Семейство катионных каналов полицистина
| С-концевой цитозольный домен полицистина-2 | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| Символ | ПКД2 | ||
| Пфам | PF08016 | ||
| ИнтерПро | ИПР013122 | ||
| TCDB | 1.А.5 | ||
| Суперсемейство OPM | 8 | ||
| белок OPM | 5мкф | ||
| |||
Семейство полицистиновых катионных каналов (PCC) ( TC# 1.A.5 ) состоит из нескольких транспортеров размером от 500 до более 4000 аминокислотных остатков (aas) в длину и имеющих от 5 до 18 трансмембранных сегментов (TMS). Это семейство является частью суперсемейства ионных каналов, управляемых напряжением (VIC) . Эти транспортеры обычно катализируют экспорт катионов. Репрезентативный список белков, принадлежащих к семейству PCC, можно найти в базе данных классификации транспортеров . [1]
Кристаллические структуры
[ редактировать ]Членам семейства PCC доступен ряд кристаллических структур. Некоторые из них включают в себя:
Поликистоз почек 2-подобный 1 белок: PDB : 3TE3 , 4GIF
PKD2: PDB : 2KLD , 2KLE , 3HRN , 3HRO , 2KQ6 , 2Y4Q
Гомологи
[ редактировать ]Человеческий полицистин
[ редактировать ]Человеческий полицистин 1 представляет собой огромный белок, состоящий из 4303 аминокислотных остатков (аас). Его повторяющийся сегмент, богатый лейцином (LRR), встречается во многих белках. Согласно описанию UniProt , полицистин 1 содержит 16 доменов поликистозной болезни почек (PKD), один домен класса A рецептора ЛПНП, один домен семейства лектинов C-типа и 16-18 предполагаемых TMS в положениях между остатками 2200 и 4100. [2] Однако визуализация атомно-силовой микроскопии выявила доменную структуру полицистина-1. [3] Он демонстрирует минимальное сходство последовательностей, но схожую организацию доменов и топологию мембраны с установленными катионными каналами, такими как белки семейства переходного рецепторного потенциала (TRP) и потенциал-управляемых ионных каналов (VIC) ( TC# 1.A.4 и TC# 1. А.1 соответственно). Однако PSI-BLAST без итераций не улавливает этих сходств. Комплекс ПКД2Л1-ПКД1Л3 воспринимает кислый вкус. Нарушение комплекса PKD2-PKD1, отвечающего за механочувствительность , приводит к развитию ADPKD (аутосомно-доминантный поликистоз почек). [4] Помимо модуляции активности каналов и связанных с ней сигнальных событий, CRD (C-концевые регуляторные домены) PKD2 и PKD2L1 играют центральную роль в олигомеризации каналов . Эти белки, по-видимому, образуют тримеры. [5]
Полицистин-L
[ редактировать ]Было показано, что полицистин-L представляет собой катион (Na + , К + и Ca 2+ ) канал, активируемый Ca 2+ , тогда как полицистин-2 охарактеризован как Ca 2+ -проницаемый катионселективный канал. Два члена семейства PCC (поликистин 1 и 2; PKD1 и 2) мутируют при аутосомно-доминантном поликистозе почек у человека, а полицистин-L, очень похожий и, вероятно, ортологичный PKD2, удаляется у мышей с дефектами почек и сетчатки. PKD1 и 2 взаимодействуют с образованием неселективного катионного канала in vitro, но PKD2 может образовывать каналы в отсутствие какого-либо другого связанного белка. Полицистин-2 переносит различные органические катионы ( диметиламин , тетраэтиламмоний , тетрабутиламмоний , тетрапропиламмоний, тетрапентениламмоний). По оценкам, диаметр канала составлял не менее 1,1 Å. [6] Сообщается, что оба являются интегральными мембранными белками с 7-11 TMS (PKD1) и 6 TMS (PKD2) соответственно. Они имеют общую гомологичную область, состоящую примерно из 400 остатков (остатки 206–623 в PKD2; остатки 3656–4052 в PKD1), которая включает пять TMS обоих белков. Это вполне может быть домен канала. Было показано, что PKD2 и полицистин-L проявляют активность каналов, зависящую от напряжения, pH и двухвалентных катионов. [7] [8] PKD1 может функционировать в первую очередь в регуляции, как активируя, так и стабилизируя канал полицистина-2. [9]
Временные рецепторные потенциальные белки
[ редактировать ]Полицистины 2 и 3 временного рецепторного потенциала (TRP) (TRPP2 и 3) являются гомологичными членами суперсемейства катионных каналов TRP, но имеют разные физиологические функции. TRPP2 является частью датчика потока, дефектен при аутосомно-доминантном поликистозе почек и участвует в развитии лево-правой асимметрии. TRPP3 участвует в кислом вкусе в биполярных клетках вкусовых рецепторов языка и в регуляции pH-чувствительного потенциала действия в нейронах, окружающих центральный канал спинного мозга. TRPP3 присутствует как в возбудимых, так и в невозбудимых клетках различных тканей, таких как сетчатка, мозг, сердце, яички и почки. [10] [11]
Муколипин-1
[ редактировать ]Было показано, что белок TRP-ML1 (муколипин-1) представляет собой лизосомальный моновалентный катионный канал, который подвергается инактивирующему протеолитическому расщеплению. [12] Он демонстрирует большее сходство последовательностей с трансмембранной областью полицистина 2, чем с членами семейства TRP-CC ( TC# 1.A.4 ). Поэтому он включен в бывшую семью. Семейства PCC и TRP-CC являются членами суперсемейства VIC .
Альфа-актинин
[ редактировать ]Альфа-актинин представляет собой белок, связывающий актин, который, как известно, регулирует несколько типов ионных каналов. Электрофизиология плоского липидного бислоя показала, что TRPP3 проявляет активность катионных каналов, которая существенно усиливается альфа-актинином. Ассоциацию TRPP3-альфа-актинин документировали путем коиммунопреципитации с использованием нативных клеток и тканей, двугибридных дрожжей и анализов связывания in vitro. [11] TRPP3 широко распространен в мозге мышей , где он связывается с альфа-актинином-2. Альфа-актинин прикрепляет TRPP3 к цитоскелету и усиливает функцию его каналов.
Физиологическое значение
[ редактировать ]Аутосомно-рецессивный поликистоз почек вызван мутациями PKHD1, который кодирует мембраносвязанный рецептор-подобный белок фиброцистин/полидуктин (FPC) (Q8TCZ9, 4074aaa). FPC связывается с первичными ресничками эпителиальных клеток и локализуется вместе с продуктом гена Pkd2 полицистином-2 (PC2). Ким и др. (2008) пришли к выводу, что между FPC и PC2 существует функциональное и молекулярное взаимодействие in vivo. [13]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «1.A.5 Семейство полицистиновых катионных каналов (PCC)» . TCDB . Проверено 10 апреля 2016 г.
- ^ «P98161-PKD1 Человек» . Унипрот .
- ^ Оутли П., Стюарт А.П., Сэндфорд Р., Эдвардсон Дж.М. (апрель 2012 г.). «Атомно-силовая микроскопия выявляет доменную структуру полицистина-1». Биохимия . 51 (13): 2879–88. дои : 10.1021/bi300134b . ПМИД 22409330 .
- ^ Далагиоргу Г., Басдра Е.К., Папавассилиу А.Г. (октябрь 2010 г.). «Полицистин-1: функция механосенсора». Международный журнал биохимии и клеточной биологии . 42 (10): 1610–3. doi : 10.1016/j.biocel.2010.06.017 . ПМИД 20601082 .
- ^ Молланд К.Л., Нараянан А., Бургнер Дж.В., Йернул Д.А. (июль 2010 г.). «Идентификация структурного мотива, ответственного за сборку тримеров С-концевых регуляторных доменов полицистиновых каналов PKD2L1 и PKD2». Биохимический журнал . 429 (1): 171–83. дои : 10.1042/BJ20091843 . ПМИД 20408813 .
- ^ Аньятонву Г.И., Эрлих Б.Е. (август 2005 г.). «Проникновение органических катионов через канал, образованный полицистином-2» . Журнал биологической химии . 280 (33): 29488–93. дои : 10.1074/jbc.M504359200 . ПМИД 15961385 .
- ^ Гонсалес-Перретт С., Бателли М., Ким К., Эссафи М., Тимпанаро Г., Молтабетти Н., Рейзин И.Л., Арнаут М.А., Кантиелло Х.Ф. (июль 2002 г.). «Зависимость напряжения и регуляция pH активности катионных каналов, опосредованной полицистином-2 человека» . Журнал биологической химии . 277 (28): 24959–66. дои : 10.1074/jbc.M105084200 . ПМИД 11991947 .
- ^ Лю Ю, Ли Q, Тан М, Чжан Ю, Карпински Э, Чжоу Дж, Чен XZ (август 2002 г.). «Модуляция человеческого канала полицистина-L с помощью напряжения и двухвалентных катионов» . Письма ФЭБС . 525 (1–3): 71–6. дои : 10.1016/s0014-5793(02)03071-5 . ПМИД 12163164 . S2CID 3150744 .
- ^ Сюй ГМ, Гонсалес-Перретт С., Эссафи М., Тимпанаро Г.А., Монтальбетти Н., Арнаут М.А., Кантиелло Х.Ф. (январь 2003 г.). «Полицистин-1 активирует и стабилизирует канал полицистина-2» . Журнал биологической химии . 278 (3): 1457–62. дои : 10.1074/jbc.M209996200 . ПМИД 12407099 .
- ^ Нобен-Траут К (1 января 2011 г.). «Канал TRPML3: от гена к функции». Потенциальные каналы временных рецепторов . Достижения экспериментальной медицины и биологии. Том. 704. стр. 229–37. дои : 10.1007/978-94-007-0265-3_13 . ISBN 978-94-007-0264-6 . ПМИД 21290299 .
- ^ Перейти обратно: а б Ли Ц, Дай XQ, Шен ПЮ, Ву Ю, Лонг В, Чен СХ, Хуссейн З, Ван С, Чен XZ (декабрь 2007 г.). «Прямое связывание альфа-актинина усиливает активность канала TRPP3» . Журнал нейрохимии . 103 (6): 2391–400. дои : 10.1111/j.1471-4159.2007.04940.x . ПМИД 17944866 . S2CID 84357640 .
- ^ Киселев К., Чен Дж., Рбаиби Ю., Обердик Д., Тьон-Кон-Санг С., Щейников Н., Муаллем С., Сойомбо А. (декабрь 2005 г.). «TRP-ML1 представляет собой лизосомальный моновалентный катионный канал, который подвергается протеолитическому расщеплению» . Журнал биологической химии . 280 (52): 43218–23. дои : 10.1074/jbc.M508210200 . ПМИД 16257972 .
- ^ Ким И, Фу Ю, Хуэй К, Мокель Г, Май В, Ли С, Лян Д, Чжао П, Ма Дж, Чен XZ, Джордж А.Л., Коффи Р.Дж., Фэн ЗП, Ву Г (март 2008 г.). «Фиброцистин/полидуктин модулирует образование почечных канальцев, регулируя экспрессию и функцию полицистина-2» . Журнал Американского общества нефрологов . 19 (3): 455–68. дои : 10.1681/ASN.2007070770 . ПМК 2391052 . ПМИД 18235088 .
На момент редактирования в этой статье используется контент из «1.A.5 Семейство полицистиновых катионных каналов (PCC)» , который лицензируется таким образом, чтобы его можно было повторно использовать в соответствии с Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Unported License непортированной лицензией Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 , но не под лицензией . ГФДЛ . Все соответствующие условия должны быть соблюдены.