Kovový transportér CNNM3 - Metal transporter CNNM3

tento článek je sirotek, jako žádné další články odkaz na to. Prosím zavést odkazy na tuto stránku z související články; zkuste Najít odkaz nástroj pro návrhy. (Listopadu 2019)

Kovový transportér CNNM3 (také známý jako cyklin M3 nebo protein 3 obsahující starou konzervovanou doménu) je člověk transmembránový protein který se skládá z 707 aminokyseliny.^[1][2] Ačkoli je CNNM3 všudypřítomný, je většinou přítomen v ledvinách, mozku, plicích, slezině, srdci a játrech.^[3]

Když byl objeven, byl CNNM3 protein nazýván cyklin M3 kvůli podobnosti jeho sekvence s rodinou cyklinů. Patří však do rodiny transmembrán CNNM, společně s CNNM1, CNNM2 a CNNM4.^[4] Hlavní funkcí CNNM3 je spolu s dalšími proteiny CNNM regulovat hladiny Mg2 + v buňce a udržovat její homeostázu. Kromě toho je kodován genem CNNM3 nebo ACDP3.^[5]

Struktura

Primární struktura transportéru kovů CNNM3

Pokud jde o strukturu, CNNM obsahují N-terminál extracelulární doména, transmembránová doména zvaná DUF21, velká cytosolická oblast, která zahrnuje pár cystathionin-β-syntáza domény, známé jako pár CBS, a dále domnělá doména homologie vázající cyklické nukleotidy, která má název CNBH (Homologie vázající cyklické nukleotidy). CBS párová doména byla rozsáhle charakterizována, přesto je o doméně CNBH známo jen málo.

Navzdory skutečnosti, že aktivní členské domény se mohou vyskytovat jako dimery a monomery, neaktivní člen, CNNM3, může pouze jako dimer. Existuje inverzní korelace mezi sklonem domén CNBH dimerizovat a schopností CNNM zprostředkovat Mg²⁺ eflux, který byl prokázán analytickými ultracentrifugačními experimenty.

CBS-párové domény

CBS párové domény dimerizují a jsou místem regulace prostřednictvím ATP-Mg²⁺ vazba. Vazba nukleotidů vede ke změně dimerní konformace: ze zkroucené na plochou strukturu podobnou disku. To umožňuje odtok Mg²⁺ mezi extracelulární matricí a cytosolickou matricí.

CBS-1 se nachází mezi 318. a 379. aminokyselinou, zatímco CBS-2 je mezi 386. a 452. aminokyselinou. Doména CBS-2 je místo, kde se PRL-2 váže na CNNM3.^[6]

CNBH doména

Zatímco CBS párové domény byly široce charakterizovány, studie neuvádějí příliš mnoho informací o doméně CNBH. Sekvence CNBH je podobná jako sekvence jiných domén vázajících cyklické nukleotidy. Doména CNBH CNNM3 se liší od domény CNBH zbytku proteinů ve své rodině, s výjimkou velké variabilní smyčky. Doména CNBH neinteraguje ani s doménami párů CBS, ani s proteiny PRL, ale může být zapojena do procesu dimerizace, který má funkci inhibovat a regulovat aktivitu CNNM3.^[4]

Schéma proteinu CNNM3

Jedna mutace v této doméně byla spojena s Jaliliho syndromem.

Transmembránová doména

Transmembránová doména zvaná DUF21 je doména, která prochází buněčnou membránou. Hydrofobní strana této domény interaguje s lipidovou dvojvrstvou a hydrofilní strana je místem, kde se kříží ionty hořčíku.

Zastoupení aktivního transportu Mg2 + prostřednictvím CNNM3

Funkce

Hořčík (Mg²⁺ ) je jedním z nejhojnějších kationtů uvnitř buněk a je nezbytný pro širokou škálu biochemických procesů, které se vyskytují v našich organismech: energetický metabolismus, udržování stability DNA, syntéza proteinů a více než šest set enzymatických reakcí. Mg²⁺ je zvláštní mezi dvojmocnými kationty ve skutečnosti, že má nejmenší iontový poloměr a největší hydratovaný poloměr; následkem toho transport Mg²⁺ přes membránu zahrnuje působení Mg²⁺ kanály a transportéry, mezi nimiž hrají velmi důležitou roli proteiny CNNM3.

Krystalová struktura PRL-3 fosfatázy v komplexu s Batemanovou doménou transportéru hořčíku CNNM3

CNNM3 a rakovina

PRL-2 a CNNM3 proteinový komplex u rakoviny

PRL (hlavně PRL-2), důležité v metastáza z několika lidských rakovin, jejichž molekulární operační základna je stále matoucí, kontrolují intracelulární hladiny hořčíku a vytvářejí komplex se sadou aminokyselin sídlících v Batemanově modulu (doména CBS-pair) na transportéru hořčíku CNNM3. Když toto spojení nastane, intracelulární hladiny Mg2 + stoupají a podporují nekontrolovanou buněčnou proliferaci, což ospravedlňuje důvod, proč se předpokládá, že nadměrná exprese PRL-2 podporuje růst nádoru. Interakce mezi CBS párovou doménou CNNM3 a buď PRL 2 nebo PRL 3 jsou známy díky použití Rentgenová krystalografie, izotermická titrace kalorimetrie a testy aktivity.^[7]

Vědci prokázali, že aminokyselina 426 (Asp ) CNNM3 se váže v katalytickém místě PRL-2. Dokázali to 426. aminokyselinou mutovanou CNNM3, která se nemohla připojit k PRL-2.

Celkově PRL-2 kontroluje růst nádoru pomocí CNNM3. To však bylo prokázáno pouze v roce rakovina prsu jako jediný byl pod tímto druhem vyšetřování.^[8] Počínaje modelem ortotopické xenotransplantační rakoviny prsu je in vivo důležitost bodové mutace D426A (v poloze 426 dochází ke změně kyselina asparagová do alanin ), který zcela mění tvorbu komplexu CNNM3-PRL 2, je potvrzen.^[9]

Nadměrná exprese tohoto mutantu vázajícího CNNM3 v rakovinných buňkách snižuje kapacitu proliferace v situacích nedostatku hořčíku a v podmínkách nezávislých na růstu ukotvení.

Díky použití molekulárního modelování bylo možné pozorovat, jak je postranní řetězec Asp-426 v CNNM3 uložen v katalytické dutině PRL 2. Proto pomocí PRL inhibitor bylo by možné deaktivovat tvorbu komplexů, což by mělo za následek sníženou buněčnou proliferaci u těchto typů lidské rakoviny. Tyto důkazy by mohly otevírat cestu k novým inovativním terapeutickým cestám a široké uplatnění.

Abychom to shrnuli, onkogenní PRL-2 je zodpovědný za regulaci růstu nádoru, nastavení intracelulárních hladin hořčíku spojením s transportérem hořčíku CNNM3.^[10]

Transkripční regulace CNNM3 pomocí PDK2 v plicním adenokarcinomu

Rakovina plic je jedním z nejčastějších maligních nádorů a hlavní příčinou úmrtnosti u lidí. Rakovina plic je nejčastější příčinou úmrtí na rakovinu u mužů a druhou nejčastější úmrtí na rakovinu u žen na celém světě.^[11] V současné době současná léčba rakoviny plic zahrnuje velké chirurgické odstranění, následované rádiem a chemoterapií. Přežití pacientů s tímto onemocněním je však opravdu špatné. Nejdůležitějším důvodem této skutečnosti je, že se tento karcinogen může stát rezistentním Cisplatina, což je důležitý chemoterapeutický lék, který narušuje strukturu a funkci DNA.

Některé studie ukázaly, že výraz Pyrubátdehydrogenáza kináza (PDK), který je enzymatickým regulátorem v některých metabolických procesech, jako je glykolýza a oxidační fosforilace, je zvýšen u některých nádorů rakoviny tlustého střeva nebo plic.^[12] PDK2, byl identifikován jako nejdůležitější kódující gen pro rezistenci na cistaplin u adenokarcinomu plic. Exprese tohoto genu je dramaticky zvýšená u plicního adenokarcinomu vysokého stupně a mohla by naopak korelovat se špatnou prognózou.

Kromě toho bylo prokázáno, že CNNM3 je jedním z nejvíce korelovaných genů s PDK2 v plicním adenokarcinomu. PDK2 reguluje aktivitu promotoru CNNM3 v plicním adenokarcinomu a tato buněčná signální dráha byla nezbytná pro proliferaci nádorů a rezistenci na cisplatinu v buňkách plicního adenokarcinomu, což naznačuje, že signální cesta PDK2 / CNNM3 může být potenciálním terapeutickým cílem pro cisplatinový rezistentní plicní adenokarcinom.^[13]

Stále však není známo, zda tento proces zahrnuje i další transkripční faktory.

Reference