ClpX
| CLPX | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Псевдонимы | CLPX , ClpX, субъединица шаперона казеинолитической митохондриальной матриксной пептидазы, EPP2, субъединица шаперона X казеинолитической митохондриальной матриксной пептидазы | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Внешние идентификаторы | Опустить : 615611 ; МГИ : 1346017 ; Гомологен : 4851 ; Генные карты : CLPX ; OMA : CLPX — ортологи | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Викиданные | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
АТФ-зависимая Clp-протеаза АТФ-связывающая субъединица clpX-подобная митохондриальная фермента , который у человека кодируется CLPX геном . Этот белок является членом семейства белков ААА (ААА+АТФаза) и образует белковый комплекс протеазы Clp ( эндопептидаза Clp ).
Структура
[ редактировать ]Третичный
[ редактировать ]Человеческий фермент ClpX получен из структуры белкового комплекса протеазы Clp. Эти гексамерные белки HSP100/Clp образуют кольцевые структуры, напоминающие шаперонины. [ 5 ]
Протеазы Clp имеют двухкомпонентную структуру, которая включает два разных протеолитических ядра и множество шаперонных колец. В результате существует несколько возможных комбинаций протеазных комплексов Clp. Ядро протеазы ClpP может взаимодействовать с различными шаперонами, а именно ClpA, ClpC, ClpE и ClpX, с образованием активных комплексов шаперон-протеаза. С другой стороны, ClpQ взаимодействует исключительно с шапероном ClpY, образуя протеазу ClpYQ (также называемую HslUV). АТФазы типа Clp можно разделить на две отдельные группы: класс I с двумя последовательными модулями ААА на протомер (ClpA, ClpC и ClpE) и класс II только с одним модулем ААА на протомер. [ 6 ]
ClpA и ClpX E. coli представляют собой белковые анфолдазы, для функционирования которых требуется АТФ. Они индивидуально связываются с протеазой ClpP, облегчая целенаправленную деградацию белка. [ 7 ] Эти варианты вызвали варианты, межвидовые с ClpP.
Четвертичный период
[ редактировать ]Индуцируется сложная сборка регуляторных субъединиц АТФ-зависимых Clp-протеаз, играющих решающую роль в клеточной термотолерантности. Существует множество протеаз, которые, как полагают, имеют бактериальное происхождение. Исследования белка E. coli являются основным источником информации о белке ClpX человека. В E. coli мономер белка ClpX имеет N-концевой домен и модуль AAA+, состоящий из двух доменов AAA+, один из которых больше другого. [ 8 ] Поскольку распространенность E.coli у большинства людей во всем мире столь высока, конститутивный аспект ClpX показал множественные признаки в исследованиях протеазы.
Протеаза Clp состоит из АТФазо-активных шаперонных колец и протеолитического ядра, двух функциональных единиц с различными функциями, которые играют роль в клеточной термотолерантности. [ 9 ] [ 10 ] Шаперон-протеаза ClpXP присутствует почти во всех типах бактерий и обычно встречается вместе с широко распространенными протеазами Lon и FtsH. Следовательно, ClpXP является наиболее распространенным среди Clp. [ 11 ]
Кольца HslV взаимодействуют с несвязанной АТФазой-шапероном, называемой HslU, которая также имеет 6-кратную кольцевую симметрию. Это похоже на шаперон ClpX, из которого он потенциально произошел, и почти на все белки AAA+ АТФазы, возникшие в результате волны дупликаций генов до появления последнего общего предка всей жизни. Это позволяет предположить, что у большинства млекопитающих от общих предков человека и мыши был обнаружен этот родственный фермент. Как показано на инфобоксе сходство генов мыши и человека, мы отчетливо видим их сходства и различия в протеазе Clp.
Функция
[ редактировать ]Бактерии используют АТФ-зависимую протеазу ClpX для различных целей, включая контроль качества белка, устойчивость к стрессу, выработку факторов вирулентности и связывание с метками деградации белка в E.coli. Компонент АТФазы отвечает за распознавание, разворачивание и транспортировку субстрата в протеолитический компонент. Протеолитический компонент имеет несколько активных центров серинового или треонинового типа, которые обеспечивают гидролиз белка. [ 12 ] Соответственно, кажется, что в зависимости от физиологических обстоятельств clpX может продуцироваться в клетках либо отдельно, либо совместно с clpP. [ 13 ] ClpX и ClpP — два белка, которые работают вместе в комплексе ClpXP, который является основной системой деградации белков у бактерий. ClpX представляет собой АТФазу, которая обеспечивает энергию для разворачивания и перемещения целевых белков в протеазу ClpP для деградации. ClpP — это протеаза, расщепляющая развернутые белки-мишени.
Функция ClpX имеет несколько факторов сложности, которые можно увидеть на рисунке эволюции протеасом. Это показывает эволюцию протеасом, которая происходила поэтапно, с возрастающей сложностью с течением времени. Первым шагом была разработка кольцевой протеазы HslV, затем 20S протеасомы и, наконец, 26S протеасомы. Серые столбцы на эволюционном дереве представляют два важных перехода в структуре протеасом, которые имеют решающее значение для поляризации дерева. Кроме того, четыре других эволюционных перехода отмечены синими полосами, которые также соответствуют поляризации дерева. Кольцевая протеаза HslV имеет 6-кратную симметрию, двухъярусное кольцо состоит из 12 идентичных субъединиц. Считается, что он возник из мономерной NTN-гидролазы, возможно, незадолго до расхождения Hadobacteria. [ 14 ] Регуляция экспрессии ClpX и ClpP сложна и включает в себя различные факторы, включая регуляторы транскрипции, сигналы окружающей среды и посттранскрипционные модификации. Понимание того, как регулируется экспрессия этих белков, может дать представление о механизмах, с помощью которых бактерии реагируют на стресс и поддерживают клеточный гомеостаз.
Клиническое значение
[ редактировать ]Митохондриальная система, ответственная за поддержание качества белка, особенно clpx, играет решающую роль во влиянии на фертильность, выживаемость и старение нервной системы. [ 15 ] Исследования показали, что неправильная регуляция системы контроля качества белков в митохондриях, в которую входит комплекс CLPXP, может существенно повлиять на здоровье и функционирование клеток. Например, когда исследователи удалили субъединицу CLPP у мышей, они наблюдали снижение фертильности и рост ранней эмбриональной смертности. Эти данные подтверждают, что комплекс clpx играет решающую роль в поддержании соответствующей функции митохондрий во время производства гамет и эмбрионального развития.
Протеаза ClpXP играет важную роль в контроле качества митохондриального белка у млекопитающих. Когда функция ClpXP нарушена, это может привести к накоплению поврежденных белков и митохондриальным сбоям. Считается, что эти проблемы являются потенциальными причинами нейродегенеративных заболеваний и старения. Имея такое разнообразие комплексов Clp, понимание сборки ClpX имеет решающее значение для выявления любых вредных повреждений у людей для долгосрочных или долгосрочных проблем. Наличие общего предка с мышами позволит продолжить исследования в понимании этого фермента.
Благодаря обширному исследованию E.coli, связанной с ClpXp, исследования Mycobacterium Tuberculosis были проведены . Данные показали, что ClpX участвует в репликации ДНК, а также идентифицируют первый активатор ClpXp в микобактериях. [ 16 ] Эти знания коррелируют с исследованиями о том, что при ингибировании ClpX бактерия становится более восприимчивой к антибиотикам. Это говорит о том, что в этом исследовании нацеливание на ClpX может стать стратегией преодоления устойчивости к антибиотикам при бактериальных инфекциях. Тем не менее, исследования продолжаются, и необходимы более точные результаты.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000166855 – Ensembl , май 2017 г.
- ^ Перейти обратно: а б с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000015357 – 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 .
- ^ Ван Дайк Л., Дембовски М., Нойперт В., Лангер Т. (ноябрь 1998 г.). «Mcx1p, гомолог ClpX в митохондриях Saccharomyces cerevisiae» . Письма ФЭБС . 438 (3): 250–254. Бибкод : 1998FEBSL.438..250В . дои : 10.1016/s0014-5793(98)01310-6 . ПМИД 9827555 .
- ^ Сингх С.К., Розицки Дж., Ортега Дж., Исикава Т., Ло Дж., Стивен А.С., Мауризи М.Р. (август 2001 г.). «Функциональные домены молекулярных шаперонов ClpA и ClpX, идентифицированные с помощью ограниченного протеолиза и анализа делеций» . Журнал биологической химии . 276 (31): 29420–29429. дои : 10.1074/jbc.M103489200 . ПМИД 11346657 .
- ^ Готтесман С., Кларк В.П., де Креси-Лагард В., Маурици М.Р. (октябрь 1993 г.). «ClpX, альтернативная субъединица АТФ-зависимой протеазы Clp Escherichia coli. Последовательность и активность in vivo» . Журнал биологической химии . 268 (30): 22618–22626. дои : 10.1016/S0021-9258(18)41573-6 . PMID 8226770 .
- ^ Гальперин Т., Чжэн Б., Ицхаки Х., Кларк А.К., Адам З. (март 2001 г.). «Митохондрии растений содержат протеолитические и регуляторные субъединицы АТФ-зависимой протеазы Clp». Молекулярная биология растений . 45 (4): 461–468. дои : 10.1023/A:1010677220323 . ПМИД 11352464 .
- ^ Шмидт Р., Букау Б., Могк А. (ноябрь 2009 г.). «Принципы общего и регуляторного протеолиза ААА+ протеазами Escherichia coli» . Исследования в области микробиологии . 160 (9): 629–36. дои : 10.1016/j.resmic.2009.08.018 . ПМИД 19781640 .
- ^ Кресс В., Маглика З., Вебер-Бан Э. (ноябрь 2009 г.). «Clp-шаперон-протеазы: структура и функции» . Исследования в области микробиологии . 160 (9): 618–28. дои : 10.1016/j.resmic.2009.08.006 . ПМИД 19732826 .
- ^ Кресс В., Маглика З., Вебер-Бан Э. (ноябрь 2009 г.). «Clp-шаперон-протеазы: структура и функции» . Исследования в области микробиологии . Специальный выпуск о протеолизе у прокариот: контроль качества белка и принципы регуляции. 160 (9): 618–628. дои : 10.1016/j.resmic.2009.08.006 . ПМИД 19732826 .
- ^ Кресс В., Маглика З., Вебер-Бан Э. (ноябрь 2009 г.). «Clp-шаперон-протеазы: структура и функции» . Исследования в области микробиологии . Специальный выпуск о протеолизе у прокариот: контроль качества белка и принципы регуляции. 160 (9): 618–628. дои : 10.1016/j.resmic.2009.08.006 . ПМИД 19732826 .
- ^ Ю С.Дж., Соль Дж.Х., Кан М.С., Ха Д.Б., Чунг Ч. (сентябрь 1994 г.). «clpX, кодирующий альтернативную АТФ-связывающую субъединицу протеазы Ti (Clp), может экспрессироваться независимо от clpP в Escherichia coli». Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 203 (2): 798–804. дои : 10.1006/bbrc.1994.2253 . ПМИД 8093059 .
- ^ «Файл:Укоренение-дерева-жизни-путем-переходного-анализа-1745-6150-1-19-5.jpg — Arc.Ask3.Ru» . commons.wikimedia.org . Проверено 2 мая 2023 г.
- ^ Тацута Т., Лангер Т. (январь 2008 г.). «Контроль качества митохондрий: защита от нейродегенерации и старения» . Журнал ЭМБО . 27 (2): 306–314. дои : 10.1038/sj.emboj.7601972 . ПМК 2234350 . ПМИД 18216873 .
- ^ Кестер Дж.К., Кандрор О., Акопян Т., Чейз М.Р., Чжу Дж., Рубин Э.Дж., Голдберг А.Л., Форчун С.М. (январь 2021 г.). «ClpX необходим и активируется одноцепочечным ДНК-связывающим белком в микобактериях» . Журнал бактериологии . 203 (4). дои : 10.1128/JB.00608-20 . ПМЦ 7847540 . ПМИД 33229461 .
 | Эта белках статья о незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее . |