Artemis (protein) - Artemis (protein)
Artemis je protein že u lidí je kódován DCLRE1C (DNA Cross-linkoust repár 1C) gen.[5][6]
Funkce
Artemis je a jaderný protein který je zapojen do V (D) J rekombinace a Oprava DNA. Protein má endonukleáza aktivita na převisech 5 'a 3' a vlásenkách, pokud jsou v komplexu s PRKDC.[7]
Imunitní odpověď
Artemis hraje zásadní roli v V (D) J rekombinace proces, kterým B buňka protilátka geny a Receptor T buněk geny jsou sestaveny z jednotlivých segmentů V (variabilní), D (rozmanitost) a J (spojování).[8] Například při připojení segmentu V k segmentu D se zobrazí Nukleáza RAG (gen aktivující rekombinaci) řeže oba řetězce DNA sousedící s V segmentem a sousedící s D segmentem. Intervenční DNA mezi V a D segmenty je ligována za vzniku kruhové molekuly DNA, která je ztracena z chromozomu. Na každém ze dvou zbývajících konců, nazývaných kódující konce, jsou dva řetězce DNA spojeny a tvoří vlásenkovou strukturu. Artemisova nukleáza se v komplexu s DNA-dependentní proteinovou kinázou (DNA ‑ PK) váže na tyto konce DNA a provádí jediný řez blízko špičky vlásenky. Exponované 3 'konce jsou podrobeny deleci a přidání nukleotidů různými exonukleázami a DNA polymerázami, než jsou segmenty V a D ligovány, aby se obnovila integrita chromozomu. Přesné místo štěpení vlásenky pomocí Artemis je variabilní a tato variabilita v kombinaci s náhodnou delecí a přidáním nukleotidů poskytuje extrémní rozmanitost výsledným genům protilátek a receptorů T-buněk, což umožňuje imunitnímu systému vyvolat imunitní odpověď na prakticky jakýkoli cizí antigen.[9] U jedinců s nedostatkem Artemis je blokována rekombinace V (D) J, protože konce vlásenky nelze otevřít, a proto se nevyrábí žádné zralé B nebo T buňky, což je stav známý jako těžká kombinovaná imunitní nedostatečnost (SCID). Artemis byl poprvé identifikován jako gen defektní v podskupině pacientů s SCID, na které byl neobvykle citlivý záření.
Oprava zlomů DNA
Buňky s nedostatkem Artemis jsou na rentgenové záření citlivější než normální buňky[5] a chemickým látkám, které indukují dvouvláknové zlomy (DSB),[10] a vykazují vyšší výskyt zlomenin chromozomů po ozáření.[11] Přímé měření DSB elektroforézou v pulzním poli naznačuje, že v Artemis-deficientních buňkách je 75-90% DSB rychle opraveno, stejně jako v normálních buňkách. Zbývajících 10–20% DSB, které se v normálních buňkách opravují pomaleji (2–24 hodin), se však v buňkách s nedostatkem Artemis vůbec neopravuje.[12] Oprava těchto pravděpodobně obtížně se opakujících zlomů vyžaduje také několik dalších proteinů, včetně komplexu Mre11 / Rad50 / NBS1, mutovaná ataxie telangiectasia ATM kináza a 53BP1. Protože Artemis dokáže odstranit poškozené konce z DNA,[10] bylo navrženo, aby tyto DSB byly ty, jejichž poškozené konce vyžadují ořezávání Artemis. Důkazy, že jak ATM, tak Artemis, jsou specificky vyžadovány pro opravu DSB v heterochromatinu,[13][14] zpochybnil tento výklad.
Artemis funguje při opravě DNA dvouvláknové zlomy které vznikají indukovanými oxidačními reakcemi nebo endogenními reakcemi.[15] Takový Oprava DNA se vyskytuje v heterochromatin stejně jako v euchromatin.
Klinický význam
Mutace v tomto genu způsobují typ Athabascan závažná kombinovaná imunodeficience (SCIDA).[16]
Interakce
DCLRE1C bylo prokázáno komunikovat s DNA-PKcs.[17]
Reference
- ^ A b C GRCh38: Vydání souboru 89: ENSG00000152457 - Ensembl, Květen 2017
- ^ A b C GRCm38: Vydání souboru 89: ENSMUSG00000026648 - Ensembl, Květen 2017
- ^ „Human PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
- ^ „Myš PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
- ^ A b Moshous D, Callebaut I, de Chasseval R, Corneo B, Cavazzana-Calvo M, Le Deist F, Tezcan I, Sanal O, Bertrand Y, Philippe N, Fischer A, de Villartay JP (květen 2001). „Artemis, nový protein pro opravu dvouřetězcových zlomů DNA / rekombinační protein V (D) J, je mutován u těžké kombinované imunodeficience u člověka“. Buňka. 105 (2): 177–86. doi:10.1016 / S0092-8674 (01) 00309-9. PMID 11336668. S2CID 12610896.
- ^ Li L, Drayna D, Hu D, Hayward A, Gahagan S, Pabst H, Cowan MJ (březen 1998). „Gen pro závažné onemocnění kombinované imunodeficience u domorodých Američanů hovořících Athabascanem se nachází na chromozomu 10p“. Dopoledne. J. Hum. Genet. 62 (1): 136–44. doi:10.1086/301688. PMC 1376812. PMID 9443881.
- ^ "Proteinová znalostní báze: Gene DCLRE1C - DNA cross-link repair 1C protein (Protein artemis)". Citováno 2. června 2011.
- ^ de Villartay JP (2009). "Nedostatky rekombinace V (D) J". Adv. Exp. Med. Biol. Pokroky v experimentální medicíně a biologii. 650: 46–58. doi:10.1007/978-1-4419-0296-2_4. ISBN 978-1-4419-0295-5. PMID 19731800.
- ^ Lu H, Schwarz K, Lieber MR (2007). „Do jaké míry může otevření vlásenky Artemis: komplex DNA-PKcs přispět k junkční rozmanitosti při rekombinaci V (D) J“. Nucleic Acids Res. 35 (20): 6917–23. doi:10.1093 / nar / gkm 823. PMC 2175297. PMID 17932067.
- ^ A b Povirk LF, Zhou T, Zhou R, Cowan MJ, Yannone SM (únor 2007). „Zpracování třířetězcových zlomů DNA zakončených 3'-fosfoglykoláty pomocí Artemisovy nukleázy“. J. Biol. Chem. 282 (6): 3547–58. doi:10,1074 / jbc.M607745200. PMID 17121861.
- ^ Deckbar D, Birraux J, Krempler A, Tchouandong L, Beucher A, Walker S, Stiff T, Jeggo P, Löbrich M (březen 2007). „Rozbití chromozomu po vydání kontrolního bodu G2“ (PDF). J. Cell Biol. 176 (6): 749–55. doi:10.1083 / jcb.200612047. PMC 2064048. PMID 17353355.
- ^ Riballo E, Kühne M, Rief N, Doherty A, Smith GC, Recio MJ, Reis C, Dahm K, Fricke A, Krempler A, Parker AR, Jackson SP, Gennery A, Jeggo PA, Löbrich M (prosinec 2004). „Cesta opětovného spojení dvouřetězcových zlomů v závislosti na ATM, Artemis a lokalizaci proteinů na gama-H2AX ohniska“. Mol. Buňka. 16 (5): 715–24. doi:10.1016 / j.molcel.2004.10.029. PMID 15574327.
- ^ Goodarzi AA, Noon AT, Deckbar D, Ziv Y, Shiloh Y, Löbrich M, Jeggo PA (červenec 2008). „Signalizace ATM usnadňuje opravu dvouřetězcových zlomů DNA spojených s heterochromatinem“. Mol. Buňka. 31 (2): 167–77. doi:10.1016 / j.molcel.2008.05.017. PMID 18657500.
- ^ Beucher A, Birraux J, Tchouandong L, Barton O, Shibata A, Conrad S, Goodarzi AA, Krempler A, Jeggo PA, Löbrich M (listopad 2009). „ATM a Artemis podporují homologní rekombinaci dvouřetězcových zlomů DNA indukovaných zářením v G2“. EMBO J.. 28 (21): 3413–27. doi:10.1038 / emboj.2009.276. PMC 2752027. PMID 19779458.
- ^ Woodbine L, Brunton H, Goodarzi AA, Shibata A, Jeggo PA (2011). „Endogenně indukované dvouřetězcové zlomy DNA vznikají v heterochromatických oblastech DNA a vyžadují ataxii telangiectasia mutovanou a Artemis pro jejich opravu“. Nucleic Acids Res. 39 (16): 6986–97. doi:10.1093 / nar / gkr331. PMC 3167608. PMID 21596788.
- ^ „Entrez Gene: DCLRE1C DNA cross-link repair 1C (PSO2 homolog, S. cerevisiae)“.
- ^ Ma Y, Pannicke U, Schwarz K, Lieber MR (březen 2002). „Otevírání vlásenky a zpracování převisu pomocí komplexu proteinkinázy závislého na Artemis / DNA v nehomologním spojování konců a rekombinaci V (D) J“. Buňka. 108 (6): 781–94. doi:10.1016 / S0092-8674 (02) 00671-2. PMID 11955432. S2CID 7575525.
Další čtení
- Dudásová Z, Chovanec M (2003). "Artemis, nová strážkyně genomu". Novotvar. 50 (5): 311–8. PMID 14628082.
- Adams MD, Kerlavage AR, Fleischmann RD, Fuldner RA, Bult CJ, Lee NH, Kirkness EF, Weinstock KG, Gocayne JD, White O (1995). „Počáteční hodnocení rozmanitosti lidských genů a vzorců exprese na základě 83 milionů nukleotidů sekvence cDNA“ (PDF). Příroda. 377 (6547 Suppl): 3–174. PMID 7566098.
- Wood RD, Mitchell M, Sgouros J, Lindahl T (2001). "Geny pro opravu lidské DNA". Věda. 291 (5507): 1284–9. doi:10.1126 / science.1056154. PMID 11181991.
- Ma Y, Pannicke U, Schwarz K, Lieber MR (2002). „Otevírání vlásenky a zpracování převisu pomocí komplexu proteinkinázy závislého na Artemis / DNA v nehomologním spojování konců a rekombinaci V (D) J“. Buňka. 108 (6): 781–94. doi:10.1016 / S0092-8674 (02) 00671-2. PMID 11955432. S2CID 7575525.
- Li L, Moshous D, Zhou Y, Wang J, Xie G, Salido E, Hu D, de Villartay JP, Cowan MJ (2002). „Zakladatelská mutace v Artemis, proteinu podobném SNM1, způsobuje SCID u domorodých Američanů hovořících Athabascan“. J. Immunol. 168 (12): 6323–9. doi:10,4049 / jimmunol.168.12.6323. PMID 12055248.
- Callebaut I, Moshous D, Mornon JP, de Villartay JP (2002). „Metalo-beta-laktamáza se v enzymech zpracovávajících nukleové kyseliny složila: rodina beta-CASP“. Nucleic Acids Res. 30 (16): 3592–601. doi:10.1093 / nar / gkf470. PMC 134238. PMID 12177301.
- Noordzij JG, Verkaik NS, van der Burg M, van Veelen LR, de Bruin-Versteeg S, Wiegant W, Vossen JM, Weemaes CM, de Groot R, Zdzienicka MZ, van Gent DC, van Dongen JJ (2003). „Radiosenzitivní pacienti s SCID s mutacemi genu Artemis vykazují úplné zastavení diferenciace B-buněk v kontrolním bodě receptoru před B-buňkami v kostní dřeni“. Krev. 101 (4): 1446–52. doi:10.1182 / krev-2002-01-0187. PMID 12406895.
- Moshous D, Pannetier C, de Chasseval R, le Deist F, Cavazzana-Calvo M, Romana S, Macintyre E, Canioni D, Brousse N, Fischer A, Casanova JL, de Villartay JP (2003). „Částečná imunodeficience T a B lymfocytů a predispozice k lymfomu u pacientů s hypomorfními mutacemi v Artemis“. J. Clin. Investovat. 111 (3): 381–7. doi:10,1172 / JCI16774. PMC 151863. PMID 12569164.
- Kobayashi N, Agematsu K, Sugita K, Sako M, Nonoyama S, Yachie A, Kumaki S, Tsuchiya S, Ochs HD, Sugita K, Fukushima Y, Komiyama A (2003). „Nové genové mutace Artemis radiosenzitivní závažné kombinované imunodeficience v japonských rodinách“. Hučení. Genet. 112 (4): 348–52. doi:10.1007 / s00439-002-0897-x. PMID 12592555. S2CID 11582061.
- Kobayashi N, Agematsu K, Nagumo H, Yasui K, Katsuyama Y, Yoshizawa K, Ota M, Yachie A, Komiyama A (2003). „Expanze HLA-identických mateřských CD4 + T buněk s omezeným klonotypem u pacienta s těžkou kombinovanou imunodeficiencí a homozygotní mutací v genu Artemis“. Clin. Immunol. 108 (2): 159–66. doi:10.1016 / S1521-6616 (03) 00095-0. PMID 12921762.
- Poinsignon C, Moshous D, Callebaut I, de Chasseval R, Villey I, de Villartay JP (2004). „Doména metalo-beta-laktamázy / beta-CASP společnosti Artemis představuje katalytické jádro pro rekombinaci V (D) J“. J. Exp. Med. 199 (3): 315–21. doi:10.1084 / jem.20031142. PMC 2211804. PMID 14744996.
- Pannicke U, Ma Y, Hopfner KP, Niewolik D, Lieber MR, Schwarz K (2004). „Funkční a biochemická disekce strukturně specifické nukleázy ARTEMIS“. EMBO J.. 23 (9): 1987–97. doi:10.1038 / sj.emboj.7600206. PMC 404326. PMID 15071507.
- Zhang X, Succi J, Feng Z, Prithivirajsingh S, Story MD, Legerski RJ (2004). „Artemis je fosforylační cíl ATM a ATR a podílí se na reakci kontrolního bodu poškození G2 / M DNA“. Mol. Buňka. Biol. 24 (20): 9207–20. doi:10.1128 / MCB.24.20.9207-9220.2004. PMC 517881. PMID 15456891.
- Poinsignon C, de Chasseval R, Soubeyrand S, Moshous D, Fischer A, Haché RJ, de Villartay JP (2004). "Fosforylace Artemis po poškození DNA indukované ozářením". Eur. J. Immunol. 34 (11): 3146–55. doi:10.1002 / eji.200425455. PMID 15468306.