Jump to content

Коактиватор (генетика)

(Перенаправлено с Коактивации (Транскрипция) )
Активатор, рецептор гормона щитовидной железы (TR), связан с корепрессором, предотвращающим транскрипцию целевого гена. Связывание гормона-лиганда приводит к диссоциации корепрессора и рекрутированию коактиватора. Связанный с активатором коактиватор рекрутирует РНК-полимеразу и другие транскрипционные механизмы, которые затем начинают транскрипцию целевого гена.

Коактиватор это тип корегулятора транскрипции который связывается с активатором ( фактором транскрипции ) для увеличения скорости транскрипции гена , или набора генов. [ 1 ] Активатор содержит ДНК-связывающий домен , который связывается либо с участком промотора ДНК , либо со специфической регуляторной последовательностью ДНК, называемой энхансером . [ 2 ] [ 3 ] Связывание комплекса активатор-коактиватор увеличивает скорость транскрипции за счет привлечения к промотору общего механизма транскрипции, тем самым увеличивая экспрессию генов . [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] Использование активаторов и коактиваторов позволяет обеспечить высокоспецифичную экспрессию определенных генов в зависимости от типа клеток и стадии развития. [ 2 ]

Некоторые коактиваторы также обладают активностью гистон-ацетилтрансферазы (HAT). HAT образуют большие мультипротеиновые комплексы, которые ослабляют связь гистонов с ДНК путем ацетилирования N -концевого гистонового хвоста. Это предоставляет больше места транскрипционному аппарату для связывания с промотором, тем самым увеличивая экспрессию генов. [ 1 ] [ 4 ]

Активаторы обнаружены во всех живых организмах , но белки-коактиваторы обычно обнаруживаются только у эукариот, поскольку они более сложны и требуют более сложного механизма регуляции генов. [ 1 ] [ 4 ] У эукариот коактиваторами обычно являются белки, локализованные в ядре. [ 1 ] [ 6 ]

Механизм

[ редактировать ]
Гистонацетилтрансфераза (HAT) удаляет ацетильную группу из ацетил-КоА и передает ей N-концевой хвост гистонов хроматина. В обратной реакции гистондеацетилаза (HDAC) удаляет ацетильную группу из хвостов гистонов и связывает ее с коферментом А с образованием ацетил-КоА.

Некоторые коактиваторы косвенно регулируют экспрессию генов, связываясь с активатором и вызывая конформационные изменения , которые затем позволяют активатору связываться с последовательностью энхансера или промотора ДНК. [ 2 ] [ 7 ] [ 8 ] Как только комплекс активатор-коактиватор связывается с энхансером, РНК-полимераза II и другие общие механизмы транскрипции привлекаются к ДНК, и начинается транскрипция. [ 9 ]

Гистон ацетилтрансфераза

[ редактировать ]

Ядерная ДНК обычно плотно обернута вокруг гистонов, что затрудняет или делает невозможным доступ транскрипционного аппарата к ДНК. Эта ассоциация обусловлена ​​прежде всего электростатическим притяжением между ДНК и гистонами, поскольку фосфатный остов ДНК заряжен отрицательно, а гистоны богаты остатками лизина, которые заряжены положительно. [ 10 ] Тесная ассоциация ДНК-гистонов предотвращает транскрипцию ДНК в РНК.

Многие коактиваторы обладают активностью гистон-ацетилтрансферазы (HAT), что означает, что они могут ацетилировать определенные остатки лизина на N-концевых хвостах гистонов. [ 4 ] [ 7 ] [ 11 ] В этом методе активатор связывается с сайтом энхансера и рекрутирует комплекс HAT, который затем ацетилирует гистоны, связанные с нуклеосомным промотором, путем нейтрализации положительно заряженных остатков лизина. [ 7 ] [ 11 ] Эта нейтрализация заряда приводит к тому, что гистоны имеют более слабую связь с отрицательно заряженной ДНК, что расслабляет структуру хроматина, позволяя другим факторам транскрипции или механизмам транскрипции связываться с промотором (инициация транскрипции). [ 4 ] [ 11 ] Ацетилирование комплексами HAT может также помочь сохранить хроматин открытым на протяжении всего процесса элонгации, увеличивая скорость транскрипции. [ 4 ]

N-концевая ацетилтрансфераза (NAT) переносит ацетильную группу от ацетилкофермента А (Ac-CoA) к N-концевой аминогруппе полипептида.

Ацетилирование N-концевого хвоста гистонов является одной из наиболее распространенных модификаций белков, обнаруженных у эукариот, при этом около 85% всех белков человека ацетилируются. [ 12 ] Ацетилирование имеет решающее значение для синтеза, стабильности, функции, регуляции и локализации белков и транскриптов РНК. [ 11 ] [ 12 ]

HAT действуют аналогично N-концевым ацетилтрансферазам (NAT), но их ацетилирование обратимо, в отличие от NAT. [ 13 ] HAT-опосредованное ацетилирование гистонов обратимо с помощью деацетилазы гистонов (HDAC), которая катализирует гидролиз остатков лизина, удаляя ацетильную группу из гистонов. [ 4 ] [ 7 ] [ 11 ] Это приводит к тому, что хроматин снова закрывается из расслабленного состояния, что затрудняет связывание транскрипционного аппарата с промотором, тем самым подавляя экспрессию генов. [ 4 ] [ 7 ]

Примеры коактиваторов, проявляющих активность HAT, включают CARM1 , CBP и EP300 . [ 14 ] [ 15 ]

Корепрессия

[ редактировать ]

Многие коактиваторы также действуют как корепрессоры . при определенных обстоятельствах [ 5 ] [ 9 ] Кофакторы, такие как TAF1 и BTAF1, могут инициировать транскрипцию в присутствии активатора (действовать как коактиватор) и подавлять базальную транскрипцию в отсутствие активатора (действовать как корепрессор). [ 9 ]

Значение

[ редактировать ]

Биологическое значение

[ редактировать ]

Регуляция транскрипции — один из наиболее распространенных способов изменения экспрессии генов в организме. [ 16 ] Использование активации и коактивации позволяет лучше контролировать, когда, где и сколько белка производится. [ 1 ] [ 7 ] [ 16 ] Это позволяет каждой клетке быстро реагировать на изменения окружающей среды или физиологические изменения и помогает смягчить любой ущерб, который может возникнуть, если бы он не регулировался иным образом. [ 1 ] [ 7 ]

Сопутствующие расстройства

[ редактировать ]

Мутации генов-коактиваторов, приводящие к потере или усилению функции белка, связаны с такими заболеваниями и расстройствами, как врожденные дефекты , рак (особенно гормонозависимый рак), нарушения развития нервной системы и умственная отсталость (ИН), среди многих других. [ 17 ] [ 5 ] Нарушение регуляции, приводящее к чрезмерной или недостаточной экспрессии коактиваторов, может пагубно взаимодействовать со многими лекарствами (особенно антигормональными препаратами) и связано с раком, проблемами фертильности , а также нарушениями развития нервной системы и нервно-психическими расстройствами . [ 5 ] Конкретный пример: нарушение регуляции CREB-связывающего белка (CBP), который действует как коактиватор многочисленных факторов транскрипции в центральной нервной системе (ЦНС), репродуктивной системе, тимусе и почках, связано с болезнью Хантингтона , лейкемией , Рубинштейном. -Синдром Тайби , нарушения нервно-психического развития и дефициты иммунной системы , кроветворения и скелетных мышц . функции [ 14 ] [ 18 ]

В качестве мишени для наркотиков

[ редактировать ]

Коактиваторы являются многообещающими мишенями для лекарственной терапии при лечении рака, нарушений обмена веществ , сердечно-сосудистых заболеваний и диабета 2 типа , а также многих других заболеваний. [ 5 ] [ 19 ] Например, коактиватор стероидных рецепторов (SCR) NCOA3 часто сверхэкспрессируется при раке молочной железы , поэтому разработка молекулы-ингибитора, которая нацелена на этот коактиватор и снижает его экспрессию, может быть использована в качестве потенциального лечения рака молочной железы. [ 15 ] [ 20 ]

Поскольку факторы транскрипции контролируют множество различных биологических процессов, они являются идеальными мишенями для лекарственной терапии. [ 14 ] [ 21 ] Регулирующие их коактиваторы можно легко заменить синтетическим лигандом, позволяющим контролировать увеличение или уменьшение экспрессии генов. [ 14 ]

Дальнейшие технологические достижения позволят по-новому взглянуть на функции и регуляцию коактиваторов на уровне всего организма и прояснят их роль в заболеваниях человека, что, как мы надеемся, обеспечит лучшие цели для будущих лекарственных препаратов. [ 14 ] [ 15 ]

Известные коактиваторы

[ редактировать ]

На сегодняшний день известно более 300 корегуляторов. [ 15 ] Некоторые примеры этих коактиваторов включают: [ 22 ]

  • ARA54 нацелен на андрогенные рецепторы
  • ATXN7L3 нацелен на нескольких членов ядерных рецепторов . суперсемейства
  • BCL3 нацелен на рецептор 9-цис-ретиноевой кислоты (RXR)
  • CBP нацелен на многие факторы транскрипции
  • CDC25B нацелен на стероидные рецепторы
  • COPS5 нацелен на несколько ядерных рецепторов
  • DDC нацелен на андрогенные рецепторы
  • EP300 нацелен на многие факторы транскрипции
  • KAT5 нацелен на многие ядерные рецепторы
  • KDM1A нацелен на андрогенные рецепторы
  • Семейство коактиваторов стероидных рецепторов (SRC)
    • NCOA1 нацелен на нескольких членов суперсемейства ядерных рецепторов.
    • NCOA2 нацелен на нескольких членов суперсемейства ядерных рецепторов.
    • NCOA3 нацелен на несколько ядерных рецепторов и факторов транскрипции.
  • YAP нацелен на факторы транскрипции
  • WWTR1 нацелен на факторы транскрипции

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а б с д и ж Кури Эй Джей (2008). Механизмы регуляции транскрипции . Молден, Массачусетс: Блэквелл. ISBN  978-1-4051-0370-1 . OCLC   173367793 .
  2. ^ Jump up to: а б с «Общий фактор транскрипции/фактор транскрипции» . Изучайте науку в Scitable . Проверено 29 ноября 2017 г.
  3. ^ Jump up to: а б Пеннаккио Л.А., Бикмор В., Дин А., Нобрега М.А., Бехерано Дж. (апрель 2013 г.). «Усилители: пять основных вопросов» . Обзоры природы Генетика . 14 (4): 288–95. дои : 10.1038/nrg3458 . ПМЦ   4445073 . ПМИД   23503198 .
  4. ^ Jump up to: а б с д и ж г час Браун С.Э., Лехнер Т., Хоу Л., Уоркман Дж.Л. (январь 2000 г.). «Множество HAT коактиваторов транскрипции». Тенденции биохимических наук . 25 (1): 15–9. дои : 10.1016/S0968-0004(99)01516-9 . ПМИД   10637607 .
  5. ^ Jump up to: а б с д и Кумар Р., О'Мэлли Б.В. (2008). Корегуляторы NR и болезни человека . Хакенсак, Нью-Джерси: World Scientific. ISBN  978-981-270-536-5 . OCLC   261137374 .
  6. ^ Воснакис Н., Кох М., Шеер Э., Кесслер П., Мели Ю., Дидье П., Тора Л. (сентябрь 2017 г.). «Коактиваторы и общие факторы транскрипции имеют две отдельные динамические популяции, зависящие от транскрипции» . Журнал ЭМБО . 36 (18): 2710–2725. дои : 10.15252/embj.201696035 . ПМК   5599802 . ПМИД   28724529 .
  7. ^ Jump up to: а б с д и ж г Шпигельман Б.М., Генрих Р. (октябрь 2004 г.). «Биологический контроль посредством регулируемых коактиваторов транскрипции» . Клетка . 119 (2): 157–67. дои : 10.1016/j.cell.2004.09.037 . ПМИД   15479634 . S2CID   14668705 .
  8. ^ Скоулз Н.С., Вайнцирль Р.О. (май 2016 г.). «Молекулярная динамика «нечетких» транскрипционных активатор-коактиваторных взаимодействий» . PLOS Вычислительная биология . 12 (5): e1004935. Бибкод : 2016PLSCB..12E4935S . дои : 10.1371/journal.pcbi.1004935 . ПМЦ   4866707 . ПМИД   27175900 .
  9. ^ Jump up to: а б с Томас MC, Чан CM (май 2006 г.). «Общий механизм транскрипции и общие кофакторы». Критические обзоры по биохимии и молекулярной биологии . 41 (3): 105–78. CiteSeerX   10.1.1.376.5724 . дои : 10.1080/10409230600648736 . ПМИД   16858867 . S2CID   13073440 .
  10. ^ Дешер, Геро (29 августа 1997 г.). «Нечеткие наносборки: на пути к слоистым полимерным мультикомпозитам». Наука . 277 (5330): 1232–1237. дои : 10.1126/science.277.5330.1232 . ISSN   0036-8075 .
  11. ^ Jump up to: а б с д и Хермансон О., Гласс К.К., Розенфельд М.Г. (2002). «Корегуляторы ядерных рецепторов: множественные способы модификации». Тенденции в эндокринологии и обмене веществ . 13 (2): 55–60. дои : 10.1016/s1043-2760(01)00527-6 . ПМИД   11854019 . S2CID   38649132 .
  12. ^ Jump up to: а б Ван Дамм П., Хоул К., Пимента-Маркес А., Хелсенс К., Вандекеркхове Дж., Мартиньо Р.Г., Геверт К., Арнесен Т. (июль 2011 г.). «NatF способствует эволюционному сдвигу в N-концевом ацетилировании белка и важен для нормальной сегрегации хромосом» . ПЛОС Генетика . 7 (7): e1002169. дои : 10.1371/journal.pgen.1002169 . ПМК   3131286 . ПМИД   21750686 .
  13. ^ Стархейм К.К., Геварт К., Арнесен Т. (апрель 2012 г.). «Белковые N-концевые ацетилтрансферазы: когда начало имеет значение». Тенденции биохимических наук . 37 (4): 152–61. дои : 10.1016/j.tibs.2012.02.003 . ПМИД   22405572 .
  14. ^ Jump up to: а б с д и Лонард DM, О'Мэлли BW (октябрь 2012 г.). «Корегуляторы ядерных рецепторов: модуляторы патологии и терапевтические мишени» . Обзоры природы. Эндокринология . 8 (10): 598–604. дои : 10.1038/nrendo.2012.100 . ПМК   3564250 . ПМИД   22733267 .
  15. ^ Jump up to: а б с д Ся Е.Ю., Гудсон М.Л., Цзоу Дж.С., Привальский М.Л., Чен Х.В. (октябрь 2010 г.). «Корегуляторы ядерных рецепторов как новая парадигма терапевтического таргетинга» . Обзоры расширенной доставки лекарств . 62 (13): 1227–37. дои : 10.1016/j.addr.2010.09.016 . ПМЦ   5004779 . ПМИД   20933027 .
  16. ^ Jump up to: а б «Усилитель» . Изучайте науку в Scitable . Проверено 29 ноября 2017 г.
  17. ^ Берк А., Зипурски С.Л., Мацудайра П.Т., Балтимор Д., Дарнелл Дж. (2000). Лодиш Х.Ф. (ред.). Молекулярно-клеточная биология (4-е изд.). Нью-Йорк: WH Freeman. ISBN  978-0-7167-3136-8 . OCLC   41266312 .
  18. ^ Бекнель Л.Б., Дарлингтон Ю.Ф., Орекснер С., Истон-Маркс Дж., Уоткинс К.А., МакОвити А., Канканамге В.Х., Дехарт М., Сильва К.М. «ЦБП». НУРСА Молекулы . doi : 10.1621/8egsudafco .
  19. ^ «Ядерные рецепторы» . курсы.washington.edu . Проверено 29 ноября 2017 г.
  20. ^ Тянь Дж. К., Сюй Дж. (ноябрь 2012 г.). «Коактиватор стероидных рецепторов-3 как потенциальная молекулярная мишень для терапии рака» . Мнение экспертов о терапевтических целях . 16 (11): 1085–96. дои : 10.1517/14728222.2012.718330 . ПМК   3640986 . ПМИД   22924430 .
  21. ^ Сладек FM (октябрь 2003 г.). «Ядерные рецепторы как мишени для лекарств: новые разработки в области корегуляторов, орфанных рецепторов и основных терапевтических областей». Мнение экспертов о терапевтических целях . 7 (5): 679–84. дои : 10.1517/14728222.7.5.679 . ПМИД   14498828 . S2CID   16891519 .
  22. ^ «НУРСА – Молекулы» . nursa.org . Проверено 30 ноября 2017 г.
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: f944145c8b917f366dbe46ec456e83d6__1701589320
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/f9/d6/f944145c8b917f366dbe46ec456e83d6.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Coactivator (genetics) - 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.)