Kináza spojená s integrinem - Integrin-linked kinase

ILK
Protein ILK PDB 2KBX.png
Dostupné struktury
PDBHledání ortologu: PDBe RCSB
Identifikátory
AliasyILKKináza vázaná na HEL-S-28, ILK-1, ILK-2, P59, p59
Externí IDOMIM: 602366 MGI: 1195267 HomoloGene: 3318 Genové karty: ILK
Umístění genu (člověk)
Chromozom 11 (lidský)
Chr.Chromozom 11 (lidský)[1]
Chromozom 11 (lidský)
Genomic location for ILK
Genomic location for ILK
Kapela11p15.4Start6,603,708 bp[1]
Konec6,610,874 bp[1]
Exprese RNA vzor
PBB GE ILK 201234 at fs.png
Další údaje o referenčních výrazech
Ortology
DruhČlověkMyš
Entrez

3611

16202

Ensembl

ENSG00000166333

ENSMUSG00000030890

UniProt

Q13418

O55222

RefSeq (mRNA)

NM_001014794
NM_001014795
NM_001278441
NM_001278442
NM_004517

NM_001161724
NM_010562

RefSeq (protein)

NP_001014794
NP_001014795
NP_001265370
NP_001265371
NP_004508

NP_001155196
NP_034692

Místo (UCSC)Chr 11: 6,6 - 6,61 MbChr 7: 105,74 - 105,74 Mb
PubMed Vyhledávání[3][4]
Wikidata
Zobrazit / upravit člověkaZobrazit / upravit myš

Kináza spojená s integrinem je enzym že u lidí je kódován ILK gen zapojeny do integrin -zprostředkovaný signální transdukce. Mutace v ILK jsou spojeny s kardiomyopatií.[5][6] Jedná se o protein 59 kDa původně identifikovaný při hybridním screeningu kvasinek-dva s integrinem β1 jako protein návnady.[7] Od svého objevu byla ILK spojována s mnoha buněčnými funkcemi včetně buňky migrace, proliferace, a přilnavost.

Integriny spojené s kinázami (ILK) jsou podrodinou kináz podobných Raf (RAF). Struktura ILK se skládá ze tří funkcí: 5 ankyrin opakuje se na N-konci, Fosfoinositid vazebný motiv a extrémní N-konec kináza katalytická doména.[8] Integriny postrádají enzymatickou aktivitu a závisí na adaptérech signálních proteinů.[8] ILK je spojena s beta-1 a beta-3 integrinovými cytoplazmatickými doménami a je jedním z nejlépe popsaných integrinů.[9] Ačkoli to poprvé popsal Hannigan jako serin / threonin kinázu,[7] důležité motivy ILK kináz jsou stále necharakterizované.[9] Předpokládá se, že ILK hraje roli v regulaci vývoje a homeostáze tkání, nicméně bylo zjištěno, že u mušek, červů a myší není aktivita ILK vyžadována k regulaci těchto procesů.[9]

Živočišné ILK byly spojeny s komplexem pinch-parvin, který řídí vývoj svalů.[9] Myši bez ILK byly embryonálně smrtelné kvůli nedostatku organizovaného vývoje svalových buněk.[9] U savců ILK postrádá katalytickou aktivitu, ale podporuje funkce proteinů lešení pro fokální adheze.[9] V rostlinách ILK signalizují komplexy na místa fokální adheze.[10] ILK rostlin obsahují více ILK genů. Na rozdíl od zvířat, která obsahují několik genů ILK[10] Bylo zjištěno, že ILK mají onkogenní vlastnosti. ILK regulují aktivitu serin / threonin fosfatáz.[9]

Základní funkce

Transdukce extracelulární matrix signály přes integriny ovlivňuje intracelulární a extracelulární funkce a zdá se, že vyžaduje interakci integrinu cytoplazmatický domény s buněčnými proteiny. Integrin-spojená kináza (ILK), interaguje s cytoplazmatický doména integrinu beta-1. Pro tento gen bylo nalezeno několik alternativně sestřižených variant transkriptu kódujících stejný protein.[11] Nedávné výsledky ukázaly, že C-koncová kinázová doména je ve skutečnosti pseudokináza s funkcí adaptéru.[12][13][14]

V roce 2008 bylo zjištěno, že ILK lokalizuje do centrosome a regulovat mitotické vřeteno organizace.[15]

Ukázalo se, že kináza spojená s integrinem komunikovat s:

Funkce závodu ILK1

ILK fungují interakcí s mnoha transmembránovými receptory k regulaci různých signálních kaskád.[7] ILK1 byl nalezen v kořenovém systému většiny rostlin, kde jsou společně lokalizovány na plazmatické membráně a endoplazmatickém retikulu, kde transportují ionty přes plazmatickou membránu[10] ILK1 je zodpovědný za kontrolu osmotického a solného stresu, kontrolu příjmu živin na základě dostupnosti a detekci patogenů.[23]

Osmotický a solný stres

ILK1 souvisí s citlivostí na hyperosmotický stres.[23] ILK1 snížil stres solí u sazenic umístěných do roztoku se zvýšenými koncentracemi soli.[10] Koncentrace ILK1 zůstávají během vývoje poměrně konstantní bez ohledu na vysokou expozici solí.[23] Dříve se věřilo, že K.+ akumulace byla snížena při zvýšené koncentraci soli.[24] K.+ homeostáza není ovlivněna při vysokých koncentracích solí. Během období vysokého stresu solí K.+ koncentrace v přítomnosti ILK1 byla udržována na stávající úrovni. Transport draslíku je vyžadován pro inhibici růstu kořenů flg22 a transport draslíku byl ovlivněn flg22.[23]

Hladiny draslíku modulují aktivaci flg22, flagellinového peptidu složeného z 22 aminokyselin, který spouští molekulární vzorce spojené s patogenem (PAMP). PAMP funkce aktivací regulátorů výstražného systému bakteriálních patogenů.[23][25] Úrovně iontové koncentrace Mn2+, Mg2+, S a Ca2+ byly také ovlivněny po mobilizaci regulátorů PAMP.[23]

Příjem živin

Draslík (K.+) je zodpovědný za osmoregulaci, udržování membránového potenciálu a turgorový tlak rostlinných buněk, což zase zprostředkovává pohyb průduchů a růst tubulů v rostlině.[26] Fotosyntéza a další metabolické cesty jsou řízeny draslíkem.[26] Při dostatečném K.+ absorpce není splněna, jsou aktivovány PAMP. Kalmoduliny, konkrétně CML9, se ukázaly jako důležité geny pro interakci s ILK1 a regulaci hladin draslíku v buňce. Zatímco CLM9 primárně reguluje Ca2+ je spojen s dosud identifikovaným K.+/ Ca2+ přílivový kanál.[10] I když je známo, že dochází k interakcím mezi CML9 a ILK1, ILK1 není přímým cílem fosforylace CML9. S přidáním CML9 se snižuje autofosforylace ILK1, přítomnost bez ohledu na vápník dostupný pro absorpci.

A) Proteinová sekvence celé délky Arabidopsis. B) 3D struktury opakování ILK. C) N-terminál je modrý C-terminál je červený. Ukazuje posloupnost sekundárních prvků. D) Aminokyselinová sekvence ILK.

ILK1 je také ovlivněna přítomností nebo nepřítomností manganu (Mn2+). K autofosforylaci a fosforylaci substrátu došlo, když byly vystaveny působení obou Mn2+ a Mg2+. Mn2+ a byl závislý na dávce, kde Mg2+ nebyl. Specifická místa ILK autofosforylace byla nalezena v přítomnosti Mn2+ ale ne v přítomnosti Mg2+ který podporuje výše navrženou fosforylaci závislou na ILK1.[10] Hmotnostní spektrometrie neodhalila žádné další kinázy, které by tuto reakci spustily.

Detekce patogenu

Bylo zjištěno, že ILK1 podporuje rezistenci v bakteriálních patogenech.[10] ILK1 je vyžadován pro citlivost flg22 u sazenic. Katalyticky neaktivní verze ILK1 byla porovnána s katalyticky aktivními verzemi ILK1, aby se zjistila úroveň rezistence při napadení bakteriálními patogeny. Rostliny inokulované neaktivním ILK1 byly náchylnější k bakteriální infekci než aktivní ILK1, což naznačuje, že ILK1 je potřebný pro detekci bakteriálních patogenů. I když je ILK1 zapojen do detekce bakteriálních patogenů, nepoužívá se k obraně vyvolané účinkem.[23]

ILK1 zvyšuje odezvu PAMP a bazální imunitu prostřednictvím fosforylace MPK3 a MPK6 a funguje nezávisle na reaktivních formách kyslíku (ROS ) Výroba. Vysoce afinitní mediátory absorpce draslíku, jako je HAK5 Bylo také zjištěno, že jsou nedílnou součástí signalizace flg22.[23] Funkce HAK5, když jsou hladiny draslíku nízké.[23] Bylo prokázáno, že Flg22 depolarizuje plazmatickou membránu buněk pomocí HAK5 a ILK1, které spolupracují při zprostředkování iontové homeostázy a pomáhají při krátkodobých i dlouhodobých akcích, jako je jejich růst a potlačování.[23]

Reference

  1. ^ A b C GRCh38: Vydání souboru 89: ENSG00000166333 - Ensembl, Květen 2017
  2. ^ A b C GRCm38: Vydání souboru 89: ENSMUSG00000030890 - Ensembl, Květen 2017
  3. ^ „Human PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
  4. ^ „Myš PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
  5. ^ Brodehl, Andreas; Rezazadeh, Saman; Williams, Tatjana; Munsie, Nicole M .; Liedtke, Daniel; Tracey; Ferrier, Raechel; Shen, Yaoqing; Jones, Steven J. M. (2019-02-15). „Mutace v ILK kódující kinázu spojenou s integrinem jsou spojeny s arytmogenní kardiomyopatií“. Translační výzkum. 208: 15–29. doi:10.1016 / j.trsl.2019.02.004. ISSN  1878-1810. PMC  7412573. PMID  30802431.
  6. ^ Knöll, Ralph; Postel, Ruben; Wang, Jianming; Krätzner, Ralph; Hennecke, Gerrit; Vacaru, Andrei M .; Vakeel, Padmanabhan; Schubert, Cornelia; Murthy, Kenton (2007-07-31). „Laminin-alfa4 a mutace kinázy spojené s integrinem způsobují lidskou kardiomyopatii prostřednictvím současných defektů v kardiomyocytech a endoteliálních buňkách“. Oběh. 116 (5): 515–525. doi:10.1161 / CIRCULATIONAHA.107.689984. ISSN  1524-4539. PMID  17646580.
  7. ^ A b C Hannigan GE, Leung-Hagesteijn C, Fitz-Gibbon L, Coppolino MG, Radeva G, Filmus J, Bell JC, Dedhar S (1996). „Regulace buněčné adheze a růstu závislého na ukotvení novou proteinovou kinázou spojenou s beta 1-integrinem“. Příroda. 379 (6560): 91–6. Bibcode:1996 Natur.379 ... 91H. doi:10.1038 / 379091a0. PMID  8538749. S2CID  4325637.
  8. ^ A b Dedhar S, Williams B, Hannigan G (1999). „Integrin-linked kinase (ILK): a regulator of integrin and growth-factor signaling“. Trendy v buněčné biologii. 9 (8): 319–23. doi:10.1016 / s0962-8924 (99) 01612-8. PMID  10407411.
  9. ^ A b C d E F G Widmaier M, Rognoni E, Radovanac K, Azimifar SB, Fässler R (2012). „Integráza vázaná na kinázu v kostce“. Journal of Cell Science. 125 (Pt 8): 1839–1843. doi:10,1242 / jcs.093864. PMID  22637643.
  10. ^ A b C d E F G Popescu SC, Brauer EK, Dimlioglu G, Popescu GV (2017). „Pohledy na strukturu, funkce a iontově zprostředkované signální cesty transdukované kinázami spojenými s rostlinnými integriny“. Hranice ve vědě o rostlinách. 8: 376. doi:10.3389 / fpls.2017.00376. PMC  5376563. PMID  28421082.
  11. ^ „Entrez Gene: ILK integrin-linked kinase“.
  12. ^ Lange A, Wickström SA, Jakobson M, Zent R, Sainio K, Fässler R (říjen 2009). "Integráza spojená s kinázou je adaptér se základními funkcemi během vývoje myši". Příroda. 461 (7266): 1002–6. Bibcode:2009 Natur.461.1002L. doi:10.1038 / nature08468. PMID  19829382. S2CID  4399882.
  13. ^ Fukuda K, Gupta S, Chen K, Wu C, Qin J (prosinec 2009). „Pseudoaktivní místo ILK je nezbytné pro jeho vazbu na alfa-Parvin a lokalizaci na fokální adheze.“. Molekulární buňka. 36 (5): 819–30. doi:10.1016 / j.molcel.2009.11.028. PMC  2796127. PMID  20005845.
  14. ^ Qin J, Wu C (říjen 2012). „ILK: pseudokináza ve střední fázi adheze a signalizace buněčné matrice“. Současný názor na buněčnou biologii. 24 (5): 607–13. doi:10.1016 / j.ceb.2012.06.003. PMC  3467332. PMID  22763012.
  15. ^ Fielding AB, Dobreva I, McDonald PC, Foster LJ, Dedhar S (únor 2008). „Kináza spojená s integrinem se lokalizuje do centrosomu a reguluje mitotickou vřetenovou organizaci“. The Journal of Cell Biology. 180 (4): 681–9. doi:10.1083 / jcb.200710074. PMC  2265580. PMID  18283114.
  16. ^ Ewing RM, Chu P, Elisma F, Li H, Taylor P, Climie S, McBroom-Cerajewski L, Robinson MD, O'Connor L, Li M, Taylor R, Dharsee M, Ho Y, Heilbut A, Moore L, Zhang S, Ornatsky O, Bukhman YV, Ethier M, Sheng Y, Vasilescu J, Abu-Farha M, Lambert JP, Duewel HS, Stewart II, Kuehl B, Hogue K, Colwill K, Gladwish K, Muskat B, Kinach R, Adams SL, Moran MF, Morin GB, Topaloglou T, Figeys D (2007). „Mapování interakcí lidských proteinů a proteinů ve velkém měřítku hmotnostní spektrometrií“. Molekulární systémy biologie. 3: 89. doi:10.1038 / msb4100134. PMC  1847948. PMID  17353931.
  17. ^ Barry FA, ​​Gibbins JM (duben 2002). „Proteinkináza B je regulována v krevních destičkách kolagenovým receptorem glykoproteinem VI“. The Journal of Biological Chemistry. 277 (15): 12874–8. doi:10,1074 / jbc.M200482200. PMID  11825911.
  18. ^ Delcommenne M, Tan C, Gray V, Rue L, Woodgett J, Dedhar S (září 1998). „Fosfoinositid-3-OH kináza závislá regulace glykogen syntázy kinázy 3 a proteinkinázy B / AKT integrinovou vazbou kinázy“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 95 (19): 11211–6. Bibcode:1998PNAS ... 9511211D. doi:10.1073 / pnas.95.19.11211. PMC  21621. PMID  9736715.
  19. ^ Persad S, Attwell S, Gray V, Mawji N, Deng JT, Leung D, Yan J, Sanghera J, Walsh MP, Dedhar S (červenec 2001). „Regulace fosforylace proteinkinázy B / Akt-serinu 473 kinázou spojenou s integrinem: kritické role pro aktivitu kinázy a aminokyseliny arginin 211 a serin 343“. The Journal of Biological Chemistry. 276 (29): 27462–9. doi:10,1074 / jbc.M102940200. PMID  11313365.
  20. ^ Leung-Hagesteijn C, Mahendra A, Naruszewicz I, Hannigan GE (květen 2001). „Modulace transdukce signálu integrinu ILKAP, proteinovou fosfatázou 2C asociovanou s kinázou spojenou s integrinem, ILK1“. Časopis EMBO. 20 (9): 2160–70. doi:10.1093 / emboj / 20.9.2160. PMC  125446. PMID  11331582.
  21. ^ Tu Y, Li F, Goicoechea S, Wu C (březen 1999). „Protein PINCH pouze pro LIM přímo interaguje s kinázou spojenou s integrinem a je přijímán do míst bohatých na integrin v šířících se buňkách“. Molekulární a buněčná biologie. 19 (3): 2425–34. doi:10,1128 / mcb.19.3.2425. PMC  84035. PMID  10022929.
  22. ^ Zhang Y, Chen K, Guo L, Wu C (říjen 2002). „Charakterizace PINCH-2, nového proteinu fokální adheze, který reguluje interakci PINCH-1-ILK, šíření buněk a migraci“. The Journal of Biological Chemistry. 277 (41): 38328–38. doi:10,1074 / jbc.M205576200. PMID  12167643.
  23. ^ A b C d E F G h i j Brauer E (červen 2016). „Pro přirozenou imunitu a reakci na abiotický stres je zapotřebí kináza ILK1 podobná Raf a vysoce afinitní transportér K + HAK5“. Fyziologie rostlin. 171 (2): 1470–1484. doi:10,1104 / s. 16 00035. PMC  4902592. PMID  27208244 - prostřednictvím Americké společnosti rostlinných biologů.
  24. ^ Alemán F, Nieves-Cordones M, Martínez V, Rubio F (2011). „Získání kořene K (+) v rostlinách: model Arabidopsis thaliana“. Fyziologie rostlin a buněk. 52 (9): 1603–12. doi:10.1093 / pcp / pcr096. PMID  21771865.
  25. ^ Chinchilla D, Bauer Z, Regenass M, Boller T, Felix G (2006). „Kináza receptoru Arabidopsis FLS2 váže flg22 a určuje specificitu vnímání bičíku“. Rostlinná buňka. 18 (2): 465–76. doi:10.1105 / tpc.105.036574. PMC  1356552. PMID  16377758.
  26. ^ A b Wang Y, Wu WH (říjen 2017). "Regulace transportu a signalizace draslíku v rostlinách". Aktuální názor na biologii rostlin. 39: 123–128. doi:10.1016 / j.pbi.2017.06.006. PMID  28710919.

Další čtení