Prestin - Prestin - Wikipedia

SLC26A5
Identifikátory
AliasySLC26A5, DFNB61, PRES, rodina nosičů rozpuštěných látek 26 členů 5
Externí IDOMIM: 604943 MGI: 1933154 HomoloGene: 69472 Genové karty: SLC26A5
Umístění genu (člověk)
Chromozom 7 (lidský)
Chr.Chromozom 7 (lidský)[1]
Chromozom 7 (lidský)
Genomické umístění pro SLC26A5
Genomické umístění pro SLC26A5
Kapela7q22.1Start103,352,730 bp[1]
Konec103,446,207 bp[1]
Ortology
DruhČlověkMyš
Entrez

375611

80979

Ensembl

ENSG00000170615

ENSMUSG00000029015

UniProt

P58743

Q99NH7

RefSeq (mRNA)

NM_030727
NM_001289787
NM_001289788

RefSeq (protein)

NP_001276716
NP_001276717
NP_109652

Místo (UCSC)Chr 7: 103,35 - 103,45 MbChr 5: 21,81 - 21,87 Mb
PubMed Vyhledávání[3][4]
Wikidata
Zobrazit / upravit člověkaZobrazit / upravit myš

Prestin je protein to je rozhodující pro citlivý sluch u savců. Je kódován pomocí SLC26A5 (rodina transportérů aniontů rozpuštěných látek 26, člen 5) gen.[5][6]

Prestin je motorický protein z vnější vlasové buňky vnitřního ucha savčí kochlea.[5] Je vysoce exprimován ve vnějších vlasových buňkách a není exprimován v nemobilních vnitřních vlasových buňkách. Imunolokalizace ukazuje, že prestin je vyjádřen v bočním plazmatická membrána vnějších vlasových buněk, oblast, kde elektromotilita dojde. Výrazový vzorec koreluje s výskytem elektromotility vnějších vlasových buněk.

Funkce

Prestin je při sluchovém zpracování zásadní. Je specificky exprimován v boční membráně vnější vlasové buňky (OHC) kochlea. U plně vyvinutých savců není významný rozdíl mezi hustotou prestinu ve vysokofrekvenčních a nízkofrekvenčních oblastech kochley.[7] Existují dobré důkazy o tom, že prestin prošel u savců adaptivním vývojem [8] spojené se získáváním vysokofrekvenčního sluchu u savců.[9] Prestinový protein vykazuje několik paralelních náhrad aminokyselin u netopýrů, velryb a delfínů, u kterých se nezávisle vyvinul ultrazvukový sluch a echolokace, a to představují vzácné případy konvergentní evoluce na úrovni sekvence.[10][11]

Prestin (mol. Hm. 80 kDa ) je členem odlišné rodiny transportéry aniontů, SLC26. Členové této rodiny jsou strukturálně dobře konzervovaný a může zprostředkovat elektroneutrální výměna z chlorid a uhličitan přes plazmatickou membránu savčích buněk, dva anionty shledáno jako nezbytné pro pohyblivost vnějších vlasových buněk. Na rozdíl od klasických, enzymaticky poháněných motorů je tento nový typ motoru založen na přímé přeměně napětí na výtlak a působí o několik řádů rychleji než jiné buněčné motorové proteiny. Cílená narušení genu Strategie prestinu vykázala> 100násobnou (neboli 40 dB) ztrátu sluchové citlivosti.[12]

Prestin je transmembránový protein, který se mechanicky stahuje a prodlužuje, což vede k elektromotilitě proteinu vnější vlasové buňky (OHC). Elektromotilita je hnací silou za somatickým motorem motoru kochleární zesilovač, což je evoluce savců, která zvyšuje citlivost na frekvence příchozích zvukových vln, a tím zesiluje signál. Předchozí výzkumy naznačují, že tato modulace probíhá prostřednictvím senzoru vnějšího napětí (model transportéru částečných aniontů), přičemž se chlorid váže na intracelulární stranu prestinu a vstupuje do zaniklého transportéru, což způsobuje prodloužení prestinu.[13] Existují však nové důkazy o tom, že prestin působí prostřednictvím snímače vnitřního napětí (IVS), ve kterém se intracelulární chlorid váže alostericky na prestin, aby upravil tvar.[14][15]

Měření vnitřního napětí

V tomto modelu vlastního snímání napětí generuje pohyb iontů a nelineární kapacita (NLC). Na základě generovaného napětí a depolarizovaného nebo hyperpolarizovaného stavu buňky přestane prestin procházet dvěma odlišnými kroky, které představují třístavový model prestinové modulace.[16] Experimenty ukazují, že se zvyšujícími se depolarizačními podněty přechází prestin z podlouhlého stavu do mezilehlého stavu do smluvního stavu, což zvyšuje jeho NLC. Za podmínek hyperpolarizace NLC klesá a prestin přechází zpět do svého podlouhlého stavu. Významné je, že zvýšené napětí membrány charakterizované prodloužením prestinu snižuje afinitu chloridového asterického vazebného místa k chloridu, což pravděpodobně hraje roli v regulaci modulace prestinu. Celkový odhadovaný posun prestinu při modulaci z podlouhlého do smrštěného stavu je 3–4 nm2.[16] Nedávná studie podporuje model IVS, který ukazuje, že mutace 12 zbytků, které pokrývají intracelulární stranu prestinové jádrové membrány, vedly k významnému snížení NLC. Osm z 12 zbytků bylo pozitivně nabitých a předpokládá se, že tvoří vazebné místo alosterického chloridu prestinu.[14]

Transport aniontů

Ačkoli se dříve myslelo, že chybí, transport aniontů se také ukázal jako důležitý aspekt schopnosti prestinu řídit elektromotilitu vlasových buněk.[14][15] Tento mechanismus je nezávislý na schopnostech snímat napětí na základě testů mutageneze, které ukazují, že různé mutace vedou k účinkům buď při absorpci aniontu nebo NLC, ale ne u obou.[14] Předpokládá se, že prestin obsahuje mechanismus vnitřní absorpce aniontů založený na výzkumu, který ukazuje závislost na koncentraci [14C] formát absorpce Vaječník čínského křečka (CHO) buňky. Tyto výsledky nemohly být reprodukovány v oocytech. Proto může prestin vyžadovat přidružený kofaktor pro absorpci aniontu v oocytech; tato hypotéza je však stále zpochybňována. Pokusy ukázaly, že různé anionty mohou soutěžit o absorpci prestinu, včetně malátových, chloridových a alkylsulfonových aniontů.[14][17]

Objev

Prestin byl objeven skupinou Petera Dallose v roce 2000[5] a pojmenovaný podle notového záznamu rychle.

Molekula prestinu byla patentováno objeviteli v roce 2003.[18]

Klinický význam

Byly spojeny mutace v genu SLC26A5 nesyndromatická ztráta sluchu.[6]

Blokátory

Elektromotorická funkce savčího prestinu je blokována amfifilním aniontem salicylát v milimolárních koncentracích. Aplikace salicylátu blokuje prestinovou funkci v závislosti na dávce a snadno reverzibilním způsobem.[13]

Reference

  1. ^ A b C GRCh38: Vydání souboru 89: ENSG00000170615 - Ensembl, Květen 2017
  2. ^ A b C GRCm38: Vydání souboru 89: ENSMUSG00000029015 - 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. ^ A b C Zheng J, Shen W, He DZ, Long KB, Madison LD, Dallos P (červen 2000). „Prestin je motorický protein kochleárních vnějších vlasových buněk“. Příroda. 405 (6783): 149–55. Bibcode:2000Natur.405..149Z. doi:10.1038/35012009. PMID  10821263. S2CID  4409772.
  6. ^ A b „Entrez Gene: SLC26A5 skupina nosičů látek 26, člen 5 (prestin)“.
  7. ^ Mahendrasingam S, Beurg M, Fettiplace R, Hackney CM (2010). „Ultrastrukturální distribuce prestinu ve vnějších vlasových buňkách: post-embedovací imunogoldový výzkum nízkofrekvenčních a vysokofrekvenčních oblastí kochley krysy“. European Journal of Neuroscience. 31 (9): 1595–1605. doi:10.1111 / j.1460-9568.2010.07182.x. PMC  2925464. PMID  20525072.
  8. ^ Franchini LF, Elgoyhen AB (prosinec 2006). „Adaptivní evoluce v savčích bílkovinách zapojených do elektromotility kochleárních vnějších vlasových buněk“. Molekulární fylogenetika a evoluce. 41 (3): 622–635. doi:10.1016 / j.ympev.2006.05.042. PMID  16854604.
  9. ^ Rossiter SJ, Zhang S, Liu Y (2011). „Prestin a vysokofrekvenční sluch u savců“. Commun Integr Biol. 4 (2): 236–9. doi:10,4161 / cib.4.2.14647. PMC  3104589. PMID  21655450.
  10. ^ Liu Y, Rossiter SJ, Han X, Cotton JA, Zhang S (2010). "Kytovci na molekulárně rychlé cestě k ultrazvukovému sluchu". Curr. Biol. 20 (20): 1834–9. doi:10.1016 / j.cub.2010.09.008. PMID  20933423.
  11. ^ Li Y, Liu Z, Shi P, Zhang P (2010). „Sluchový gen Prestin spojuje echolokační netopýry a velryby ". Curr. Biol. 20 (2): R55 – R56. doi:10.1016 / j.cub.2009.11.042. PMID  20129037. S2CID  7367035.
  12. ^ Liberman MC, Gao J, He DZ, Wu X, Jia S, Zuo J (září 2002). "Prestin je vyžadován pro elektromotilitu vnější vlasové buňky a pro kochleární zesilovač". Příroda. 419 (6904): 300–4. Bibcode:2002 Natur.419..300L. doi:10.1038 / nature01059. PMID  12239568. S2CID  4412381.
  13. ^ A b Oliver D, He DZ, Klöcker N, Ludwig J, Schulte U, Waldegger S, Ruppersberg JP, Dallos P, Fakler B (2001). „Intracelulární anionty jako napěťový senzor Prestinu, proteinu motorů vnější vlasové buňky“. Věda. 292 (5525): 2340–2343. doi:10.1126 / science.1060939. PMID  11423665. S2CID  23864514.
  14. ^ A b C d E Bai JP, Surguchev A, Montoya S, Aronson PS, Santos-Sacchi J, Navaratnam D (2009). „Prestinův transport aniontů a možnosti snímání napětí jsou nezávislé“. Biofyzikální deník. 96 (8): 3179–3186. Bibcode:2009BpJ .... 96,3179B. doi:10.1016 / j.bpj.2008.12.3948. PMC  2718310. PMID  19383462.
  15. ^ A b Song L, Santos-Sacchi J (2010). „Konformační vázání anionů závislých na státu v Prestinu: důkazy o alosterické modulaci“. Biofyzikální deník. 98 (3): 371–376. Bibcode:2010BpJ .... 98Q.371S. doi:10.1016 / j.bpj.2009.10.027. PMC  2814207. PMID  20141749.
  16. ^ A b Homma K, Dallos P (2010). „Důkazy, že Prestin má nejméně dva kroky závislé na napětí“. Journal of Biological Chemistry. 286 (3): 2297–2307. doi:10.1074 / jbc.M110.185694. PMC  3023524. PMID  21071769.
  17. ^ Rybalchenko V, Santos-Sacchi J (2008). "Anionová regulace snímání napětí motorovým proteinem Prestin ve vnějších vlasových buňkách". Biofyzikální deník. 95 (9): 4439–4447. Bibcode:2008BpJ .... 95.4439R. doi:10.1529 / biophysj.108.134197. PMC  2567960. PMID  18658219.
  18. ^ USA poskytly 6602992 „Dallos P, Zheng J, Madison LD,„ prestižní polynukleotidy savců “, publikováno 5. 8. 2003 

Další čtení

Tento článek včlení text z United States National Library of Medicine, který je v veřejná doména.