Beta thymosiny - Beta thymosins

alternativní text
NMR struktura β-thymosinu. Jak thymosin α1 [1] a β-thymosiny jsou vnitřně nestrukturované proteiny, tj. postrádají stabilní přehyb, pokud jsou ve vodném roztoku. Tato struktura, většinou alfa šroubovice, byla uměle stabilizována organickým rozpouštědlem.[2] Ilustrovaný thymosin, původně pojmenovaný β9 je kráva ortolog lidského β10

Beta thymosiny jsou rodina proteinů, které mají společnou sekvenci asi 40 aminokyselin podobnou malému proteinu thymosin β4. Vyskytují se téměř výlučně u mnohobuněčných zvířat. Thymosin β4 byl původně získán z brzlík ve společnosti s několika dalšími malými proteiny, které i když souhrnně pojmenovány „thymosiny „je nyní známo, že strukturálně a geneticky nesouvisí a jsou přítomny v mnoha různých zvířecích tkáních.

Β-thymosiny s jednou doménou

Rozdělení

Rodina tymosinů beta-4
PDB 1hj0 EBI.jpg
Struktura thymosinu beta 9.[3]
Identifikátory
SymbolTymosin
PfamPF01290
InterProIPR001152
CHYTRÝSM00152
STRÁNKAPDOC00433
SCOP21 hj0 / Rozsah / SUPFAM

Monomerní P-thymosiny, tj. molekulové hmotnosti podobné peptidům původně izolovaným z brzlíku Goldsteinem, se nacházejí téměř výlučně v buňkách mnohobuněčných zvířat.[4] Známými výjimkami jsou monomerní tymosiny nalezené v několika jednobuněčných organismech, zejména těch, které jsou v současné době považovány za nejbližší příbuzné mnohobuněčných zvířat:[5] choanoflagellates [6] a filasterejci.[7] Ačkoli se vyskytují u velmi časně odlišných zvířat, jako jsou houby, monomerní tymosiny nejsou přítomny u členovců a nematodů, které přesto obsahují „β-tymosinové opakující se proteiny“, které jsou konstruovány z několika opakování β-tymosinových sekvencí.[8] Genomika to ukázal tetrapody (suchozemští obratlovci) každý exprimuje tři monomerní β-tymosiny, které jsou ekvivalentem živočišného druhu (ortology) lidského β4, β10 a β15 thymosiny. Lidské thymosiny jsou kódovány geny TMSB4X, TMSB10 a TMSB15A a TMSB15B. (U lidí jsou proteiny kódované dvěma geny TMSB15 identické.) Kostnatá ryba obecně vyjadřují ortology těchto tří, plus další kopii β4 ortolog.[9]

rodinagenmístoprotein
β4TMSB4XChr. X q21.3-q22Thymosin β4
TMSB4YChr. YThymosin β4,
Y-chromozomální
β10TMSB10Chr. 2 p11.2Thymosin β10
β15TMSB15AChr. X q21.33-q22.3Thymosin β15
TMSB15BChr. X q22.2Thymosin β15

Thymosin β1 bylo zjištěno, že je ubikvitin (zkráceno dvěma C-koncovými glycinovými zbytky).[10]

Vztah k WH2 sekvenční modul

N-terminální polovina β-tymosinů má silnou podobnost aminokyselinová sekvence k velmi široce distribuovanému sekvenčnímu modulu, WH2 modul. (Wasp Homology Domain 2 - název je odvozen od Protein Wiskott-Aldrichova syndromu ).[11][12] Důkazy od Rentgenová krystalografie ukazuje, že tato část β-thymosinů se váže na aktin téměř totožným způsobem jako WH2 moduly, oba přijímají, jak se vážou, konformaci, která byla označována jako β-tymosin / WH2 složit. P-thymosiny se proto mohly vyvinout přidáním nové C-terminální sekvence k rodové WH2 modul.[13] Hledání sekvenční podobnosti však slouží k identifikaci současných domén WH2[14] nerozpoznávají β-tymoziny, (a naopak) a pořadí a funkční podobnosti mohou být výsledkem konvergentní evoluce.[15]

Biologické aktivity thymosinu β4

Další informace: Thymosin beta-4

Archetypický β-tymosin je β4 (produkt u lidí z TMSB4X gen), což je hlavní buněčná složka v mnoha tkáních. Jeho intracelulární koncentrace může dosáhnout až 0,5 mM.[10] Následující Thymosin α1, β4 byl druhým z biologicky aktivních peptidů z Thymosin Fraction 5, který byl kompletně sekvenován a syntetizován.[16]

Vzhledem k jeho hojnosti v cytosol a jeho schopnost vázat G-aktin, ale ne F-aktin, thymosin β4 je považován za hlavní protein sekvestrující aktiny v mnoha typech buněk.[17]

Klinické aplikace

Thymosin β4 byl testován v multicentrických studiích sponzorovaných společně RegeneRx Biopharmaceuticals Inc (Rockville, MD, USA) a Sigma Tau (Pomezia, Itálie) ve Spojených státech a Evropě u pacientů s proleženiny, vředy způsobené venostáza, a Epidermolysis bullosa simplex a bylo zjištěno, že urychluje bolavé a stagnační vředy o měsíc. Rovněž byl testován u pacientů s chronickými neurotrofickými defekty epitelu rohovky a bylo zjištěno, že podporuje reparaci.

Thymosin β15 : Úrovně lidského thymosinu β15 v moči prokázaly slib jako diagnostický marker pro rakovina prostaty který je citlivý na potenciální agresivitu nádoru [18]

Doping ve sportu

Thymosin beta-4 byl údajně používán některými hráči v různých australských fotbalových kódech.[19]

β-thymosinové opakující se proteiny

Struktura NMR hovězího β9-tymozinu, ortolog lidského β10.[20] Duhová barva, kde N-konec = modrá a C-konec = červená.

Rozdělení

Tyto proteiny, které obvykle obsahují 2 až 4 opakování sekvence β-thymosinu, se nacházejí ve všech kmenech živočišné říše, s pravděpodobnou výjimkou hub[21] Jediný příklad savce, dimer u myší, je syntetizován transkripčním čtením mezi dvěma kopiemi myšího genu p15, z nichž každá je také transkribována samostatně.[22] Jedinečným příkladem je protein thypedin z Hydra který má 27 opakování sekvence β-thymosinu.[23]

Biologické aktivity

β-thymosinové repetiční proteiny se podobají monomerním formám ve schopnosti vázat se na aktin, ale rozdíly v sekvenci v jednom studovaném příkladu, protein se třemi repetice Ciboulot ovocné mušky Drosophila, umožňují vazbu na konce aktinových vláken, což je aktivita, která se liší od sekvestrace monomerů.[24]

Tyto proteiny se staly předmětem zájmu v neurobiologii se zjištěním, že v nudibranch (mořský slimák) Hermissenda crassicornis, protein Csp24 (podmíněná stimulační cesta fosfoprotein-24), se 4 opakováními, je zapojen do jednoduchých forem učení: jak jednorázové zvýšení dráždivosti smyslové neurony v podmíněné stimulační dráze,[25] a ve vícestupňovém pavlovianském kondicionování.[26] Fosforylace Csp24, společně s posttranslačními modifikacemi řady proteinů souvisejících s cytoskeletem, může přispívat k dynamice aktinových vláken, která je základem strukturální remodelace responzivních buněk.[26]

Viz také

Reference

  1. ^ Grottesi A, Sette M, Palamara T, Rotilio G, Garaci E, Paci M (1998). „Konformace peptidu thymosinu alfa 1 v roztoku a v prostředí podobném membráně cirkulárním dichroismem a NMR spektroskopií. Možný model jeho interakce s membránou lymfocytů“. Peptidy. 19 (10): 1731–8. doi:10.1016 / S0196-9781 (98) 00132-6. PMID  9880079.
  2. ^ PDB: 1HJ0​; Stoll R, Voelter W, Holak TA (květen 1997). "Konformace thymosinu beta 9 ve vodě / roztoku fluoroalkoholu stanovena NMR spektroskopií". Biopolymery. 41 (6): 623–34. doi:10.1002 / (SICI) 1097-0282 (199705) 41: 6 <623 :: AID-BIP3> 3.0.CO; 2-S. PMID  9108730. Thymosin je β9, hovězí ortolog lidského β10. Stabilizovaný organickým rozpouštědlem byla struktura stanovena pomocí NMR. (Volné β-tymoziny postrádají stabilní složení roztoku)
  3. ^ Stoll R, Voelter W, Holak TA (květen 1997). "Konformace thymosinu beta 9 ve vodě / roztoku fluoroalkoholu stanovena NMR spektroskopií". Biopolymery. 41 (6): 623–34. doi:10.1002 / (SICI) 1097-0282 (199705) 41: 6 <623 :: AID-BIP3> 3.0.CO; 2-S. PMID  9108730.
  4. ^ „Rodina: Thymosin (PF01290)“. Pfam. Wellcome Trust Sanger Institute. Archivovány od originál dne 26. 1. 2008.
  5. ^ Shalchian-Tabrizi K, Minge MA, Espelund M, Orr R, Ruden T, Jakobsen KS, Cavalier-Smith T (2008). "Multigene fylogeneze choanozoa a původ zvířat". PLOS ONE. 3 (5): e2098. Bibcode:2008PLoSO ... 3.2098S. doi:10.1371 / journal.pone.0002098. PMC  2346548. PMID  18461162.
  6. ^ „XYM2758.rev XYM Monosiga brevicollis rychle roste ... - výsledek EST“. 2008-03-20. Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc)
  7. ^ „NUE00005552 Capsaspora owczarzaki Amplicon express Capsaspora owczarza - EST - NCBI“. 2008-11-20. Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc).
  8. ^ Manuel M, Kruse M, Müller WE, Le Parco Y (říjen 2000). „Srovnání homologů beta-thymosinu mezi metazoa podporuje clade-hlístice“. J. Mol. Evol. 51 (4): 378–81. Bibcode:2000JMolE..51..378M. doi:10,1007 / s002390010100. PMID  11040289.
  9. ^ Edwards J (březen 2010). „Obratlovci beta-tymosiny: konzervovaná synteny odhaluje vztah mezi kostnatými rybami a suchozemskými obratlovci“. FEBS Lett. 584 (5): 1047–53. doi:10.1016 / j.febslet.2010.02.004. PMID  20138884.
  10. ^ A b Hannappel E (září 2007). „beta-tymosiny“. Annals of the New York Academy of Sciences. 1112 (1): 21–37. Bibcode:2007NYASA1112 ... 21H. doi:10.1196 / annals.1415.018. PMID  17468232.
  11. ^ Paunola E, Mattila PK, Lappalainen P (únor 2002). "WH2 doména: malý, univerzální adaptér pro aktinové monomery". FEBS Lett. 513 (1): 92–7. doi:10.1016 / S0014-5793 (01) 03242-2. PMID  11911886.
  12. ^ „Family: WH2 (PF02205)“. Pfam. Wellcome Trust Sanger Institute.[trvalý mrtvý odkaz ]
  13. ^ Dominguez R (září 2007). „Beta-thymosin / WH2: multifunkčnost a struktura“. Annals of the New York Academy of Sciences. 1112 (1): 86–94. Bibcode:2007NYASA1112 ... 86D. doi:10.1196 / annals.1415.011. PMID  17468236.
  14. ^ „Family: WH2 (PF02205)“. Pfam. Wellcome Trust Sanger Institute.[trvalý mrtvý odkaz ]
  15. ^ Edwards J (srpen 2004). „Jsou beta-tymosinové domény WH2?“. FEBS Lett. 573 (1–3): 231–2, odpověď autora 233. doi:10.1016 / j.febslet.2004.07.038. PMID  15328003.
  16. ^ Low TL, Hu SK, Goldstein AL (únor 1981). „Kompletní aminokyselinová sekvence hovězího thymosinu beta 4: hormon brzlíku, který indukuje aktivitu terminální deoxynukleotidyltransferázy v populacích thymocytů“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 78 (2): 1162–6. Bibcode:1981PNAS ... 78.1162L. doi:10.1073 / pnas.78.2.1162. PMC  319967. PMID  6940133.
  17. ^ Lodish, Harvey F. (2000). „Kapitola 18. Pohyblivost buněk a tvar I: Mikrovlákna. 18.2. Dynamika sestavy aktinu“. Molekulární buněčná biologie. San Francisco: W.H. Freemane. ISBN  978-0-7167-3706-3.
  18. ^ Hutchinson LM, Chang EL, Becker CM, Shih MC, Brice M, DeWolf WC, Gaston SM, Zetter BR (červenec 2005). „Použití thymosinu beta15 jako močového biomarkeru u lidské rakoviny prostaty“. Prostata. 64 (2): 116–27. doi:10.1002 / pros.20202. PMID  15666387.
  19. ^ „Žraloci Cronulla a thymosin beta-4 ... je to doping?“.
  20. ^ PDB: 1HJ0​; Stoll R, Voelter W, Holak TA (květen 1997). "Konformace thymosinu beta 9 ve vodě / roztoku fluoroalkoholu stanovena NMR spektroskopií". Biopolymery. 41 (6): 623–34. doi:10.1002 / (SICI) 1097-0282 (199705) 41: 6 <623 :: AID-BIP3> 3.0.CO; 2-S. PMID  9108730. Thymosin je β9, hovězí ortolog lidského β10. Stabilizovaný organickým rozpouštědlem byla struktura stanovena pomocí NMR. (Volné β-tymoziny postrádají stabilní složení roztoku)
  21. ^ Pekka Lappalainen (2007). Proteiny vázající aktin-monomer. Boston, MA: Landes Bioscience a Springer Science + Business Media, LLC. ISBN  978-0-387-46407-7.
  22. ^ Dhaese S, Vandepoele K, Waterschoot D, Vanloo B, Vandekerckhove J, Ampe C, Van Troys M (duben 2009). "Rodina genů myšího thymosinu beta15 vykazuje jedinečnou složitost a kóduje funkční opakování tymosinu". J. Mol. Biol. 387 (4): 809–25. doi:10.1016 / j.jmb.2009.02.026. PMID  19233202.
  23. ^ Herrmann D, Hatta M, Hoffmeister-Ullerich SA (listopad 2005). „Thypedin, prekurzor více kopií pro hydra peptidový pedin, je beta-thymosinová repetiční doména obsahující protein“. Mech. Dev. 122 (11): 1183–93. doi:10.1016 / j.mod.2005.07.003. PMID  16169708.
  24. ^ Carlier MF, Hertzog M, Didry D, Renault L, Cantrelle FX, van Heijenoort C, Knossow M, Guittet E (září 2007). "Struktura, funkce a vývoj modulu vázajícího aktin beta-thymosin / WH2 (WASP-Homology2)". Annals of the New York Academy of Sciences. 1112 (1): 67–75. Bibcode:2007NYASA1112 ... 67C. doi:10.1196 / annals.1415.037. PMID  17947587.
  25. ^ Redell JB, Xue-Bian JJ, Bubb MR, Crow T (srpen 2007). „One-trial in vitro podmínění reguluje asociaci mezi beta-thymosinovým opakujícím se proteinem Csp24 a aktinem“. Neurovědy. 148 (2): 413–20. doi:10.1016 / j.neuroscience.2007.06.023. PMID  17681698.
  26. ^ A b Crow T, Xue-Bian JJ (únor 2010). „Proteomická analýza posttranslačních modifikací v podmíněné Hermissendě“. Neurovědy. 165 (4): 1182–90. doi:10.1016 / j.neuroscience.2009.11.066. PMC  2815081. PMID  19961907.