Oxysterol vázající protein - Oxysterol-binding protein
| Oxysterol vázající protein | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Krystalografická struktura proteinu vázajícího oxysterol (karikatura duhové barvy, N-konec = modrá, C-konec = červená) vázána na 7-hydroxycholesterol (stick diagram, uhlík = bílá, kyslík = červená).[1] | |||||||||
| Identifikátory | |||||||||
| Symbol | Oxysterol_BP | ||||||||
| Pfam | PF01237 | ||||||||
| InterPro | IPR000648 | ||||||||
| STRÁNKA | PDOC00774 | ||||||||
| OPM nadčeleď | 164 | ||||||||
| OPM protein | 1zi7 | ||||||||
| Membranome | 484 | ||||||||
| |||||||||
The proteiny vázající se na oxysterol vázající protein (OSBP) (ORP) jsou rodinou lipidové přenosové proteiny (LTP). Konkrétně tvoří rodinu sterol a fosfoinositid vazebné a přenosové proteiny v eukaryoty[2] to jsou konzervovaný od kvasinek po člověka. Oni jsou proteiny vázající lipidy podílí se na mnoha buněčných procesech souvisejících s oxysterol, včetně signalizace, vezikulárního obchodování, metabolismu lipidů a transportu nevesikulárního sterolu.
v droždí buňky, některé ORP mohou fungovat jako transportéry sterolů nebo lipidů, i když kmeny kvasinek postrádající ORP nemají významné defekty v transportu sterolů mezi endoplazmatickým retikulem a plazmatickou membránou[3]. Přestože se předpokládá, že k přenosu sterolu dochází v oblastech, kde jsou těsně spojeny membrány organel, narušení kontaktních míst endoplazmatického retikula-plazmatické membrány nemá zásadní vliv na přenos sterolu, ačkoli homeostáza fosfolipidů je narušena[4]. Různé ORP se omezují na membránové kontaktní místa (MCS), kde je endoplazmatické retikulum (ER) navázáno na jiné membrány omezující organely. Kvasinkové ORP se rovněž účastní vezikulárního obchodování, ve kterém ovlivňují biogenezi vezikul Golgiho vezikul závislou na Sec14[5] a později v postgolgiho exocytóze ovlivňují uvázání váčků závislých na komplexu exocyst k plazmatické membráně[6]. v savčí buňky, některé ORP fungují jako senzory sterolů, které regulují shromažďování proteinových komplexů v reakci na změny hladin cholesterolu.[7] To znamená, že ORP s největší pravděpodobností ovlivňují lipidové kompozice organelových membrán s dopady na signalizaci a transport vezikul, ale také na buněčný metabolismus lipidů.[8]
Oxysterol je cholesterol metabolit, který lze produkovat enzymatickými nebo radikálovými procesy. Oxysteroly, které jsou 27-uhlíkovými produkty oxidace cholesterolu enzymatickými i neenzymatickými mechanismy, tvoří velkou skupinu lipidy podílí se na celé řadě fyziologických procesů. Studie identifikující specifické buněčné cíle oxysterolu naznačují, že několik oxysterolů může být regulátory metabolismu buněčných lipidů prostřednictvím kontroly genové transkripce. Kromě toho se ukázalo, že se účastní dalších procesů, jako jsou imunitní regulační funkce a mozek homeostáza.[9][10]
Struktura
Všechny proteiny související s oxysterolem (ORP) obsahují doménu vázající lipidy (ORD), která má charakteristickou aminokyselinovou sekvenci, EQVSHHPP. Nejvíce studované ORP jsou lidské a kvasinkové a jediný OSBP-ORP, jehož struktura je zcela známá, je Kes1p, nazývaný také Osh4p, kvasinkový. Šest různých proteinové domény a strukturální motivy typy se nacházejí v OSBP-ORP.[11]
FFAT motiv
To jsou dva fenylalaniny v kyselém traktu. Je vázán endoplazmatickým retikulem na mnoho proteinů podílejících se na metabolismu lipidů. Je obsažen ve většině savčích ORP a asi v 40% ORP kvasinek.
Ankyrinový motiv
Předpokládá se, že se účastní interakcí mezi bílkovinami a bílkovinami, ale není to jisté. U některých proteinů také přispívá k lokalizaci každého proteinu na kontaktní místo na membráně (zóna těsného kontaktu mezi endoplazmatickým retikulem a druhou organelou).
Transmembránová doména
Je přítomen pouze v některých lidských bílkovinách. Jedná se o hydrofobní oblast, která drží protein v buněčné membráně.
Doména PH (pleckstrinová homologie)
Váže fosfoinositidy, obvykle pouze ty, které mají nízkou afinitu a další ligandy. Rozpoznává také organely obohacené v PIP.
GOLD (Golgiho dynamika) doména
Stejně jako motiv Ankyrin pravděpodobně zprostředkovává interakce mezi proteiny. Nachází se pouze v jednom kvasinkovém proteinu a nenachází se v žádném lidském ORP.
Obsahuje sekvenci EQVSHHPP. Má hydrofobní kapsu, která váže sterol a také obsahuje více povrchů vázajících membránu, které umožňují, aby měl protein schopnost způsobit agregaci lipozomů.
Hlavní funkce
Jako součást rodiny lipidových přenosových proteinů (LTP) mají ORP různé a různé funkce. Mezi tyto funkce patří signalizace, vezikulární obchodování, metabolismus lipidů a transport nevesikulárního sterolu.[12] ORP byly studovány v buňkách mnoha organismů jako lidské buňky nebo kvasinky. U kvasinek, kde jsou těsně spojeny organelové membrány, bylo navrženo, aby ORP fungovaly jako transportéry sterolů, ačkoli pouze několik ORP skutečně váže steroly a kolektivně jsou kvasinkové ORP postradatelné pro přenos sterolů in vivo. Jsou také součástí vezikulárního obchodování s membránou Golgiho plazmatu, ale jejich role zatím není jasná. U savců se ORP účastní jako senzory sterolů. Tyto senzory regulují montáž proteinové komplexy když hladiny cholesterolu kolísají.[13]
Používají následující mechanismy:
1-Mohli extrahovat a dodávat lipidy z jedné membrány na druhou. Pravděpodobně v kontaktní místo na membráně.
2-ORP pomáhají vytvořit membránu, když dojde k přechodným změnám v distribuci lipidů. Přidávají nebo odstraňují lipidy v různých oblastech membrány. Vyloučení určitých lipidů v konkrétních oblastech vede k procesům, jako je vazba na membránu nebo signalizace.
3- Fungují jako lipidové senzory, které mění interakce s jinými proteiny v důsledku vazby nebo uvolňování lipidových ligandů. Vyskytuje se hlavně na kontaktních místech nitrálně organel.
4- Přístup dalších proteinů vázajících lipidy k membráně je regulován ORP dvěma způsoby. Jedním ze způsobů je přítomnost lipidu ve druhém proteinu vázajícím lipid. (5)Dalším způsobem je zabránění proteinu vázajícímu lipid v přístupu k lipidu v membráně. Tyto dva mechanismy se vzájemně nevylučují, takže ORP mohou používat oba.
OSBP-ORP lidské proteiny
U lidí existuje 12 genů ORP a sestřih generuje 16 různých proteinových produktů.[14][15] [16]
| Symbol | název | Délka (aa) | Chromozóm | Molekulární funkce |
|---|---|---|---|---|
| OSBP [17] (OSBP1) | Protein vázající na kyslík 1 | 807 | 11q12.1 |
|
| OSBP2 [18] (KIAA1664, ORP-4, ORP4) | Protein vázající na kyslík 2 | 916 | 22q12.2 |
|
| OSBPL1A [19] (ORP-1, ORP1) | Oxysterol vázající protein související s proteinem 1 | 950 | 18q11.2 |
|
| OSBPL2 [20] „(KIAA0772, ORP2)“ [21] | Protein vázající se na kyslík vázající protein 2 | 480 | 20q13,33 |
|
| OSBPL3 [22] (ORP-3, ORP3, KIAA0704) | Protein vázající se na kyslík vázající protein 3 | 887 | 7p15.3 |
|
| OSBPL5 [23] (KIAA1534, ORP5) | Oxysterol vázající protein související s proteinem 5 | 879 | 11p15.4 |
|
| OSBPL6 [24] (ORP6) | Protein vázající se na kyslík vázající protein 6 | 934 | 2q31.2 |
|
| OSBPL7 [25] (ORP7, MGC71150) | Protein vázající se na kyslík vázající protein 7 | 842 | 17q21 |
|
| OSBPL8 [26] (OSBP10, ORP8, MST120, MSTP120) | 8. Protein vázající se na kyslík | 889 | 12q14 |
|
| OSBPL9 [27] (ORP9, OSBP4) | 9. Protein vázající se na kyslík | 736 | 1p32.3 |
|
| OSBPL10 [28] (ORP10, OSBP9) | 10. Protein vázající se na kyslík | 764 | 3p23 |
|
| OSBPL11 [29] (ORP-11, ORP11, FLJ13012, FLJ13164) | Protein vázající se na kyslík vázající protein 11 | 747 | 3q21.2 |
|
OSBP-ORP kvasinkové proteiny
V droždí (Saccharomyces cerevisiæ ) můžeme najít 7 ORP genů zvaných OSH1-7, ale také mají několik dalších jmen.[30][31]
| Symbol | název | Délka (aa) | Molekulární funkce | Subcelulární umístění |
|---|---|---|---|---|
| OSH1 [32] (SWH1, YAR042W, YAR044W) | Homolog proteinu vázajícího se na kyslík 1 | 1188 |
|
|
| OSH2 [33] (YDL019C, D2845) | Homolog proteinu vázajícího kyslík 2 | 1283 |
|
|
| OSH3 [34] (YHR073W) | Homolog proteinu vázajícího kyslík 3 | 996 |
|
|
| OSH4 [35] (KES1, YPL145C, LPI3C, P2614) | Homolog proteinu vázajícího kyslík 4 | 434 |
|
|
| OSH5 [36] (HES1, YOR237W, O5234) | Homolog proteinu vázajícího kyslík 5 | 434 |
| - |
| OSH6 [37] (YKR003W, YK102) | Homolog proteinu vázajícího kyslík 6 | 448 |
|
|
| OSH7 [38] (YHR001W) | Homolog proteinu vázajícího kyslík 7 | 437 |
|
|
Role v nemoci
Bylo zjištěno, že některé oxysteroly přispívají k zánět a oxidační poškození, stejně jako při buněčné smrti ve vzhledu a zejména vývoji některých z nejdůležitějších chronická onemocnění, jako ateroskleróza, neurodegenerativní nemoci, zánětlivá onemocnění střev, věkem podmíněná makulární degenerace a další patologické stavy související s cholesterol vstřebávání.[39]
Kromě toho nedávná studie navrhuje metodu screeningu a diagnostiky Niemann-Pickovy choroby C pomocí screeningu plazmatického oxysterolu, u které se ukázalo, že je méně invazivní, citlivější a specifičtější a ekonomičtější strategie než současná praxe.[40]
Reference
- ^ PDB: 1ZHT; Im YJ, Raychaudhuri S, Prinz WA, Hurley JH (září 2005). „Strukturální mechanismus pro snímání a transport sterolů proteiny souvisejícími s OSBP“. Příroda. 437 (7055): 154–8. doi:10.1038 / nature03923. PMC 1431608. PMID 16136145.
- ^ Weber-Boyvat M, Zhong W, Yan D, Olkkonen VM (červenec 2013). "Oxysterol-vázající proteiny: funkce v buněčné regulaci nad lipidový metabolismus". Biochemická farmakologie. 86 (1): 89–95. doi:10.1016 / j.bcp.2013.02.016. PMID 23428468.
- ^ Georgiev, AG (2011). „Osh proteiny regulují organizaci membránových sterolů, ale nejsou nutné pro pohyb sterolů mezi ER a PM“. Provoz. 12 (10): 1341–55. doi:10.1111 / j.1600-0854.2011.01234.x. PMC 3171641. PMID 21689253.
- ^ Quon, E (2018). „Kontaktní místa endoplazmatického retikula-plazmatické membrány integrují regulaci sterolu a fosfolipidů“. PLOS Biology. 16 (5): e2003864. doi:10.1371 / journal.pbio.2003864. PMC 5983861. PMID 29782498.
- ^ Li, X (duben 2002). „Analýza funkce homologu proteinu vázajícího oxysterol Kes1p při regulaci transportu proteinu závislého na Sec14p z kvasinkového komplexu Golgi“. J. Cell Biol. 157 (1): 63–77. doi:10.1083 / jcb.200201037. PMC 2173257. PMID 11916983.
- ^ Alfaro, G (2011). „Protein vázající sterol Kes1 / Osh4p je regulátorem polarizované exocytózy.“ Provoz. 12 (11): 1521–36. doi:10.1111 / j.1600-0854.2011.01265.x. PMID 21819498.
- ^ Raychaudhuri S, Prinz WA (10. listopadu 2010). „Různé funkce proteinů vázajících oxysterol“. Roční přehled buněčné a vývojové biologie. 26: 157–77. doi:10.1146 / annurev.cellbio.042308.113334. PMC 3478074. PMID 19575662.
- ^ Weber-Boyvat M, Zhong W, Yan D, Olkkonen VM (červenec 2013). "Oxysterol-vázající proteiny: funkce v buněčné regulaci nad lipidový metabolismus". Biochemická farmakologie. 86 (1): 89–95. doi:10.1016 / j.bcp.2013.02.016. PMID 23428468.
- ^ Mutemberezi V, Guillemot-Legris O, Muccioli GG (říjen 2016). „Oxysteroly: Od metabolitů cholesterolu k hlavním mediátorům“. Pokrok ve výzkumu lipidů. 64: 152–169. doi:10.1016 / j.plipres.2016.09.002. PMID 27687912.
- ^ van Reyk DM, Brown AJ, Hult'en LM, Dean RT, Jessup W (1. ledna 2006). „Oxysteroly v biologických systémech: zdroje, metabolismus a patofyziologický význam“. Redoxní zpráva. 11 (6): 255–62. doi:10.1179 / 135100006X155003. PMID 17207307.
- ^ Raychaudhuri S, Prinz WA (10. listopadu 2010). „Různé funkce proteinů vázajících oxysterol“. Roční přehled buněčné a vývojové biologie. 26: 157–77. doi:10.1146 / annurev.cellbio.042308.113334. PMC 3478074. PMID 19575662.
- ^ Ngo M, Ridgway ND (březen 2009). „Protein 9 (ORP9) související s proteinem vázajícím se na kyslík je protein přenášející cholesterol, který reguluje Golgiho strukturu a funkci“. Molekulární biologie buňky. 20 (5): 1388–99. doi:10,1091 / mbc.E08-09-0905. PMC 2649274. PMID 19129476.
- ^ Raychaudhuri S, Prinz WA (10. listopadu 2010). „Různé funkce proteinů vázajících oxysterol“. Roční přehled buněčné a vývojové biologie. 26: 157–77. doi:10.1146 / annurev.cellbio.042308.113334. PMC 3478074. PMID 19575662.
- ^ Lehto M, Laitinen S, Chinetti G, Johansson M, Ehnholm C, Staels B, Ikonen E, Olkkonen VM (srpen 2001). "Rodina proteinů souvisejících s OSBP u lidí". Journal of Lipid Research. 42 (8): 1203–13. PMID 11483621.
- ^ „Rodina genů vázajících oxysterol (OSBP) | Výbor pro genovou nomenklaturu HUGO“. www.genenames.org. Citováno 11. října 2016.
- ^ """proteiny v UniProtKB" vázající se na oxysterol. www.uniprot.org. Citováno 11. října 2016.
- ^ Univerzální přístupové číslo zdroje bílkovin P22059 pro „OSBP - protein vázající na kyslík 1 - Homo sapiens (člověk)“ na UniProt.
- ^ Univerzální přístupové číslo zdroje bílkovin Q969R2 pro „protein vázající na kyslík 2 - Homo sapiens (člověk)“ na UniProt.
- ^ Univerzální přístupové číslo zdroje bílkovin Q9BXW6 pro „OSBPL1A - protein vázající na kyslík vázající protein 1 - Homo sapiens (člověk)“ na UniProt.
- ^ Univerzální přístupové číslo zdroje bílkovin Q9H1P3 pro „OSBPL2 - protein vázající na kyslík 2 související s proteinem - Homo sapiens (člověk)“ na UniProt.
- ^ Escajadillo T, Wang H, Li L, Li D, Kanalizace MB (květen 2016). „Protein-2 (ORP2) regulující vazebný protein vázající na protein reguluje biosyntézu kortizolu a homeostázu cholesterolu“. Molekulární a buněčná endokrinologie. 427: 73–85. doi:10.1016 / j.mce.2016.03.006. PMC 4833515. PMID 26992564.
- ^ Univerzální přístupové číslo zdroje bílkovin Q9H4L5 pro „OSBPL3 - protein vázající na kyslík vázající se na protein 3 - Homo sapiens (člověk)“ na UniProt.
- ^ Univerzální přístupové číslo zdroje bílkovin Q9H0X9 pro „OSBPL5 - Oxysterol vázající protein související s proteinem 5 - Homo sapiens (člověk)“ na UniProt.
- ^ Univerzální přístupové číslo zdroje bílkovin Q9BZF3 pro „OSBPL6 - protein vázající na kyslík vázající se na protein 6 - Homo sapiens (člověk)“ na UniProt.
- ^ Univerzální přístupové číslo zdroje bílkovin Q9BZF2 pro „OSBPL7 - Oxysterol vázající protein související s proteinem 7 - Homo sapiens (člověk)“ na UniProt.
- ^ Univerzální přístupové číslo zdroje bílkovin Q9BZF1 pro „OSBPL8 - Oxysterol vázající protein související s proteinem 8 - Homo sapiens (člověk)“ na UniProt.
- ^ Univerzální přístupové číslo zdroje bílkovin Q96SU4 pro „protein 9 vázající se na kyslík vázající protein - Homo sapiens (člověk)“ na UniProt.
- ^ Univerzální přístupové číslo zdroje bílkovin Q9BXB5 pro „protein vázající na kyslík 10 související s proteinem - Homo sapiens (člověk)“ na UniProt.
- ^ Univerzální přístupové číslo zdroje bílkovin Q9BXB4 pro „OSBPL11 - Oxysterol vázající protein související s proteinem 11 - Homo sapiens (člověk)“ na UniProt.
- ^ Beh CT, Cool L, Phillips J, Rine J (březen 2001). „Překrývající se funkce homologů proteinu vázajícího kvasinky na oxysterol“. Genetika. 157 (3): 1117–40. PMC 1461579. PMID 11238399.
- ^ """proteiny v UniProtKB" vázající se na oxysterol. www.uniprot.org. Citováno 17. října 2016.
- ^ Univerzální přístupové číslo zdroje bílkovin P35845 pro „SWH1 - homolog proteinu vázajícího na oxysterol 1 - Saccharomyces cerevisiae (kmen ATCC 204508 / S288c) (pekařské kvasnice)“ v UniProt.
- ^ Univerzální přístupové číslo zdroje bílkovin Q12451 pro „OSH2 - homolog proteinu vázajícího se na oxysterol 2 - Saccharomyces cerevisiae (kmen ATCC 204508 / S288c) (pekařské kvasnice)“ v UniProt.
- ^ Univerzální přístupové číslo zdroje bílkovin P38713 pro „OSH3 - homolog proteinu vázajícího na oxysterol 3 - Saccharomyces cerevisiae (kmen ATCC 204508 / S288c) (pekařské kvasnice)“ v UniProt.
- ^ Univerzální přístupové číslo zdroje bílkovin P35844 pro „Homolog proteinu vázajícího na kyslík 4 - Saccharomyces cerevisiae (kmen ATCC 204508 / S288c) (pekařské kvasnice)“ na UniProt.
- ^ Univerzální přístupové číslo zdroje bílkovin P35843 pro „Protein HES1 - Saccharomyces cerevisiae (kmen ATCC 204508 / S288c) (pekařské kvasnice)“ v UniProt.
- ^ Univerzální přístupové číslo zdroje bílkovin Q02201 pro „OSH6 - homolog proteinu vázajícího na oxysterol 6 - Saccharomyces cerevisiae (kmen ATCC 204508 / S288c) (pekařské kvasnice)“ v UniProt.
- ^ Univerzální přístupové číslo zdroje bílkovin P38755 pro „OSH7 - homolog proteinu vázajícího na oxysterol 7 - Saccharomyces cerevisiae (kmen ATCC 204508 / S288c) (pekařské kvasnice)“ v UniProt.
- ^ Poli G, Biasi F, Leonarduzzi G (leden 2013). „Oxysteroly v patogenezi závažných chronických onemocnění“. Redox biologie. 1: 125–30. doi:10.1016 / j.redox.2012.12.001. PMC 3757713. PMID 24024145.
- ^ van Karnebeek CD, Mohammadi T, Tsao N, Sinclair G, Sirrs S, Stockler S, Marra C (únor 2015). „Zdravotní ekonomické hodnocení screeningu plazmatického oxysterolu v diagnostice Niemann-Pickovy choroby typu C u intelektuálně postižených pomocí diskrétní simulace události“. Molekulární genetika a metabolismus. 114 (2): 226–32. doi:10.1016 / j.ymgme.2014.07.004. PMID 25095726.