PCK2 - PCK2 - Wikipedia
Fosfoenolpyruvátkarboxykináza 2, mitochondriální (PCK2, PEPCK-M), je isozym z fosfoenolpyruvátkarboxykináza (PCK, PEPCK), který je u lidí kódován PCK2 gen na chromozomu 14. Tento gen kóduje a mitochondriální enzym, který katalyzuje přeměna oxaloacetát (OAA) do fosfoenolpyruvát (PEP) za přítomnosti guanosin trifosfát (GTP). A cytosolický forma tohoto proteinu je kódována jiným genem a je klíčovým enzymem glukoneogeneze v játrech. Alternativně sestříhané byly popsány varianty transkriptu. [poskytnuté RefSeq, duben 2014][5]
Struktura
The PCK2 Gen kóduje mitochondriální formu PCK a sdílí 68% homologii v DNA sekvence s PCK1 a 70% homologie v aminokyselina sekvence s kódovanou cytosolickou formou, PCK1.[6][7] Navíc, PCK2 sdílí strukturální homologii s PCK1, což naznačuje, že geny pocházely ze společného genu předků.[6] Oba geny však mají deset exony a devět introny, velikosti jejich intronů se mohou lišit o ~ 2 kb, s největším intronem v PCK2 překlenující 2,5 kb. Celková délka PCK2 gen zabírá ~ 10 kb. Dalším rozdílem je přítomnost Alu sekvence v intronech, které v něm chybí PCK1.[6] PCK2 také obsahuje 18-zbytek mitochondriální sekvence cílení na jeho N-terminál.[7] Potenciální regulační prvky, včetně pěti GC boxy a tři CCAAT boxy, leží 1819 bp proti proudu od místo zahájení transkripce.[8] Navíc proximální promotér oblast PCK2 obsahuje dva domnělé ATF /CRE sekvence, které se vážou ATF4.[9]
Funkce
Jako PCK, PCK2 katalyzuje GTP-řízenou konverzi OAA na PEP jako krok omezující rychlost v glukoneogeneze. Tento krok převodu slouží jako most mezi glykolytický a TCA cyklus meziprodukty v mitochondriích.[6][9] V pankreatických β-buňkách PCK2 reguluje glukóza -stimulováno inzulín sekrece recyklací GTP generovaného z sukcinyl-CoA syntáza reakce. To řídí cyklus TCA a převádí PEP na pyruvát na acetyl-CoA pro citrát syntáza reakce.[9] Protože téměř všechny glykolytické reakce před PEP a za glukóza-6-fosfát (G6P) jsou reverzibilní, syntéza PEP zprostředkovaná PCK2 by mohla podporovat mnoho biosyntetických procesů, jako je serin syntéza, glycerol syntéza a syntéza nukleotidů.[10] Zejména PCK2 přednostně převádí OAA odvozenou z laktát a tak může podporovat biosyntézu i za podmínek s nízkým obsahem glukózy.[6][9][10] Výsledkem je, že aktivita PCK2 přispívá k růstu buněk a přežití během stresu.[9]
Zatímco PCK1 je vyjádřen hlavně v játra a ledviny PCK2 je všudypřítomně exprimován v různých typech buněk, včetně leukocyty a neurony, stejně jako v ne-glukoneogenních tkáních, včetně slinivka břišní, mozek, srdce. Navíc zatímco exprese PCK1 je regulována hormony nebo živiny podílející se na glukoneogenezi, je konstitutivně exprimován PCK2. Tyto rozdíly naznačují, že PCK2 může také vykonávat ne-glukoneogenní funkce.[6][9]
Klinický význam
PCK2 je spojen s několika rakoviny, počítaje v to rakovina plic a propaguje tumorigeneze prostřednictvím své glukoneogenní funkce.[9][10] V nastavení s nízkým obsahem glukózy je třeba zdůraznit endoplazmatické retikulum upregulates ATF4, který pak upregulates PCK2.[9] Protože PCK2 umožňuje buňkám využívat alternativu kataplerotický Cesty k přeměně meziproduktů cyklu TCA na glykolytické meziprodukty může aktivita PCK2 zvýšit nádorové buňky přežití čelící snížené hladině glukózy.[9][10]
Vzhledem k glukoneogenní funkci PCK2 se očekává, že nedostatek PCK2 naruší homeostázu glukózy a povede k hypoglykémie. Ačkoli byly zdokumentovány dva případy, následující studie naznačila, že nedostatek PCK2 nemusí být primární příčinou.[7][11]
Interaktivní mapa cest
Kliknutím na geny, bílkoviny a metabolity níže zobrazíte odkazy na příslušné články.[§ 1]
- ^ Interaktivní mapu cest lze upravit na WikiPathways: „GlycolysisGluconeogenesis_WP534“.
Viz také
Reference
- ^ A b C ENSG00000285241 GRCh38: Vydání souboru 89: ENSG00000100889, ENSG00000285241 - Ensembl, Květen 2017
- ^ A b C GRCm38: Vydání souboru 89: ENSMUSG00000040618 - 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.
- ^ „PCK2 fosfoenolpyruvátkarboxykináza 2 (mitochondriální)“. NCBI Databáze Entrez Gene.
- ^ A b C d E F Modaressi S, Brechtel K, Kristus B, Jungermann K (červenec 1998). "Gen lidského mitochondriálního fosfoenolpyruvátkarboxykinázy 2. Struktura, chromozomální lokalizace a tkáňově specifická exprese". The Biochemical Journal. 333 (Pt 2) (2): 359–66. doi:10.1042 / bj3330359. PMC 1219593. PMID 9657976.
- ^ A b C Modaressi S, Kristus B, Bratke J, Zahn S, Heise T, Jungermann K (květen 1996). "Molekulární klonování, sekvenování a exprese cDNA mitochondriální formy fosfoenolpyruvátkarboxykinázy z lidských jater". The Biochemical Journal. 315 (Pt 3) (3): 807–14. doi:10.1042 / bj3150807. PMC 1217278. PMID 8645161.
- ^ Suzuki M, Yamasaki T, Shinohata R, Hata M, Nakajima H, Kono N (září 2004). "Klonování a reportérová analýza promotoru genu humánní mitochondriální fosfoenolpyruvátkarboxykinázy". Gen. 338 (2): 157–62. doi:10.1016 / j.gene.2004.06.005. PMID 15315819.
- ^ A b C d E F G h i Méndez-Lucas A, Hyroššová P, Novellasdemunt L, Viñals F, Perales JC (srpen 2014). „Mitochondriální fosfoenolpyruvátkarboxykináza (PEPCK-M) je gen pro stresovou reakci endoplazmatického retikula (ER) pro přežití, který se podílí na adaptaci nádorových buněk na dostupnost živin“. The Journal of Biological Chemistry. 289 (32): 22090–102. doi:10,1074 / jbc.M114,566927. PMC 4139223. PMID 24973213.
- ^ A b C d Leithner K, Hrzenjak A, Trötzmüller M, Moustafa T, Köfeler HC, Wohlkoenig C, Stacher E, Lindenmann J, Harris AL, Olschewski A, Olschewski H (únor 2015). „Aktivace PCK2 zprostředkovává adaptivní reakci na vyčerpání glukózy u rakoviny plic“. Onkogen. 34 (8): 1044–50. doi:10.1038 / dne 2014.47. PMID 24632615.
- ^ Samuel VT, Beddow SA, Iwasaki T, Zhang XM, Chu X, Still CD, Gerhard GS, Shulman GI (červenec 2009). „Hyperglykémie nalačno není spojena se zvýšenou expresí PEPCK nebo G6Pc u pacientů s diabetem 2. typu“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 106 (29): 12121–6. doi:10.1073 / pnas.0812547106. PMC 2707270. PMID 19587243.