Jump to content

Митохондриальный ответ белка с разворачиванием

Митохондриальный ответ белков ( UPR (UPR гору ) является клеточной реакцией на стресс, связанной с митохондриями . UPR гору Результаты развернутых или неправильно свернутых белков в митохондриях за пределами способности белков шаперона справляться с ними. [ 1 ] UPR гору может возникнуть либо в митохондриальной матрице , либо во внутренней мембране митохондриального . [ 1 ] В UPR гору Митохондрион будет либо активировать белки шаперона, либо вызвать протеазы на разложение белков, которые не могут правильно складываться. [ 1 ] UPR гору Вызывает сиртуин Sirt3 активировать антиоксидантные ферменты и митофагию . [ 2 ]

Митохондриальная сеть транспорта электронов , которые продлевают продолжительность жизни Caenorhabditis elegans ( нематодные черви), также активируют UPR гору . [ 3 ] Активация UPR гору В нематодных червях было показано, что увеличение NAD+ за счет добавления никотинамидом или никотинамидным рибозидом продлевает продолжительность жизни. [ 4 ] глиальные и зародышевые митохондрии играют значительную роль в передаче сигналов и регуляции UPR Было обнаружено, что гору [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] Было показано, что также было показано, что добавка никотинамидного рибозида у мышей у мышей активирует UPR гору . [ 8 ]

Клеточные развернутые белковые ответы

[ редактировать ]

Большинство клеточных белков транслируются и свернуты в цитозоле с помощью молекулярных шаперонов. Так же, как белки должны быть сложены для функционирования в цитозоле, белки в органеллах, таких как эндоплазматический ретикулум (ER) и митохондрии, также должны быть сложены для функционирования. Следовательно, существуют специфические клеточные механизмы, которые направлены на обнаружение клеточного стресса (вызывая неправильно свернутые/развернутые белки для накопления), преобразовать сигнал в ядро ​​и опосредовать восстановление гомеостаза белка ( протеостаз ). В цитозоле реакция теплового шока (HSR) управляет развернутыми белками через фактор теплового шока 1 (HSF1). HSF-1 является фактором транскрипции, который при увеличении развернутых цитозольных белков будет тримеризируется и войдет в ядро, чтобы повысить регуляцию экспрессии белков теплового шока (HSP), которые будут действовать как шапероны складывания белка . [ 9 ]

В таких органелле, как ER и митохондрии, ответ немного более сложный. Оба механизма UPR концептуально сходны в том смысле, что они активируются накоплением неправильно свернутых/ развернутых белков и индуцируют трансляционную активацию молекулярных шаперонов и протеаз для обработки белков и восстановления гомеостаза. [ 10 ] Несмотря на их имена, два пути обладают различными инициирующими стимулами и сигнальными механизмами, которые регулируют ответы. ER UPR индуцируется различными клеточными стрессорами, которые ингибируют складывание белка или выход ER. В пределах ER GRP78, каперона просвета ER, связан с мембранными белками ER. Когда разворачиваются белки, он диссоциирует от мембраны, чтобы помочь в складывании белка. GRP78 диссоциация запускает UPR ЯВЛЯЕТСЯ Это восстанавливает гомеостаз белка через три пути (IRE1, PERK и ATF6 ). [ 11 ] UPR ЯВЛЯЕТСЯ Восстанавливает протеостаз путем селективного ослабления трансляции белка, активируя белковые шапероны и разлагая избыточные неправильные белки посредством деградации белка, связанных с ER ( ERAD ). Длительная активация UPR ЯВЛЯЕТСЯ может привести к апоптозу . [ 9 ]

UPR гору Проходит через фактор транскрипции BZIP ATFS-1 (у C. elegans ; ATF5 у млекопитающих). AFTS-1 обычно импортируется в митохондрии, где он разлагается протеазой Lon. Митохондриальная дисфункция ингибирует этот процесс и позволяет ATFS-1 накапливаться в цитозоле и входить в ядро, где он может действовать как фактор транскрипции. Эти ответы восстанавливают протеостаз, активируя шапероны и протеазы, увеличивая детоксикацию реактивных форм кислорода (АФК) и увеличивая механизм импорта митохондрий. [ 12 ] [ 9 ]

Молекулярный

[ редактировать ]

У млекопитающих, UPR гору в основном изучался с использованием трансфекции с усеченным дисфункциональным митохондриальным ферментом (OTCΔ), который не складывается правильно после транслокации в митохондриальную матрицу. [ 13 ] Используя этот подход, несколько компонентов UPR млекопитающего гору были идентифицированы, включая белок 60 теплового шока митохондриального шаперона 60 (HSP60), CLPP митохондриальной казеонолитической пептидазы, транскрипционного фактора CHOP и киназы C-Jun N-концевой киназы (JNK) и индуцированная интерфероном, двунецелена протеинкиназа (PKR). [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]

Названный активирующий транскрипционный фактор, связанный со стрессом (ATFS-1), является одним из основных факторов транскрипции, необходимых для UPR гору Активация у червей. ATFS-1 имеет последовательность ядерной локализации, которая позволяет им импортировать в ядро, а также N-концевую последовательность митохондриальных нацеливаний (MTS), которая позволяет импортировать в митохондрии. [ 12 ] В здоровых клетках ATFS-1 преимущественно нацелен на митохондриальную матрицу, где он разлагается протеазой LON. MTS на ATFS-1 прогнозируется MitOfates [ 16 ] быть существенно слабее, чем большинство МТС, которые позволят ему быть чувствительными к тонкой митохондриальной дисфункции. [ 17 ] После митохондриального стресса, эффективность импорта ATFS-1 митохондриальная импорт снижается, что приводит к цитоплазматическому накоплению ATFS-1. Впоследствии ATFS-1 войдет в ядро ​​через его сигнал ядерного транспорта. В ядре ATFS-1 имеет широкую регуляцию транскрипции, как это будет: ослабление экспрессии генов Oxphos как в ядре, так и в митохондриях, активируют шапероны и протеазы для восстановления протекателя митохондриального протекала, увеличения декисификации ROS и увеличения техники импорта митохондрий. [ 10 ] [ 12 ]

Отношение с раком

[ редактировать ]

Недавние исследования привлекли UPR гору в трансформации клеток в раковые клетки. Исследователи определили оси SIRT3 UPR гору в качестве маркера для различения метастатического и неметастатического рака молочной железы. [ 18 ] Поскольку многие раковые заболевания демонстрируют метаболический сдвиг от окислительного фоспаризации, вызванного производством энергии в аэробной гликолизе, также известной как эффект Варбурга , исследователи предполагают, что раковые клетки полагаются на UPR гору поддерживать митохондриальную целостность. [ 19 ] Кроме того, многочисленные исследования показали, что ингибирование UPR гору , в частности, ATF5 , избирательно убивает раковые клетки человека и крысы, а не не раковые клетки. [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]

Взаимосвязь с воспалительным заболеванием кишечника

[ редактировать ]

Воспалительные заболевания кишечника (болезнь Крона и язвенной колит) были связаны с митохондриальной дисфункцией в кишечном эпителии. [ 15 ] В мышиных моделях воспаления кишечника и у пациентов с ВЗК, признаки UPR гору -активация была продемонстрирована. [ 15 ] [ 22 ] В частности, митохондриальная дисфункция и UPR гору -Кактивация была связана с функцией кишечника и функции Paneth Cell (DYS-). [ 22 ] [ 23 ]

Смотрите также

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а беременный в Пеллегрино М.В., Наргунд А.М., Хейнс К.М. (февраль 2013 г.). «Сигнализация митохондриальной реакции белка» . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - исследования молекулярных клеток . 1833 (2): 410–6. doi : 10.1016/j.bbamcr.2012.02.019 . PMC   3393825 . PMID   22445420 .
  2. ^ Папа Л., Жермен Д. (февраль 2014 г.). «SIRT3 регулирует митохондриальный ответ белка» . Молекулярная и клеточная биология . 34 (4): 699–710. doi : 10.1128/mcb.01337-13 . PMC   3911493 . PMID   24324009 .
  3. ^ Durieux J, Wolff S, Dillin A (январь 2011 г.). «Клеточная неавтономная природа электронного транспортного цепи, опосредованной цепью» . Клетка . 144 (1): 79–91. doi : 10.1016/j.cell.2010.12.016 . PMC   3753670 . PMID   21215371 .
  4. ^ Mouchiroud L, Houtkooper RH, Moullan N, Katsyuba E, Ryu D, Cantó C, et al. (Июль 2013). «Путь NAD (+)/sirtuin модулирует долговечность посредством активации передачи сигналов митохондриального UPR и Foxo» . Клетка . 154 (2): 430–41. doi : 10.1016/j.cell.2013.06.016 . PMC   3062502 . PMID   23870130 .
  5. ^ Бар-Зив, Раз; Датта, Найбедиа; Хруби, Адам; Сукарто, Эдвард; Авербух, Максим; Алькала, Афина; Хендерсон, Хоуп Р.; Дюрио, Дженни; Троннес, Сара У.; Ахмад, Кази; Болас, Теодор; Перес, Джоэл; Дичь, Джулиан Дж.; Вега, Мэтью; Гарсия, Гилберто (2023-10-13). «Митохондриальные сигналы, полученные из глиальных, влияют на нейрональный протеостаз и старение» . Наука достижения . 9 (41): eadi1411. Bibcode : 2023scia .... 9i1411b . doi : 10.1126/sciadv.adi1411 . ISSN   2375-2548 . PMC   10575585 . PMID   37831769 .
  6. ^ Шен, Конинг; Дюрио, Дженни; Мена, Сезар Г.; Вебстер, Брант М.; Кимберли Цуй, C.; Чжан, Хэнлин; Джо, Лоуренс; Берендзен, Кристен; Диллин, Эндрю (2023-08-22). Зародышевая линия координирует передачу сигналов митокинов (отчет). Генетика. doi : 10.1101/2023.08.21.554217 . PMC   10592821 . PMID   37873079 .
  7. ^ Callier, Viviane (2024-01-08). «Клетки по всему телу разговаривают друг с другом о старении» . Quanta Magazine .
  8. ^ Zhang H, Ryu D, Wu Y, Gariani K, Wang X, Luan P, et al. (Июнь 2016 г.). «Заполнение NAD⁺ улучшает функцию митохондриальных и стволовых клеток и усиливает продолжительность жизни у мышей» . Наука . 352 (6292): 1436–43. BIBCODE : 2016SCI ... 352.1436Z . doi : 10.1126/science.aaf2693 . PMID   27127236 .
  9. ^ Jump up to: а беременный в Jovaisaite V, Mouchiroud L, Auwerx J (январь 2014 г.). «Митохондриальный ответ белков, консервативный путь реакции на стресс с последствиями для здоровья и заболевания» . Журнал экспериментальной биологии . 217 (Pt 1): 137–43. doi : 10.1242/jeb.090738 . PMC   3867496 . PMID   24353213 .
  10. ^ Jump up to: а беременный Qureshi MA, Haynes CM, Pellegrino MW (август 2017 г.). «Митохондриальная реакция белка, передающая сигнализацию из электроэнергии» . Журнал биологической химии . 292 (33): 13500–13506. doi : 10.1074/jbc.r117.791061 . PMC   5566509 . PMID   28687630 .
  11. ^ Уолтер П., Рон Д (ноябрь 2011 г.). «Развернутый ответ белка: от стрессового пути к гомеостатической регуляции». Наука . 334 (6059): 1081–6. Bibcode : 2011sci ... 334.1081W . doi : 10.1126/science.1209038 . PMID   22116877 . S2CID   691563 .
  12. ^ Jump up to: а беременный в Shpilka T, Haynes CM (февраль 2018 г.). «Митохондриальный UPR: механизмы, физиологические функции и последствия для старения». Природные обзоры. Молекулярная клеточная биология . 19 (2): 109–120. doi : 10.1038/nrm.2017.110 . PMID   29165426 . S2CID   20063954 .
  13. ^ Jump up to: а беременный Aldridge JE, Horibe T, Hoogenraad NJ (сентябрь 2007 г.). «Открытие генов, активируемых митохондриальным реакцией белка (MTUPR) и родственными элементами промотора» . Plos один . 2 (9): E874. Bibcode : 2007ploso ... 2..874a . doi : 10.1371/journal.pone.0000874 . PMC   1964532 . PMID   17849004 .
  14. ^ Horibe T, Hoogenraad NJ (сентябрь 2007 г.). «Ген CHOP содержит элемент для положительной регуляции митохондриальной реакции белка» . Plos один . 2 (9): E835. Bibcode : 2007ploso ... 2..835h . doi : 10.1371/journal.pone.0000835 . PMC   1950685 . PMID   17848986 .
  15. ^ Jump up to: а беременный в Rath E, Berger E, Messlik A, Nunes T, Liu B, Kim SC, et al. (Сентябрь 2012 г.). «Индукция дцРНК-активированной протеинкиназы связывает митохондриальную реакцию белка на патогенез кишечного воспаления» . Кишечник 61 (9): 1269–1278. doi : 10.1136/gutjnl-2011-300767 . PMC   4514769 . PMID   21997551 .
  16. ^ Fukasawa Y, Tsuji J, Fu SC, Tomii K, Horton P, Imai K (апрель 2015 г.). «Митофат: улучшенное прогнозирование митохондриальных последовательностей нацеливания и их сайтов расщепления» . Молекулярная и клеточная протеомика . 14 (4): 1113–26. doi : 10.1074/mcp.m114.043083 . PMC   4390256 . PMID   25670805 .
  17. ^ Мелбер А, Хейнс К.М. (март 2018 г.). «Регуляция и выход МТ: стресс-реакция, опосредованная митохондриальной ядерной коммуникацией» . Клеточные исследования . 28 (3): 281–295. doi : 10.1038/cr.2018.16 . PMC   5835775 . PMID   29424373 .
  18. ^ Кенни Т.К., Манфреди Г., Жермен Д. (2017-07-26). «Митохондриальный ответ белков как некогенная зависимость для поддержки адаптации к стрессу во время трансформации при раке и за его пределами» . Границы в онкологии . 7 : 159. DOI : 10.3389/fonc.2017.00159 . PMC   5526845 . PMID   28798902 .
  19. ^ Jump up to: а беременный Дэн П., Хейнс К.М. (декабрь 2017 г.). «Митохондриальная дисфункция при раке: потенциальная роль ATF5 и митохондриального UPR» . Семинары по биологии рака . 47 : 43–49. doi : 10.1016/j.semcancer.2017.05.002 . PMC   5681445 . PMID   28499833 .
  20. ^ Hu M, Wang B, Qian D, Li L, Zhang L, Song X, Liu DX (октябрь 2012 г.). «Вмешательство в функцию ATF5 повышает чувствительность клеток рака поджелудочной железы человека к апоптозу, вызванному паклитакселом». Противоопухолевые исследования . 32 (10): 4385–94. PMID   23060563 .
  21. ^ Angelastro JM, Canoll PD, Kuo J, Weicker M, Costa A, Bruce JN, Greene LA (февраль 2006 г.). «Селективное разрушение клеток глиобластомы путем вмешательства в активность или экспрессию ATF5» . Онкоген . 25 (6): 907–16. doi : 10.1038/sj.onc.1209116 . PMID   16170340 .
  22. ^ Jump up to: а беременный Khaloian S, Rath E, Hammoudi N, Gleisinger E, Blutke A, Giesbertz P, et al. (Февраль 2020 г.). «Митохондриальные нарушения приводят к переходу кишечных стволовых клеток в дисфункциональные клетки панета, предсказывающие рецидив болезни Крона» . Кишечник 69 (11): 1939–1951. doi : 10.1136/gutjnl-2019-319514 . PMC   7569388 . PMID   32111634 .
  23. ^ Бергер Е., Рат Э., Юань Д., Вальдшмитт Н., Халоян С., Аллжуэр М. и др. (Октябрь 2016). «Митохондриальная функция контролирует эпителиальную стволу кишечника и пролиферацию» . Природная связь . 7 (1): 13171. Bibcode : 2016natco ... 713171b . doi : 10.1038/ncomms13171 . PMC   5080445 . PMID   27786175 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: ce9e4fe8313b194f597ad64783b0739b__1711804980
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/ce/9b/ce9e4fe8313b194f597ad64783b0739b.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Mitochondrial unfolded protein response - 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.)