Protein tyrosin fosfatáza - Protein tyrosine phosphatase

Protein-tyrosin-fosfatáza
1xm2.jpg
Protein tyrosin fosfatáza 1, trimer, člověk
Identifikátory
EC číslo3.1.3.48
Číslo CAS79747-53-8
Databáze
IntEnzIntEnz pohled
BRENDAVstup BRENDA
EXPASYPohled NiceZyme
KEGGVstup KEGG
MetaCycmetabolická cesta
PRIAMprofil
PDB strukturRCSB PDB PDBe PDBsum

Protein tyrosin fosfatázy jsou skupina enzymy že odstranit fosfát skupiny z fosforylovaný tyrosin zbytky na proteinech. Fosforylace proteinů tyrosinem (pTyr) je běžná posttranslační modifikace které mohou vytvářet nové rozpoznávací motivy pro interakce proteinů a lokalizaci buněk, ovlivňovat stabilitu proteinů a regulovat aktivitu enzymů. V důsledku toho zachování odpovídající úroveň fosforylace proteinu tyrosinu je nezbytná pro mnoho buněčných funkcí. Tyrosin-specifické proteinové fosfatázy (PTPáza; ES 3.1.3.48 ) katalyzují odstranění fosfátové skupiny navázané na tyrosinový zbytek za použití cysteinyl-fosfátového enzymového meziproduktu. Tyto enzymy jsou klíčovými regulačními složkami signální transdukce cesty (např Dráha kinázy MAP ) a buněčný cyklus kontrolu a jsou důležité při kontrole růst buněk, proliferace, diferenciace, proměna, a synaptická plasticita.[1][2][3][4]

Funkce

Dohromady s tyrosinkinázy, PTP regulují fosforylace stav mnoha důležitých signalizace molekuly, jako je MAP kináza rodina. PTP jsou stále více považovány za nedílnou součást signální transdukce kaskády, navzdory menšímu studiu a porozumění ve srovnání s tyrosinkinázy.

PTP se podílejí na regulaci mnoha buněčných procesů, mimo jiné včetně:

Klasifikace

Mechanismem

Aktivitu PTP lze nalézt ve čtyřech proteinových rodinách.[6][7]

Odkazy na všech 107 členů rodiny protein tyrosin fosfatázy lze nalézt v šablona ve spodní části tohoto článku.

Třída I.

PTP třídy I jsou největší skupinou PTP s 99 členy, které lze dále rozdělit na

Fosfatázy s dvojí specificitou (dTyr a dSer / dThr) protein s dvojí specificitou-tyrosin fosfatázy. Fosfatázy Ser / Thr a Tyr s dvojí specificitou jsou skupinou enzymů s Ser / Thr (ES 3.1.3.16 ) a tyrosin-specifický protein fosfatáza (ES 3.1.3.48 ) aktivita schopná odstranit serin /threonin nebo fosfátová skupina vázaná na tyrosin ze široké škály fosfoproteiny, včetně řady enzymů, které byly fosforylovány působením a kináza. Fosfatázy s dvojí specificitou (DSP) regulují mitogenní signální transdukci a řídí buněčný cyklus.

LEOPARD syndrom, Noonanův syndrom, a Metachondromatóza jsou spojeny s PTPN11.

Zvýšená úroveň aktivace PTPN5 negativně ovlivňuje synaptická stabilita a hraje roli v Alzheimerova choroba,[3] Syndrom křehkého X[4] schizofrenie,[8] a Parkinsonova choroba.[9] Snížené úrovně PTPN5 byl zapleten do Huntingtonova choroba,[10][11] mozková ischemie[12] zneužití alkoholu,[13][14] a stres poruchy.[15][16] Společně tato zjištění naznačují, že pouze na optimální úrovni PTPN5 je synaptická funkce bez poškození.

Třída II

LMW (nízkomolekulární) fosfatázy nebo kyselé fosfatázy, působí na tyrosin fosforylované proteiny, arylfosfáty s nízkou MW a přírodní a syntetické acyl fosfáty.[17][18]

PTP třídy II obsahují pouze jeden člen, nízkomolekulární fosfotyrosin fosfatázu (LMPTP ).

Třída III

Cdc25 fosfatázy (dTyr a / nebo dThr)

PTP třídy III obsahuje tři členy, CDC25 A, B, a C

Třída IV

Jedná se o členy MĚLI skládat a nadčeleď a zahrnují fosfatázy specifické pro pTyr a pSer / Thr, jakož i fosfatázy s malou molekulou a další enzymy.[19] Podčeleď EYA (oči chybí) je považována za specifickou pro pTyr a má čtyři členy v člověku, EYA1, EYA2, EYA3 a EYA4. Tato třída má zřetelný katalytický mechanismus od ostatních tří tříd.[20]

Podle místa

Na základě své buněčné lokalizace jsou PTPázy také klasifikovány jako:

Společné prvky

Všechny PTPázy, jiné než z rodiny eya, nesou vysoce konzervované aktivní místo motiv C (X) 5R (motiv podpisu PTP), používají společný katalytický mechanismus a mají podobnou strukturu jádra vyrobenou z centrální rovnoběžky beta-list s doprovodem alfa-šroubovice obsahující smyčku beta-smyčka-alfa, která zahrnuje podpisový motiv PTP.[23] Funkční rozmanitost mezi PTPázami je dána regulačními doménami a podjednotkami.

Nízkomolekulární fosfotyrosinová proteinová fosfatáza
PDB 1phr EBI.jpg
Struktura nízkomolekulární fosfotyrosinové proteinové fosfatázy.[24]
Identifikátory
SymbolLMWPc
PfamPF01451
InterProIPR017867
CHYTRÝSM00226
SCOP21phr / Rozsah / SUPFAM
CDDcd00115
Protein-tyrosin fosfatáza
PDB 1ypt EBI.jpg
Struktura Yersinia protein tyrosin fosfatázy.[25]
Identifikátory
SymbolY_fosfatáza
PfamPF00102
Pfam klanCL0031
InterProIPR000242
CHYTRÝSM00194
STRÁNKAPS50055
SCOP21ypt / Rozsah / SUPFAM
CDDcd00047
Fosfatáza s dvojí specificitou, katalytická doména
PDB 1vhr EBI.jpg
Struktura proteinu fosfatázy s dvojí specificitou VHR.[26]
Identifikátory
SymbolDSPc
PfamPF00782
Pfam klanCL0031
InterProIPR000340
STRÁNKAPDOC00323
SCOP21 hod / Rozsah / SUPFAM
CDDcd14498
Protein-tyrosin fosfatáza, podobná SIW14
PDB 1xri EBI.jpg
Struktura domnělé fosfoprotein fosfatázy z Arabidopsis thaliana.[27]
Identifikátory
SymbolY_fosfatáza2
PfamPF03162
Pfam klanCL0031
InterProIPR004861
CDDcd14528
Protein-tyrosin fosfatáza podobná, PTPLA
Identifikátory
SymbolPTPLA
PfamPF04387
InterProIPR007482

Výrazový vzor

Jednotlivé PTP mohou být vyjádřený všemi typy buněk, nebo jejich vyjádření může být přísně tkáň -charakteristický. Většina buněk však exprimuje 30% až 60% všech PTP krvetvorné a neuronální buňky exprimují vyšší počet PTP ve srovnání s jinými typy buněk. T buňky a B buňky hematopoetického původu vyjadřují přibližně 60 až 70 různých PTP. Exprese několika PTPS je omezena na krvetvorné buňky, například LYP, SHP1, CD45, a HePTP.[28] Vyjádření PTPN5 je omezen na mozek. Diferenciální vyjádření PTPN5 se nachází v mnoha oblastech mozku, bez exprese v mozečku.[29][30][31]

Reference

  1. ^ Dixon JE, Denu JM (1998). "Protein tyrosin fosfatázy: mechanismy katalýzy a regulace". Curr Opin Chem Biol. 2 (5): 633–41. doi:10.1016 / S1367-5931 (98) 80095-1. PMID  9818190.
  2. ^ Paul S, Lombroso PJ (2003). "Receptorový a nereceptorový protein tyrosin fosfatázy v nervovém systému". Buňka. Mol. Life Sci. 60 (11): 2465–82. doi:10.1007 / s00018-003-3123-7. PMID  14625689.
  3. ^ A b Zhang Y, Kurup P, Xu J, Carty N, Fernandez SM, Nygaard HB, Pittenger C, Greengard P, Strittmatter SM, Nairn AC, Lombroso PJ (listopad 2010). „Genetická redukce striatálně obohacené tyrosin fosfatázy (STEP) zvrací kognitivní a buněčné deficity v myším modelu Alzheimerovy choroby“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 107 (44): 19014–9. doi:10.1073 / pnas.1013543107. PMC  2973892. PMID  20956308.
  4. ^ A b Goebel-Goody SM, Wilson-Wallis ED, Royston S, Tagliatela SM, Naegele JR, Lombroso PJ (červenec 2012). „Genetická manipulace s KROKEM zvrátí abnormality chování v myším modelu křehkého syndromu X“. Geny, mozek a chování. 11 (5): 586–600. doi:10.1111 / j.1601-183X.2012.00781.x. PMC  3922131. PMID  22405502.
  5. ^ Kurup P, Zhang Y, Xu J, Venkitaramani DV, Haroutunian V, Greengard P, Nairn AC, Lombroso PJ (duben 2010). „Abocytem zprostředkovaná endocytóza NMDA receptoru u Alzheimerovy choroby zahrnuje ubikvitinaci tyrosin fosfatázy STEP61“. The Journal of Neuroscience. 30 (17): 5948–57. doi:10.1523 / JNEUROSCI.0157-10.2010. PMC  2868326. PMID  20427654.
  6. ^ Sun JP, Zhang ZY, Wang WQ (2003). "Přehled nadrodiny protein tyrosin fosfatázy". Curr Top Med Chem. 3 (7): 739–48. doi:10.2174/1568026033452302. PMID  12678841.
  7. ^ Alonso A, Sasin J a kol. (2004). "Protein tyrosin fosfatázy v lidském genomu". Buňka. 117 (6): 699–711. doi:10.1016 / j.cell.2004.05.018. PMID  15186772.
  8. ^ Carty NC, Xu J, Kurup P, Brouillette J, Goebel-Goody SM, Austin DR, Yuan P, Chen G, Correa PR, Haroutunian V, Pittenger C, Lombroso PJ (2012). „Tyrosin fosfatáza KROK: důsledky pro schizofrenii a molekulární mechanismus, který je základem antipsychotických léků“. Translační psychiatrie. 2 (7): e137. doi:10.1038 / tp.2012.63. PMC  3410627. PMID  22781170.
  9. ^ Kurup PK, Xu J, Videira RA, Ononenyi C, Baltazar G, Lombroso PJ, Nairn AC (leden 2015). „STEP61 je substrátem E3 ligázového parkinu a je upregulován u Parkinsonovy choroby“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 112 (4): 1202–7. doi:10.1073 / pnas.1417423112. PMC  4313846. PMID  25583483.
  10. ^ Saavedra A, Giralt A, Rué L, Xifró X, Xu J, Ortega Z, Lucas JJ, Lombroso PJ, Alberch J, Pérez-Navarro E (červen 2011). „Exprese a aktivita proteinové tyrosin fosfatázy obohacené striatou při Huntingtonově chorobě: KROK v odolnosti vůči excitotoxicitě“. The Journal of Neuroscience. 31 (22): 8150–62. doi:10.1523 / JNEUROSCI.3446-10.2011. PMC  3472648. PMID  21632937.
  11. ^ Gladding CM, Sepers MD, Xu J, Zhang LY, Milnerwood AJ, Lombroso PJ, Raymond LA (září 2012). „Calpain a aktivace proteinu tyrosin fosfatázy (STEP) obohacená o striatal přispívají k lokalizaci extrasynaptického NMDA receptoru v myším modelu Huntingtonovy choroby“. Lidská molekulární genetika. 21 (17): 3739–52. doi:10,1093 / hmg / dds154. PMC  3412376. PMID  22523092.
  12. ^ Deb I, Manhas N, Poddar R, Rajagopal S, Allan AM, Lombroso PJ, Rosenberg GA, Candelario-Jalil E, Paul S (listopad 2013). „Neuroprotektivní role mozkem obohacené tyrosin fosfatázy, STEP, při fokální mozkové ischemii“. The Journal of Neuroscience. 33 (45): 17814–26. doi:10.1523 / JNEUROSCI.2346-12.2013. PMC  3818554. PMID  24198371.
  13. ^ Hicklin TR, Wu PH, Radcliffe RA, Freund RK, Goebel-Goody SM, Correa PR, Proctor WR, Lombroso PJ, Browning MD (duben 2011). „Inhibice funkce NMDA receptoru alkoholem, dlouhodobá potenciace a učení strachu vyžaduje protein obohacený o striatal tyrosin fosfatázu“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 108 (16): 6650–5. doi:10.1073 / pnas.1017856108. PMC  3081035. PMID  21464302.
  14. ^ Darcq E, Hamida SB, Wu S, Phamluong K, Kharazia V, Xu J, Lombroso P, Ron D (červen 2014). „Inhibice striatálně obohacené tyrosin fosfatázy 61 v dorsomediálním striatu je dostatečná ke zvýšení spotřeby ethanolu“. Journal of Neurochemistry. 129 (6): 1024–34. doi:10.1111 / jnc.12701. PMC  4055745. PMID  24588427.
  15. ^ Yang CH, Huang CC, Hsu KS (květen 2012). „Kritická role proteinu tyrosin fosfatázy nereceptor typu 5 při určování individuální náchylnosti k rozvoji kognitivních a morfologických změn souvisejících se stresem“. The Journal of Neuroscience. 32 (22): 7550–62. doi:10.1523 / JNEUROSCI.5902-11.2012. PMID  22649233.
  16. ^ Dabrowska J, Hazra R, Guo JD, Li C, Dewitt S, Xu J, Lombroso PJ, Rainnie DG (prosinec 2013). „Striatálně obohacená proteinová tyrosin fosfatáza - KROKY k pochopení chronické stresem indukované aktivace neuronů faktoru uvolňujícího kortikotropin v jádře potkaního stria terminálu“. Biologická psychiatrie. 74 (11): 817–26. doi:10.1016 / j.biopsych.2013.07.032. PMC  3818357. PMID  24012328.
  17. ^ Wo YY, Shabanowitz J, Hunt DF, Davis JP, Mitchell GL, Van Etten RL, McCormack AL (1992). „Sekvenování, klonování a exprese lidské kyselé fosfatázy typu červených krvinek, cytoplazmatické fosfotyrosylové proteinové fosfatázy“. J. Biol. Chem. 267 (15): 10856–10865. PMID  1587862.
  18. ^ Shekels LL, Smith AJ, Bernlohr DA, Van Etten RL (1992). „Identifikace fosfatázy kyseliny adipocytové jako tyrosylfosfatázy citlivé na PAO“. Protein Sci. 1 (6): 710–721. doi:10.1002 / pro.5560010603. PMC  2142247. PMID  1304913.
  19. ^ Chen MJ, Dixon JE, Manning G (duben 2017). "Genomika a vývoj proteinových fosfatáz". Vědecká signalizace. 10 (474). doi:10.1126 / scisignal.aag1796. PMID  28400531.
  20. ^ Plaxton WC, McManus MT (2006). Řízení primárního metabolismu v rostlinách. Wiley-Blackwell. str. 130–. ISBN  978-1-4051-3096-7. Citováno 12. prosince 2010.
  21. ^ Knapp S, Longman E, Debreczeni JE, Eswaran J, Barr AJ (2006). „Krystalová struktura lidského receptorového proteinu tyrosin fosfatáza kappa fosfatáza doména 1“. Protein Sci. 15 (6): 1500–1505. doi:10.1110 / ps.062128706. PMC  2242534. PMID  16672235.
  22. ^ Perrimon N Johnson MR, Perkins LA, Melnick MB (1996). "Nereceptorový protein tyrosin fosfatáza vývrtka funguje v mnoha dráhách receptorové tyrosinkinázy v Drosophila". Dev. Biol. 180 (1): 63–81. doi:10.1006 / dbio.1996.0285. PMID  8948575.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  23. ^ Barford D, Das AK, Egloff MP (1998). "Struktura a mechanismus proteinových fosfatáz: náhled na katalýzu a regulaci". Annu. Biophys. Biomol. Struct. 27 (1): 133–64. doi:10.1146 / annurev.biophys.27.1.133. PMID  9646865.
  24. ^ Su XD, Taddei N, Stefani M, Ramponi G, Nordlund P (srpen 1994). „Krystalová struktura nízkomolekulární fosfotyrosinové proteinové fosfatázy“. Příroda. 370 (6490): 575–8. doi:10.1038 / 370575a0. PMID  8052313.
  25. ^ Stuckey JA, Schubert HL, Fauman EB, Zhang ZY, Dixon JE, Saper MA (srpen 1994). "Krystalová struktura Yersinia protein tyrosin fosfatázy při 2,5 A a komplexu s wolframem" (PDF). Příroda. 370 (6490): 571–5. doi:10.1038 / 370571a0. PMID  8052312.
  26. ^ Yuvaniyama J, Denu JM, Dixon JE, Saper MA (květen 1996). "Krystalová struktura proteinu fosfatázy s dvojí specificitou VHR". Věda. 272 (5266): 1328–31. doi:10.1126 / science.272.5266.1328. PMID  8650541.
  27. ^ Aceti DJ, Bitto E, Yakunin AF a kol. (Říjen 2008). "Strukturální a funkční charakterizace nové fosfatázy z lokusu genu Arabidopsis thaliana At1g05000". Proteiny. 73 (1): 241–53. doi:10.1002 / prot.22041. PMC  4437517. PMID  18433060.
  28. ^ Mustelin T, Vang T, Bottini N (2005). "Protein tyrosin fosfatázy a imunitní odpověď". Nat. Rev. Immunol. 5 (1): 43–57. doi:10.1038 / nri1530. PMID  15630428.
  29. ^ Lombroso PJ, Murdoch G, Lerner M (srpen 1991). "Molekulární charakterizace protein-tyrosin-fosfatázy obohacené ve striatu". Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 88 (16): 7242–6. doi:10.1073 / pnas.88.16.7242. PMC  52270. PMID  1714595.
  30. ^ Bult A, Zhao F, Dirkx R, Sharma E, Lukacsi E, Solimena M, Naegele JR, Lombroso PJ (prosinec 1996). „KROK 61: člen rodiny mozkem obohacených PTP je lokalizován do endoplazmatického retikula“. The Journal of Neuroscience. 16 (24): 7821–31. doi:10.1523 / JNEUROSCI.16-24-07821.1996. PMID  8987810.
  31. ^ Lombroso PJ, Naegele JR, Sharma E, Lerner M (červenec 1993). „Proteinová tyrosin fosfatáza exprimovaná v dopaminoceptivních neuronech bazálních ganglií a souvisejících strukturách“. The Journal of Neuroscience. 13 (7): 3064–74. doi:10.1523 / JNEUROSCI.13-07-03064.1993. PMID  8331384.

Zdroje

externí odkazy