Rhodopsin kináza - Rhodopsin kinase - Wikipedia

Kináza spojená s G proteinem 1
Identifikátory
SymbolGRK1
Alt. symbolyRHOK
Gen NCBI6011
HGNC10013
OMIM180381
RefSeqNM_002929
UniProtQ15835
Další údaje
EC číslo2.7.11.14
MístoChr. 13 q34

Rhodopsin kináza (ES 2.7.11.14, tyčinková opsin kináza, Kináza receptoru spřaženého s G-proteinem 1, GPCR kináza 1, GRK1, opsin kináza, opsin kináza (fosforylační), rhodopsin kináza (fosforylující), RK, STK14) je serin / threonin-specifická protein kináza zahrnutý do něčeho, zůčastnit se čeho fototransdukce.[1][2][3][4][5][6][7][8] Tento enzym katalýzy následující chemická reakce:

ATP + rhodopsin ADP + fosfo-rhodopsin

Mutace v rhodopsin kináze jsou spojeny s formou Noční slepota volala Oguchiho choroba.[9]

Funkce a mechanismus účinku

Rhodopsin kináza je členem rodiny Kinázové receptory spojené s G proteinem a je oficiálně pojmenována kináza 1 spojená s G proteinem nebo GRK1. Rhodopsin kináza se nachází především v savčích buňkách sítnicových tyčinek, kde fosforyluje rodopsin aktivovaný světlem, člen rodiny Receptory spojené s G proteinem který rozeznává světlo. Fosforylovaný, světlem aktivovaný rhodopsin se váže na protein arrestin ukončit světelnou signalizační kaskádu. Související GRK7, také známý jako kónická opsin kináza, slouží podobnou funkci v buňkách sítnicového kužele, které podávají vysoce ostré barevné vidění v fovea.[10] The posttranslační modifikace GRK1 od farnesylace a a-karboxylová methylace je důležitá pro regulaci schopnosti enzymu rozpoznávat rhodopsin v diskových membránách vnějšího segmentu tyčinky.[11][12]

Arrestin-1 navázaný na rhodopsin zabraňuje aktivaci rhodopsinu transducin protein vypnout foto-transdukce zcela.[13][14]

Rhodopsin kináza je inhibována proteinem vázajícím vápník zotavit se odstupňovaným způsobem, který udržuje citlivost rhodopsinu na světlo navzdory velkým změnám podmínek okolního světla. To znamená, že v sítnicích vystavených pouze slabému světlu jsou hladiny vápníku vysoké v buňkách sítnicových tyčinek a regenerin je vázán na rhodopsin kinázu a inhibuje ji, takže rhodopsin je mimořádně citlivý na fotony, aby zprostředkoval vidění při slabém osvětlení a nízké přesnosti; za jasného světla jsou hladiny vápníku v prutových buňkách nízké, takže regenerin se nemůže vázat nebo inhibovat rhodopsin kinázu, což vede k vyšší inhibici rhodopsin kinázy / arestinové signalizace rhodopsinu na počátku, aby se zachovala vizuální citlivost.[15][16]

Podle navrhovaného modelu je N-konec rhodopsin kinázy zapojen do vlastní aktivace. Předpokládá se, že se aktivovaný rhodopsin váže na N-konec, který se také podílí na stabilizaci kinázové domény, aby vyvolal aktivní konformaci.[17]

Oční onemocnění

Mutace v rhodopsin kináze může vést k onemocněním, jako je Oguchiho choroba a degenerace sítnice. Oguchiho choroba je forma vrozené stacionární noční slepoty (CSNB). Vrozená stacionární noční slepota je způsobena neschopností poslat signál z vnější sítnice do vnitřní sítnice signalizačními molekulami. Oguchiho choroba je genetická porucha, takže jedinec může být zděděn od svých rodičů. Geny, které jsou zodpovědné za Oguchiho chorobu, jsou geny SAG a GRK1. Rhodopsin kináza je kódována z genu GRK1, takže mutace v GRK1 může vést k Oguchiho nemoci. [18]

Degenerace sítnice je forma onemocnění sítnice způsobená smrtí fotoreceptorových buněk, které se nacházejí v zadní části oka, sítnici. Rhodopsin kináza se přímo účastní rhodopsinu k aktivaci vizuální fototransdukce. Studie ukázaly, že nedostatek rhodopsin kinázy bude mít za následek fotoreceptorová buňka smrt.[19] Když buňky fotoreceptorů zemřou, budou odděleny od sítnice a povedou k degeneraci sítnice.[20]

Viz také

Reference

  1. ^ Lorenz W, Inglese J, Palczewski K, Onorato JJ, Caron MG, Lefkowitz RJ (říjen 1991). "Rodina receptorových kináz: primární struktura rhodopsin kinázy odhaluje podobnosti s beta-adrenergní receptorovou kinázou". Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 88 (19): 8715–9. doi:10.1073 / pnas.88.19.8715. PMC  52580. PMID  1656454.
  2. ^ Benovic JL, starosta F, Somers RL, Caron MG, Lefkowitz RJ (1986). „Na světle závislá fosforylace rhodopsinu beta-adrenergní receptorovou kinázou“. Příroda. 321 (6073): 869–72. doi:10.1038 / 321869a0. PMID  3014340. S2CID  4346322.
  3. ^ Shichi H, Somers RL (říjen 1978). "Fosforylace rhodopsinu závislá na světle. Čištění a vlastnosti rhodopsin kinázy". The Journal of Biological Chemistry. 253 (19): 7040–6. PMID  690139.
  4. ^ Palczewski K, McDowell JH, Hargrave PA (říjen 1988). "Čištění a charakterizace rhodopsin kinázy". The Journal of Biological Chemistry. 263 (28): 14067–73. PMID  2844754.
  5. ^ Weller M, Virmaux N, Mandel P (leden 1975). „Světlem stimulovaná fosforylace rhodopsinu v sítnici: přítomnost proteinové kinázy, která je specifická pro fotobělený rhodopsin“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 72 (1): 381–5. doi:10.1073 / pnas.72.1.381. PMC  432309. PMID  164024.
  6. ^ Cha K, Bruel C, Inglese J, Khorana HG (září 1997). "Rhodopsin kináza: exprese v buňkách hmyzu infikovaných bakulovirem a charakterizace posttranslačních modifikací". Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 94 (20): 10577–82. doi:10.1073 / pnas.94.20.10577. PMC  23407. PMID  9380677.
  7. ^ Khani SC, Abitbol M, Yamamoto S, Maravic-Magovcevic I, Dryja TP (srpen 1996). "Charakterizace a chromozomální lokalizace genu pro lidskou rhodopsin kinázu". Genomika. 35 (3): 571–6. doi:10.1006 / geno.1996.0399. PMID  8812493.
  8. ^ Willets JM, Challiss RA, Nahorski SR (prosinec 2003). „Nevizuální GRK: vidíme celý obrázek?“. Trendy ve farmakologických vědách. 24 (12): 626–33. doi:10.1016 / j.tips.2003.10.003. PMID  14654303.
  9. ^ Yamamoto S, Sippel KC, Berson EL, Dryja TP (únor 1997). "Vady genu pro rhodopsin kinázu v Oguchi formě stacionární noční slepoty". Genetika přírody. 15 (2): 175–8. doi:10.1038 / ng0297-175. PMID  9020843. S2CID  9317102.
  10. ^ Chen CK, Zhang K, Church-Kopish J, Huang W, Zhang H, Chen YJ, Frederick JM, Baehr W (prosinec 2001). "Charakterizace lidské GRK7 jako potenciální kuželové opsin kinázy". Molekulární vidění. 7: 305–13. PMID  11754336.
  11. ^ Inglese J, Glickman JF, Lorenz W, Caron MG, Lefkowitz RJ (leden 1992). "Isoprenylace proteinové kinázy. Požadavek farnesylace / alfa-karboxylové methylace pro plnou enzymatickou aktivitu rhodopsin kinázy". The Journal of Biological Chemistry. 267 (3): 1422–5. PMID  1730692.
  12. ^ Kutuzov MA, Andreeva AV, Bennett N (prosinec 2012). "Regulace methylačního stavu kinázy 1 spojené s G proteinem (rhodopsin kináza)". Mobilní signalizace. 24 (12): 2259–67. doi:10.1016 / j.cellsig.2012.07.020. PMID  22846544.
  13. ^ Sakurai K, Chen J, Khani SC, Kefalov VJ (duben 2015). „Regulace fototransdukce savčích kuželů rekupininem a rhodopsin kinázou“. The Journal of Biological Chemistry. 290 (14): 9239–50. doi:10,1074 / jbc.M115,639591. PMC  4423708. PMID  25673692.
  14. ^ Sakurai K, Young JE, Kefalov VJ, Khani SC (srpen 2011). „Variace exprese rhodopsin kinázy mění vypnutí tlumené odezvy blesku a adaptaci světla v tyčových fotoreceptorech.“. Investigativní oftalmologie a vizuální věda. 52 (9): 6793–800. doi:10.1167 / iovs.11-7158. PMC  3176010. PMID  21474765.
  15. ^ Chen CK, Inglese J, Lefkowitz RJ, Hurley JB (červenec 1995). "Ca (2 +) - závislá interakce obnovy s rhodopsin kinázou". The Journal of Biological Chemistry. 270 (30): 18060–6. doi:10.1074 / jbc.270.30.18060. PMID  7629115.
  16. ^ Komolov KE, Senin II, Kovaleva NA, Christoph MP, Churumova VA, Grigoriev II, Akhtar M, Philippov PP, Koch KW (červenec 2009). "Mechanismus regulace rhodopsin kinázy regenerací". Journal of Neurochemistry. 110 (1): 72–9. doi:10.1111 / j.1471-4159.2009.06118.x. PMID  19457073. S2CID  205620698.
  17. ^ Orban, Tivadar a kol. "Substrátem indukované změny v dynamice rhodopsin kinázy (kináza 1 spojená s proteinem G)." Biochemie, sv. 51, č. 16. 2012, str. 3404–3411.
  18. ^ Teke MY, Citirik M, Kabacam S, Demircan S, Alikasifoglu M (říjen 2016). „Nová missense mutace genu GRK1 u Oguchiho choroby“. Zprávy o molekulární medicíně. 14 (4): 3129–33. doi:10,3892 / mmr.2016.5620. PMC  5042745. PMID  27511724.
  19. ^ Choi S, Hao W, Chen CK, Simon MI (listopad 2001). "Profily genové exprese světelné indukované apoptózy v retininách s deficitem arestinu / rhodopsin kinázy". Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 98 (23): 13096–101. doi:10.1073 / pnas.201417498. PMC  60830. PMID  11687607.
  20. ^ Murakami Y, Notomi S, Hisatomi T, Nakazawa T, Ishibashi T, Miller JW, Vavvas DG (listopad 2013). „Fotoreceptorová buněčná smrt a záchrana při odloučení a degeneracích sítnice“. Pokrok ve výzkumu sítnice a očí. 37 (2013): 114–40. doi:10.1016 / j.preteyeres.2013.08.001. PMC  3871865. PMID  23994436.

externí odkazy