этот ритм поддерживается в постоянной темноте, а также может быть связан с изменением световых циклов. [5] PER1 участвует в генерации циркадных ритмов в СХЯ, а также оказывает влияние на другие колебания во всем организме. Например, нокаут PER1 влияет на пищевые осцилляторы и чувствительные к метамфетамину циркадные осцилляторы, периоды которых изменяются в отсутствие PER1. [12] Кроме того, у мышей с нокаутом генов PER1 и PER2 не наблюдается циркадной ритмичности. [13] Фазовые сдвиги в нейронах PER1 могут быть вызваны сильным и кратковременным световым стимулом СХЯ крыс. Воздействие света вызывает увеличение мРНК PER1, что позволяет предположить, что ген PER1 играет важную роль в включении биологических часов млекопитающих в цикл света и темноты. [14]
Механизм обратной связи
[ редактировать ]мРНК PER1 экспрессируется во всех клетках, действуя как часть механизма отрицательной обратной связи транскрипции-трансляции, который создает клеточные автономные молекулярные часы. Транскрипция PER1 регулируется взаимодействием белка с его пятью элементами E-box и одним элементом D-box в его промоторной области. Гетеродимер CLOCK - BMAL1 активирует элементы E-box , присутствующие в промоторе PER1, а также активирует промоторы E-box других компонентов молекулярных часов, таких как PER2, CRY1 и CRY2 . Фаза экспрессии мРНК PER1 варьируется в зависимости от ткани. [15] Транскрипт покидает ядро и транслируется в белок с доменами PAS , которые обеспечивают белок-белковые взаимодействия. PER1 и PER2 фосфорилируются CK1ε, что приводит к усилению убиквитилирования и деградации. [16] Этому фосфорилированию противодействует фосфатаза PP1, что приводит к более постепенному увеличению фосфорилированного PER и дополнительному контролю над периодом молекулярных часов. [17] Фосфорилирование PER1 также может привести к маскировке его богатой лейцином последовательности ядерной локализации и, таким образом, затруднить импорт гетеродимера. [18]
PER взаимодействует с другими белками PER, а также с белками CRY1 и CRY2, регулируемыми E-box и управляемыми по часам, с образованием гетеродимера, который транслоцируется в ядро. Там он ингибирует активацию CLOCK-BMAL. [19] PER1 не необходим для создания циркадных ритмов, но гомозиготные мутанты PER1 демонстрируют укороченный период экспрессии мРНК. [13] Хотя PER1 должен быть мутирован в сочетании с PER2, чтобы привести к аритмичности, было показано, что два транслируемых белка PER играют несколько разные роли, поскольку PER1 действует преимущественно за счет взаимодействия с другими часовыми белками. [20]
Клиническое значение
[ редактировать ]Экспрессия PER1 может оказывать существенное влияние на клеточный цикл. Рак часто является результатом нерегулируемого роста и деления клеток, который можно контролировать циркадными механизмами. Следовательно, циркадные часы клетки могут играть большую роль в вероятности ее развития в раковую клетку. PER1 — это ген, который играет важную роль в таком циркадном механизме. Его сверхэкспрессия, в частности, вызывает апоптоз, индуцированный повреждением ДНК. Кроме того, снижение регуляции PER1 может усиливать рост опухолей у млекопитающих. [21] PER1 также взаимодействует с белками ATM и Chk2 . Эти белки являются ключевыми контрольными белками в клеточном цикле. [22] У онкологических больных снижена экспрессия per1. Гери и др. предполагает, что регуляция экспрессии PER1 может быть полезна для лечения рака в будущем. [23]
Ген
[ редактировать ]Ортологи
[ редактировать ]Ниже приводится список некоторых ортологов гена PER1 у других видов: [24]
- PER1 ( Rattus norvegicus )
- PER1 ( мышечные мышцы )
- per1a ( Дания рерио )
- ПЕР1 ( Человек разумный )
- лин-42 ( Caenorhabditis elegans )
- PER1 ( Бос Телец )
- per1b ( Дания рерио )
- ПЕР ( Drosophila melanogaster )
- PER1 ( Xenopus тропический )
- ПЕР1 ( Лошадь-лошадь )
- PER1 ( Макака мулатта )
- PER1 ( Свиноматка )
Паралоги
[ редактировать ]Расположение
[ редактировать ]Ген PER1 человека расположен на хромосоме 17 в следующем месте: [25]
- Начало: 8 140 470
- Финиш: 8 156 405
- Длина: 15 936
- Экзоны: 24
PER1 имеет 19 транскриптов (вариантов сплайсинга).
Открытие
[ редактировать ]PER1 Ортолог был впервые обнаружен Рональдом Конопкой и Сеймуром Бензером в 1971 году. В 1997 году были открыты гены Period 1 (mPer1) и Period 2 (mPer2) (Sun et al., 1997 и Albretch et al., 1997). Эти гены были обнаружены посредством скрининга гомологии с Drosophila per. Он был независимо обнаружен Саном и др. 1997 г., назвав его RIGUI, а Тей и др. 1997, которые назвали его hper из-за сходства последовательностей белков с Drosophila per. Они обнаружили, что мышиный гомолог обладает свойствами циркадного регулятора. Он имел циркадную экспрессию в супрахиазматическом ядре ( SCN ), автоколебания и увлечение циркадной экспрессии внешними световыми сигналами. [26]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с GRCh38: Ensembl выпуск 89: ENSG00000179094 – Ensembl , май 2017 г.
- ^ Jump up to: а б с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000020893 – 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 .
- ^ Jump up to: а б Сунь З.С., Альбрехт У., Жученко О., Бэйли Дж., Эйхель Дж., Ли CC (сентябрь 1997 г.). «RIGUI, предполагаемый ортолог млекопитающих гена периода дрозофилы» . Клетка . 90 (6): 1003–11. дои : 10.1016/S0092-8674(00)80366-9 . ПМИД 9323128 .
- ^ Ламонт Э.В., Джеймс Ф.О., Бойвин Д.Б., Чермакян Н. (сентябрь 2007 г.). «От экспрессии генов циркадных часов к патологиям». Сон Мед . 8 (6): 547–56. дои : 10.1016/j.sleep.2006.11.002 . ПМИД 17395534 .
- ^ Эблинг Ф.Дж. (октябрь 1996 г.). «Роль глутамата в фоторегуляции супрахиазматического ядра». Прог. Нейробиол . 50 (2–3): 109–32. дои : 10.1016/S0301-0082(96)00032-9 . ПМИД 8971980 . S2CID 29336791 .
- ^ EnterGene 5187
- ^ Лим А.С., Чанг А.М., Шульман Дж.М., Радж Т., Чибник Л.Б., Каин С.В., Ротамель К., Бенуа С., Майерс А.Дж., Чейслер К.А., Бухман А.С., Беннетт Д.А., Даффи Дж.Ф., Сапер CB, Де Ягер PL (сентябрь 2012 г.). «Общий полиморфизм около PER1 и синхронизация поведенческих ритмов человека» . Энн. Нейрол . 72 (3): 324–34. дои : 10.1002/ana.23636 . ПМЦ 3464954 . ПМИД 23034908 .
- ^ Карпен Дж.Д., фон Шанц М., Смитс М., Скин DJ, Арчер С.Н. (2006). «Тихий полиморфизм гена PER1 связан с экстремальным дневным предпочтением у людей» . Дж. Хум. Жене . 51 (12): 1122–25. дои : 10.1007/s10038-006-0060-y . ПМИД 17051316 .
- ^ Сигейоши Ю., Мейер-Бернштейн Э., Ягита К., Фу В., Чен Ю., Такуми Т., Шотланд П., Сегал А., Окамура Х. (февраль 2002 г.). «Восстановление циркадных поведенческих ритмов в нулевом периоде мутанта дрозофилы (per01) гомологами периода млекопитающих mPer1 и mPer2». Генные клетки . 7 (2): 163–71. дои : 10.1046/j.1356-9597.2001.00503.x . ПМИД 11895480 . S2CID 8312368 .
- ^ Пендергаст Дж.С., Ода Г.А., Нисвендер К.Д., Ямазаки С. (август 2012 г.). «Определение периода в усвояемых пищей и чувствительных к метамфетамину циркадных осцилляторах» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 109 (35): 14218–23. Бибкод : 2012PNAS..10914218P . дои : 10.1073/pnas.1206213109 . ПМЦ 3435193 . ПМИД 22891330 .
- ^ Jump up to: а б Чжэн Б., Альбрехт У., Каасик К., Сейдж М., Лу В., Вайшнав С., Ли Q, Сунь З.С., Эйхель Г., Брэдли А., Ли CC (июнь 2001 г.). «Неизбыточные роли генов mPer1 и mPer2 в циркадных часах млекопитающих» . Клетка . 105 (5): 683–94. дои : 10.1016/S0092-8674(01)00380-4 . ПМИД 11389837 . S2CID 17602272 .
- ^ Мияке С., Суми Ю., Ян Л., Такекида С., Фукуяма Т., Исида Ю., Ямагути С., Ягита К., Окамура Х. (ноябрь 2000 г.). «Фазозависимые ответы генов Per1 и Per2 на световой раздражитель в супрахиазматическом ядре крысы». Неврология. Летт . 294 (1): 41–44. дои : 10.1016/S0304-3940(00)01545-7 . ПМИД 11044582 . S2CID 6241393 .
- ^ Ямаджуку Д., Сибата Ю., Китадзава М., Катакура Т., Урата Х., Кодзима Т., Наката О., Хасимото С. (декабрь 2010 г.). «Идентификация функциональных элементов, управляемых часами, участвующих в дифференциальном выборе времени транскрипции Per1 и Per2» . Нуклеиновые кислоты Рез . 38 (22): 7964–73. дои : 10.1093/nar/gkq678 . ПМК 3001056 . ПМИД 20693532 .
- ^ Кислер Г.А., Камачо Ф., Го Й., Виршуп Д., Мондадори Дж., Яо З. (апрель 2000 г.). «Фосфорилирование и дестабилизация часового белка человеческого периода I с помощью человеческой казеинкиназы I эпсилон». НейроОтчет . 11 (5): 951–55. дои : 10.1097/00001756-200004070-00011 . ПМИД 10790862 . S2CID 30970694 .
- ^ Ли Х.М., Чен Р., Ким Х., Эчегарай Дж.П., Уивер Д.Р., Ли С. (сентябрь 2011 г.). «Период циркадного осциллятора в первую очередь определяется балансом между казеинкиназой 1 и протеинфосфатазой 1» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 108 (39): 16451–56. Бибкод : 2011PNAS..10816451L . дои : 10.1073/pnas.1107178108 . ПМК 3182690 . ПМИД 21930935 .
- ^ Вильхабер Э.Л., Дуричка Д., Ульман К.С., Виршуп Д.М. (декабрь 2001 г.). «Ядерный экспорт белков PERIOD млекопитающих» . Ж. Биол. Хим . 276 (49): 45921–27. дои : 10.1074/jbc.M107726200 . ПМЦ 1513547 . ПМИД 11591712 .
- ^ Ко Ч., Такахаши Дж.С. (октябрь 2006 г.). «Молекулярные компоненты циркадных часов млекопитающих» . Хм. Мол. Жене . 15 Спецификация № 2: R271–77. дои : 10.1093/hmg/ddl207 . ПМЦ 3762864 . ПМИД 16987893 .
- ^ Бэ К., Джин Икс, Мэйвуд Э.С., Гастингс М.Х., Репперт С.М., Уивер Д.Р. (май 2001 г.). «Дифференциальные функции mPer1, mPer2 и mPer3 в циркадных часах СХЯ» . Нейрон . 30 (2): 525–36. дои : 10.1016/S0896-6273(01)00302-6 . ПМИД 11395012 . S2CID 219582 .
- ^ Ян X, Вуд П.А., Анселл CM, Куитон Д.Ф., О ЭЙ, Дю-Куитон Дж., Грушески В.Дж. (октябрь 2009 г.). «Ген циркадных часов Per1 подавляет пролиферацию раковых клеток и рост опухоли в определенное время суток». Хронобиол. Межд . 26 (7): 1323–39. дои : 10.3109/07420520903431301 . ПМИД 19916834 . S2CID 474970 .
- ^ Бушеми Г., Перего П., Каренини Н., Наканиши М., Чесса Л., Чен Дж., Ханна К., Делия Д. (октябрь 2004 г.). «Активация киназ ATM и Chk2 в зависимости от количества разрывов цепей ДНК» . Онкоген . 23 (46): 7691–700. дои : 10.1038/sj.onc.1207986 . ПМИД 15361830 .
- ^ Гери С., Комацу Н., Балджян Л., Ю А, Ку Д., Кеффлер Х.П. (май 2006 г.). «Циркадный ген per1 играет важную роль в росте клеток и контроле повреждений ДНК в раковых клетках человека» . Мол. Клетка . 22 (3): 375–82. doi : 10.1016/j.molcel.2006.03.038 . ПМИД 16678109 .
- ^ «ПЕР1» . Экспрессионный атлас . Европейская лаборатория молекулярной биологии. 2013 . Проверено 13 апреля 2013 г.
- ^ «ПЕР1» . НКБИ . 2015 . Проверено 18 января 2015 г.
- ^ Альбрехт У, Сунь З.С., Эйхель Дж., Ли CC (декабрь 1997 г.). «Дифференциальный ответ двух предполагаемых циркадных регуляторов млекопитающих, mper1 и mper2, на свет» . Клетка . 91 (7): 1055–64. doi : 10.1016/S0092-8674(00)80495-X . ПМИД 9428527 . S2CID 16049851 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- PER1 + белок, + человек Национальной медицинской библиотеки США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
- Дополнительная информация об интронах и экзонах PER1
- Варианты сращивания PER1
Эта статья включает текст из Национальной медицинской библиотеки США , который находится в свободном доступе .