Stathmin - Stathmin
Stathmin, také známý jako metablastin a onkoprotein 18 je protein že u lidí je kódován STMN1 gen.
Stathmin je a vysoce konzervativní 17 kDa protein to je zásadní pro regulaci buňky cytoskelet. Změny v cytoskeletu jsou důležité, protože cytoskelet je kostrou potřebnou pro mnoho buněčných procesů, jako je cytoplazmatická organizace, buněčné dělení a motilita buněk.[5] Přesněji řečeno, stathmin je zásadní při regulaci buněčný cyklus.[6] Nachází se pouze v eukaryoty.
Jeho funkce jako důležitého regulačního proteinu mikrotubul dynamika byla dobře charakterizována.[7] Eukaryotické mikrotubuly jsou jednou ze tří hlavních složek buňky cytoskelet. Jsou to vysoce dynamické struktury, které se neustále střídají mezi sestavením a demontáží. Stathmin plní důležitou funkci při regulaci rychlé remodelace mikrotubulů cytoskeletu v reakci na potřeby buňky. Mikrotubuly jsou válcovité polymery α, β-tubulinu. Jejich sestava je částečně určena koncentrací volného tubulin v cytoplazma.[8]
Při nízkých koncentracích volného tubulinu je rychlost růstu na koncích mikrotubulů zpomalena a vede ke zvýšené rychlosti depolymerace (demontáže).[7][9]
Struktura
Stathmin a související bílkoviny SCG10 a XB3 obsahují N-terminál doména (XB3 obsahuje další N-koncovou hydrofobní oblast), 78 aminokyselina svinutá cívka oblast a krátká C-koncová doména.
Funkce
Funkce Stathminu je regulovat cytoskelet z buňka. Cytoskelet je tvořen dlouhými dutými válci s názvem mikrotubuly. Tyto mikrotubuly jsou tvořeny alfa a beta tubulin heterodimery. Změny v cytoskeletu jsou známé jako dynamika mikrotubulů; přidání tubulinových podjednotek vedlo k polymeraci a jejich ztrátě, depolymerizaci.[5] Stathmin je reguluje podporou depolymerace mikrotubulů nebo prevencí polymerace tubulinových heterodimerů.[6]
Navíc se předpokládá, že Stathmin hraje roli v buněčná signalizace cesta. Stathmin je všudypřítomný fosforylovaný protein díky čemuž působí jako intracelulární relé pro různé regulační cesty,[10] fungující prostřednictvím různých druhí poslové.
Své fosforylace a genová exprese jsou regulovány v celém textu rozvoj [11] a v reakci na extracelulární signály regulující buňka proliferace, diferenciace a funkce.[12]
Interakce
| Stathmin | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Struktura tubulin-kolchicin-vinblastin: komplex domén podobný statinu | |||||||||
| Identifikátory | |||||||||
| Symbol | Stathmin | ||||||||
| Pfam | PF00836 | ||||||||
| InterPro | IPR000956 | ||||||||
| STRÁNKA | PDOC00487 | ||||||||
| SCOP2 | 1sa0 / Rozsah / SUPFAM | ||||||||
| |||||||||
Stathmin interaguje se dvěma molekulami dimerního α, β-tubulinu za vzniku těsného ternárního komplexu zvaného Komplex T2S.[7] Jeden mol stathminu se váže na dva moly tubulinových dimerů stathminová doména (SLD).[9] Když stathmin izoluje tubulin do komplexu T2S, tubulin se stává nepolymerizovatelným. Bez tubulinu polymerizace, není tam žádná sestava mikrotubulů.[7] Stathmin také podporuje rozebrání mikrotubulů působením přímo na konce mikrotubulů.[6]
Rychlost sestavení mikrotubulů je důležitým aspektem buněčného růstu, a proto spojuje regulaci stathminu s buněčný cyklus pokrok. Regulace stathminu závisí na buněčném cyklu a je řízena buňkou proteinové kinázy v reakci na specifické signály buněk.[9] Fosforylace na čtyřech serinových zbytcích na stathminu Ser16, Ser25, Ser38 a Ser63 způsobuje oslabenou vazbu stathmin-tubulinu. Stathmin fosforylace zvyšuje koncentraci tubulinu dostupného v cytoplazmě pro sestavení mikrotubulů. Aby buňky sestavily mitotické vřeteno nezbytné pro zahájení mitotické fáze buněčného cyklu, musí dojít k fosforylaci stathminem. Bez růstu a sestavení mikrotubů se mitotické vřeteno nemůže vytvořit a buněčný cyklus je zastaven. Na cytokineze „Poslední fáze buněčného cyklu, dochází k rychlé defosforylaci stathminu, která blokuje vstup buňky zpět do buněčného cyklu, dokud není připravena.[9]
Klinický význam
Role Stathmina v regulaci buněčného cyklu způsobuje, že je onkoprotein pojmenovaný onkoprotein 18 (op18). Stathmin (aka op18) může způsobit nekontrolovanou buněčnou proliferaci, když je mutován a nefunguje správně. Pokud se stathmin nemůže vázat na tubulin, umožňuje konstantní sestavení mikrotubulů, a proto je konstantní mitotické vřeteno shromáždění. Bez regulace mitotického vřetena je buněčný cyklus schopen nekontrolovatelně cyklovat, což vede k neregulovanému buněčnému růstu charakteristickému pro rakovina buňky.[9]
Role v sociálním chování
Myši bez stathminu mají nedostatek vrozeného a naučeného strachu. Stathmin - / - ženy nehodnotí hrozby dobře, což vede k nedostatku vrozené péče rodičů a sociálních interakcí dospělých. Chybí jim motivace pro získávání štěňat a nejsou schopni zvolit bezpečné místo pro stavbu hnízda. Mají však vylepšení v sociálních interakcích.[13]
Reference
- ^ A b C GRCh38: Vydání souboru 89: ENSG00000117632 - Ensembl, Květen 2017
- ^ A b C GRCm38: Vydání souboru 89: ENSMUSG00000028832 - 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.
- ^ A b Kueh HY, Mitchison TJ (srpen 2009). „Strukturální plasticita v dynamice aktinu a tubulinového polymeru“. Věda. 325 (5943): 960–3. Bibcode:2009Sci ... 325..960K. doi:10.1126 / science.1168823. PMC 2864651. PMID 19696342.
- ^ A b C Rubin CI, Atweh GF (říjen 2004). "Úloha stathminu v regulaci buněčného cyklu". Journal of Cellular Biochemistry. 93 (2): 242–50. doi:10.1002 / jcb.20187. PMID 15368352.
- ^ A b C d Jourdain L, Curmi P, Sobel A, Pantaloni D, Carlier MF (září 1997). „Stathmin: protein sekvestrující tubulin, který tvoří ternární komplex T2S se dvěma molekulami tubulinu“. Biochemie. 36 (36): 10817–21. doi:10.1021 / bi971491b. PMID 9312271.
- ^ Clément MJ, Jourdain I, Lachkar S, Savarin P, Gigant B, Knossow M, Toma F, Sobel A, Curmi PA (listopad 2005). „N-koncové peptidy podobné stathminu váží tubulin a brání sestavení mikrotubulů“. Biochemie. 44 (44): 14616–25. doi:10.1021 / bi0512492. PMID 16262261.
- ^ A b C d E Cassimeris L (únor 2002). "Rodina mikropubulárních destabilizátorů onkoprotein 18 / stathmin". Současný názor na buněčnou biologii. 14 (1): 18–24. doi:10.1016 / S0955-0674 (01) 00289-7. PMID 11792540.
- ^ Maucuer A, Doye V, Sobel A (květen 1990). „Rozdíl v jedné aminokyselině odlišuje lidské a krysí sekvence stathminu, všudypřítomného intracelulárního fosfoproteinu spojeného s buněčnými předpisy“. FEBS Dopisy. 264 (2): 275–8. doi:10.1016 / 0014-5793 (90) 80266-L. PMID 2358074. S2CID 30922217.
- ^ Maucuer A, Moreau J, Méchali M, Sobel A (srpen 1993). "Stathmin genová rodina: fylogenetická ochrana a vývojová regulace u Xenopus". The Journal of Biological Chemistry. 268 (22): 16420–9. PMID 8344928.
- ^ Doye V, Soubrier F, Bauw G, Boutterin MC, Beretta L, Koppel J, Vandekerckhove J, Sobel A (červenec 1989). „Jedna cDNA kóduje dvě izoformy stathmin, vývojově regulovaný neuronem obohacený fosfoprotein.“ The Journal of Biological Chemistry. 264 (21): 12134–7. PMID 2745432.
- ^ Martel G, Nishi A, Shumyatsky GP (září 2008). „Stathmin odhaluje oddělitelné role bazolaterální amygdaly v rodičovském a sociálním chování“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 105 (38): 14620–5. Bibcode:2008PNAS..10514620M. doi:10.1073 / pnas.0807507105. PMC 2567152. PMID 18794533.
Další čtení
- Sobel A (srpen 1991). "Stathmin: reléový fosfoprotein pro vícenásobnou signální transdukci?". Trendy v biochemických vědách. 16 (8): 301–5. doi:10.1016 / 0968-0004 (91) 90123-D. PMID 1957351.
- Steinmetz MO (květen 2007). "Struktura a termodynamika interakce tubulin-stathmin". Journal of Structural Biology. 158 (2): 137–47. doi:10.1016 / j.jsb.2006.07.018. PMID 17029844.
- Doye V, Le Gouvello S, Dobransky T, Chneiweiss H, Beretta L, Sobel A (říjen 1992). „Exprese transfekované stathminové cDNA odhaluje nové fosforylované formy spojené s vývojovou a funkční buněčnou regulací“. The Biochemical Journal. 287 (Pt 2) (Pt 2): 549–54. doi:10.1042 / bj2870549. PMC 1133199. PMID 1445213.
- Labdon JE, Nieves E, Schubart UK (únor 1992). "Analýza fosfoproteinu p19 pomocí kapalinové chromatografie / hmotnostní spektrometrie. Identifikace dvou prolinem směrovaných serinových fosforylačních míst a blokovaného amino konce". The Journal of Biological Chemistry. 267 (5): 3506–13. PMID 1737801.
- Melhem RF, Zhu XX, Hailat N, Strahler JR, Hanash SM (září 1991). "Charakterizace genu pro proliferaci související fosfoprotein (onkoprotein 18) vyjádřený ve vysokých množstvích při akutní leukémii". The Journal of Biological Chemistry. 266 (27): 17747–53. PMID 1917919.
- Ferrari AC, Seuanez HN, Hanash SM, Atweh GF (červenec 1990). „Gen, který kóduje fosfoprotein asociovaný s leukémií (p18), se mapuje na chromozomové pásy 1p35-36.1.“. Geny, chromozomy a rakovina. 2 (2): 125–9. doi:10,1002 / gcc.2870020208. PMID 2278968.
- Maucuer A, Doye V, Sobel A (květen 1990). „Rozdíl v jedné aminokyselině odlišuje lidské a krysí sekvence stathminu, všudypřítomného intracelulárního fosfoproteinu spojeného s buněčnými předpisy“. FEBS Dopisy. 264 (2): 275–8. doi:10.1016 / 0014-5793 (90) 80266-L. PMID 2358074. S2CID 30922217.
- Zhu XX, Kozarsky K, Strahler JR, Eckerskorn C, Lottspeich F, Melhem R, Lowe J, Fox DA, Hanash SM, Atweh GF (srpen 1989). „Molekulární klonování nového genu spojeného s lidskou leukémií. Důkazy o konzervaci u živočišných druhů“. The Journal of Biological Chemistry. 264 (24): 14556–60. PMID 2760073.
- Sobel A, Boutterin MC, Beretta L, Chneiweiss H, Doye V, Peyro-Saint-Paul H (březen 1989). "Intracelulární substráty pro extracelulární signalizaci. Charakterizace všudypřítomného, neuronem obohaceného fosfoproteinu (stathmin)". The Journal of Biological Chemistry. 264 (7): 3765–72. PMID 2917975.
- Maucuer A, Camonis JH, Sobel A (duben 1995). „Stathminová interakce s domnělou kinázou a proteinovými doménami tvořícími coil-coil“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 92 (8): 3100–4. Bibcode:1995PNAS ... 92,3100 mil. doi:10.1073 / pnas.92.8.3100. PMC 42112. PMID 7724523.
- Kato S, Sekine S, Oh SW, Kim NS, Umezawa Y, Abe N, Yokoyama-Kobayashi M, Aoki T (prosinec 1994). "Konstrukce lidské plné cDNA banky". Gen. 150 (2): 243–50. doi:10.1016/0378-1119(94)90433-2. PMID 7821789.
- Curmi PA, Maucuer A, Asselin S, Lecourtois M, Chaffotte A, Schmitter JM, Sobel A (červen 1994). "Molekulární charakterizace lidského stathminu vyjádřená v Escherichia coli: místně řízená mutageneze dvou fosforylovatelných serinů (Ser-25 a Ser-63)". The Biochemical Journal. 300 (Pt 2) (Pt 2): 331–8. doi:10.1042 / bj3000331. PMC 1138166. PMID 8002936.
- Kumar R, Haugen JD (červen 1994). „Lidské a krysí buňky podobné osteoblastům exprimují stathmin, protein regulující růst“. Sdělení o biochemickém a biofyzikálním výzkumu. 201 (2): 861–5. doi:10.1006 / bbrc.1994.1780. PMID 8003023.
- Brattsand G, Marklund U, Nylander K, Roos G, Gullberg M (březen 1994). „Fosforylace onkoproteinu 18 na buněčném cyklu regulovaná na Ser16, Ser25 a Ser38“. European Journal of Biochemistry. 220 (2): 359–68. doi:10.1111 / j.1432-1033.1994.tb18632.x. PMID 8125092.
- Marklund U, Brattsand G, Osterman O, Ohlsson PI, Gullberg M (prosinec 1993). „Několik signálních transdukčních drah indukuje fosforylaci serinů 16, 25 a 38 onkoproteinu 18 v T lymfocytech.“ The Journal of Biological Chemistry. 268 (34): 25671–80. PMID 8245003.
- Marklund U, Brattsand G, Shingler V, Gullberg M (červenec 1993). „Serin 25 onkoproteinu 18 je hlavním cytosolickým cílem pro mitogenem aktivovanou proteinovou kinázu“. The Journal of Biological Chemistry. 268 (20): 15039–47. PMID 8325880.
- Beretta L, Dobránsky T, Sobel A (září 1993). "Vícenásobná fosforylace stathminu. Identifikace čtyř míst fosforylovaných v intaktních buňkách a in vitro cyklickou AMP-dependentní proteinovou kinázou a p34cdc2". The Journal of Biological Chemistry. 268 (27): 20076–84. PMID 8376365.
- Hosoya H, Ishikawa K, Dohi N, Marunouchi T (srpen 1996). „Transkripční a post-transkripční regulace pr22 (Op18) s kontrolou šíření“. Struktura a funkce buněk. 21 (4): 237–43. doi:10.1247 / csf.21.237. PMID 8906359.
- Larsson N, Marklund U, Gradin HM, Brattsand G, Gullberg M (září 1997). „Řízení dynamiky mikrotubulů onkoproteinem 18: pitva regulační role multisite fosforylace během mitózy“. Molekulární a buněčná biologie. 17 (9): 5530–9. doi:10,1128 / mcb.17,9.5530. PMC 232401. PMID 9271428.