XIAP - XIAP
X-vázaný inhibitor proteinu apoptózy (XIAP), také známý jako inhibitor proteinu apoptózy 3 (IAP3) a baculovirový protein obsahující IAP repetice 4 (BIRC4), je protein to se zastaví apoptotický buněčná smrt. U lidí je tento protein (XIAP) produkován genem XIAP gen umístěný na X chromozóm.[4][5]
XIAP je členem inhibitor apoptózy rodina proteinů (IAP). IAP byly původně identifikovány v bakuloviry, ale XIAP je jedním z homologních proteinů nalezených u savců.[6] Nazývá se to proto, že to bylo poprvé objeveno místem 273 párů bází na X chromozomu.[4] Protein se také nazývá lidský protein podobný IAP (hILP), protože není tak dobře konzervovaný jako lidský IAPS: hIAP-1 a hIAP-2.[4][7] XIAP je nejúčinnější lidský protein IAP, který je v současné době identifikován.[8]
Objev
Neuronální apoptóza inhibitorový protein (NAIP ) byl prvním homologem k bakulovirovým IAP, který byl identifikován u lidí.[4] Se sekvenčními daty NIAP byla genová sekvence pro a RING doména se zinkovým prstem byl objeven na místě Xq24-25.[4] Použitím PCR a klonování, tři BIR domény a prsten RING byly nalezeny na proteinu, který se stal známým jako X-vázaný inhibitor apoptotického proteinu. Velikost přepisu Xiap je 9,0 kB s otevřeným čtecím rámcem 1,8 kB.[4] Xiap mRNA byla pozorována ve všech lidských dospělých a fetálních tkáních „kromě leukocytů v periferní krvi“.[4] Sekvence XIAP vedly k objevení dalších členů rodiny IAP.
Struktura
XIAP se skládá ze tří hlavních typů strukturních prvků (domén). Za prvé, existuje bakulovirové IAP opakování (BIR) doména skládající se z přibližně 70 aminokyselin, která charakterizuje všechny IAP.[8] Zadruhé existuje doména UBA, která umožňuje připojení XIAP ubikvitin. Zatřetí, existuje doména vázající zinek nebo „karboxyterminální prsten RING“.[7] XIAP byl charakterizován třemi aminoterminálními BIR doménami, následovanými jednou doménou UBA a nakonec jednou doménou RING.[9] Mezi doménami BIR-1 a BIR-2 existuje oblast linker-BIR-2, o které se předpokládá, že obsahuje jediný prvek, který přichází do kontaktu s molekulou kaspázy za vzniku komplexu XIAP / Caspase-7.[10]. V roztoku tvoří plná forma XIAP homodimer přibližně 114 kDa [11].
Funkce
XIAP se zastaví apoptotický buněčná smrt, která je vyvolána buď virovou infekcí, nebo nadprodukcí kaspázy. Kaspázy jsou enzymy primárně zodpovědné za buněčnou smrt.[7] XIAP se váže na a inhibuje kaspáza 3, 7 a 9.[12] BIR2 doména XIAP inhibuje kaspázu 3 a 7, zatímco BIR3 se váže a inhibuje kaspáza 9.[8] Doména RING využívá E3 ubikvitin ligázová aktivita a umožňuje IAP katalyzovat ubikvinaci sebe, kaspázy-3 nebo kaspázy-7 degradací prostřednictvím proteazom aktivita.[13] Nicméně, mutace ovlivnění RING Finger významně neovlivní apoptóza, což naznačuje, že doména BIR je dostatečná pro funkci proteinu.[7] Při inhibici aktivity kaspázy-3 a kaspázy-7 se doména BIR2 XIAP váže na drážku substrátu v aktivním místě a blokuje přístup normálního proteinového substrátu, což by mělo za následek apoptózu.[13][14]
Kaspázy aktivuje cytochrom c, který se uvolňuje do cytosol nefunkční mitochondrie.[7] Studie ukazují, že XIAP přímo neovlivňuje cytochrom c.[7]
XIAP se odlišuje od ostatních lidských IAP, protože je schopen účinně zabránit buněčné smrti v důsledku "TNF-α „Fas, UV světlo a genotoxické látky“.[7]
Inhibice XIAP
XIAP je inhibován DIABLO (Smac) a HTRA2 (Omi), dva proteiny signalizující smrt uvolněné do cytoplazmy mitochondriemi.[9] Smac / DIABLO, mitochondriální protein a negativní regulátor XIAP, může zvýšit apoptózu navázáním na XIAP a zabráněním jeho navázání na kaspázy. To umožňuje pokračovat v normální aktivitě kaspázy. Proces vázání Smac / DIABLO na XIAP a uvolnění kaspázy vyžaduje konzervování tetrapeptid motiv.[13]
Klinický význam
Deregulace XIAP může mít za následek „rakovina, neurodegenerativní poruchy, a autoimunita ”.[9] Vysoké podíly XIAP mohou fungovat jako a nádor popisovač.[8] Ve vývoji rakoviny plic NCI-H460 nadměrná exprese XIAP nejen inhibuje kaspázu, ale také zastavuje aktivitu cytochrom c (Apoptóza ). Ve vývoji rakovina prostaty „XIAP je jedním ze čtyř IAP nadměrně exprimovaných v prostatě epitel, což naznačuje, že molekula, která inhibuje všechny IAP, může být nezbytná pro účinnou léčbu.[15] Apoptotická regulace je nesmírně důležitá biologická funkce, o čemž svědčí „zachování IAP z člověka na Drosophila".[4]
Mutace v genu XIAP mohou vést k těžkému a vzácnému typu zánětlivé onemocnění střev.[16] Poruchy genu XIAP mohou také vést k extrémně vzácnému stavu zvanému X-vázané lymfoproliferativní onemocnění.[16]
Interakce
Bylo prokázáno, že XIAP komunikovat s:
Reference
- ^ A b C GRCm38: Vydání souboru 89: ENSMUSG00000025860 - 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 C d E F G h Liston P, Roy N, Tamai K, Lefebvre C, Baird S, Cherton-Horvat G, Farahani R, McLean M, Ikeda JE, MacKenzie A, Korneluk RG (leden 1996). "Potlačení apoptózy v savčích buňkách pomocí NAIP a příbuzné rodiny genů IAP". Příroda. 379 (6563): 349–53. Bibcode:1996 Natur.379..349L. doi:10.1038 / 379349a0. PMID 8552191. S2CID 4305853.
- ^ Duckett CS, Nava VE, Gedrich RW, Clem RJ, Van Dongen JL, Gilfillan MC, Shiels H, Hardwick JM, Thompson CB (červen 1996). "Konzervovaná rodina buněčných genů souvisejících s genem bakulovirového iap a kódujícím inhibitory apoptózy". Časopis EMBO. 15 (11): 2685–94. doi:10.1002 / j.1460-2075.1996.tb00629.x. PMC 450204. PMID 8654366.
- ^ Holčík M, Korneluk RG (červenec 2000). „Funkční charakterizace X-vázaného inhibitoru apoptózy (XIAP), element vnitřního místa vstupu ribozomu: role La autoantigenu v XIAP překladu“. Molekulární a buněčná biologie. 20 (13): 4648–57. doi:10.1128 / MCB.20.13.4648-4657.2000. PMC 85872. PMID 10848591.
- ^ A b C d E F G Duckett CS, Li F, Wang Y, Tomaselli KJ, Thompson CB, Armstrong RC (leden 1998). „Lidský protein podobný IAP reguluje programovanou buněčnou smrt za Bcl-xL a cytochromem c“. Molekulární a buněčná biologie. 18 (1): 608–15. doi:10.1128 / MCB.18.1.608. PMC 121528. PMID 9418907.
- ^ A b C d Deveraux QL, Reed JC (únor 1999). „Proteiny rodiny IAP - supresory apoptózy“. Geny a vývoj. 13 (3): 239–52. doi:10,1101 / gad.13.3.239. PMID 9990849.
- ^ A b C Wilkinson JC, Cepero E, Boise LH, Duckett CS (srpen 2004). „Upstream regulační role pro XIAP při receptorem zprostředkované apoptóze“. Molekulární a buněčná biologie. 24 (16): 7003–14. doi:10.1128 / MCB.24.16.7003-7014.2004. PMC 479745. PMID 15282301.
- ^ Huang Y, Park YC, Rich RL, Segal D, Myszka DG, Wu H (březen 2001). "Strukturální základ inhibice kaspázy XIAP: rozdílné role linkeru versus BIR doména". Buňka. 104 (5): 781–90. doi:10.1016 / S0092-8674 (01) 00273-2. PMID 11257231. S2CID 14019346.
- ^ Polykretis P .; Bonucci A .; Giachetti A .; Graewert M. A .; Svergun D. I .; Banci L. (2019). „Konformační charakterizace kompletního inhibitoru apoptotického proteinu (XIAP) vázaného na X chromozomy prostřednictvím integrovaného přístupu“. IUCrJ. 6 (5): 948–957. doi:10.1107 / S205225251901073X. PMC 6760453. PMID 31576227.
- ^ A b C Deveraux QL, Takahashi R, Salvesen GS, Reed JC (červenec 1997). „IAP vázaný na X je přímým inhibitorem proteáz buněčné smrti“. Příroda. 388 (6639): 300–4. Bibcode:1997 Natur.388..300D. doi:10.1038/40901. PMID 9230442. S2CID 4395885.
- ^ A b C Gewies A (2003). „Úvod do apoptózy“ (PDF). CellDeath.de. Citováno 2008-08-12.
- ^ Eckelman BP, Salvesen GS, Scott FL (říjen 2006). „Lidský inhibitor proteinů apoptózy: proč je XIAP černou ovcí rodiny“. Zprávy EMBO. 7 (10): 988–94. doi:10.1038 / sj.embor.7400795. PMC 1618369. PMID 17016456.
- ^ Watson RW, Fitzpatrick JM (prosinec 2005). „Cílení na apoptózu u rakoviny prostaty: zaměření na kaspázy a inhibitory proteinů apoptózy“. BJU International. 96 Příloha 2: 30–4. doi:10.1111 / j.1464-410X.2005.05944.x. PMID 16359436. S2CID 46321121.
- ^ A b Worthey EA, Mayer AN, Syverson GD, Helbling D, Bonacci BB, Decker B, Serpe JM, Dasu T, Tschannen MR, Veith RL, Basehore MJ, Broeckel U, Tomita-Mitchell A, Arca MJ, Casper JT, Margolis DA, Bick DP, Hessner MJ, Routes JM, Verbsky JW, Jacob HJ, Dimmock DP (březen 2011). „Stanovení konečné diagnózy: úspěšná klinická aplikace sekvenování celého exomu u dítěte s neléčitelným zánětlivým onemocněním střev“. Genetika v medicíně. 13 (3): 255–62. doi:10.1097 / GIM.0b013e3182088158. PMID 21173700. Shrnutí ležel – Milwaukee Journal.
- ^ A b Sanna MG, da Silva Correia J, Luo Y, Chuang B, Paulson LM, Nguyen B, Deveraux QL, Ulevitch RJ (srpen 2002). „ILPIP, nový antiapoptotický protein, který zvyšuje XIAP zprostředkovanou aktivaci JNK1 a ochranu před apoptózou“. The Journal of Biological Chemistry. 277 (34): 30454–62. doi:10,1074 / jbc.M203312200. PMID 12048196.
- ^ A b Riedl SJ, Renatus M, Schwarzenbacher R, Zhou Q, Sun C, Fesik SW, Liddington RC, Salvesen GS (březen 2001). "Strukturální základ pro inhibici kaspázy-3 pomocí XIAP". Buňka. 104 (5): 791–800. doi:10.1016 / S0092-8674 (01) 00274-4. PMID 11257232. S2CID 17915093.
- ^ A b Roy N, Deveraux QL, Takahashi R, Salvesen GS, Reed JC (prosinec 1997). „Proteiny c-IAP-1 a c-IAP-2 jsou přímými inhibitory specifických kaspáz“. Časopis EMBO. 16 (23): 6914–25. doi:10.1093 / emboj / 16.23.6914. PMC 1170295. PMID 9384571.
- ^ A b Suzuki Y, Nakabayashi Y, Nakata K, Reed JC, Takahashi R (červenec 2001). „X-vázaný inhibitor proteinu apoptózy (XIAP) inhibuje kaspázu-3 a -7 různými způsoby“. The Journal of Biological Chemistry. 276 (29): 27058–63. doi:10,1074 / jbc.M102415200. PMID 11359776.
- ^ Suzuki Y, Nakabayashi Y, Takahashi R (červenec 2001). „Ubiquitin-proteinová ligázová aktivita X-vázaného inhibitoru apoptózového proteinu podporuje proteazomální degradaci kaspázy-3 a zvyšuje jeho antiapoptotický účinek při Fas-indukované buněčné smrti“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 98 (15): 8662–7. Bibcode:2001PNAS ... 98.8662S. doi:10.1073 / pnas.161506698. PMC 37492. PMID 11447297.
- ^ Silke J, Hawkins CJ, Ekert PG, Chew J, Day CL, Pakusch M, Verhagen AM, Vaux DL (duben 2002). „Antiapoptotická aktivita XIAP je zachována po mutaci jak míst interakujících s kaspázou 3, tak kaspázy 9“. The Journal of Cell Biology. 157 (1): 115–24. doi:10.1083 / jcb.2001080108085. PMC 2173256. PMID 11927604.
- ^ Rual JF, Venkatesan K, Hao T, Hirozane-Kishikawa T, Dricot A, Li N, Berriz GF, Gibbons FD, Dreze M, Ayivi-Guedehoussou N, Klitgord N, Simon C, Boxem M, Milstein S, Rosenberg J, Goldberg DS, Zhang LV, Wong SL, Franklin G, Li S, Albala JS, Lim J, Fraughton C, Llamosas E, Cevik S, Bex C, Lamesch P, Sikorski RS, Vandenhaute J, Zoghbi HY, Smolyar A, Bosak S, Sequerra R, Doucette-Stamm L, Cusick ME, Hill DE, Roth FP, Vidal M (říjen 2005). „Směrem k mapě lidské interakční sítě protein-protein v měřítku proteomu“. Příroda. 437 (7062): 1173–8. Bibcode:2005 Natur.437.1173R. doi:10.1038 / nature04209. PMID 16189514. S2CID 4427026.
- ^ A b Davoodi J, Lin L, Kelly J, Liston P, MacKenzie AE (září 2004). „Neuronální protein inhibující apoptózu neinteraguje se Smac a vyžaduje ATP k navázání kaspázy-9“. The Journal of Biological Chemistry. 279 (39): 40622–8. doi:10,1074 / jbc.M405963200. PMID 15280366.
- ^ Deveraux QL, Roy N, Stennicke HR, Van Arsdale T, Zhou Q, Srinivasula SM, Alnemri ES, Salvesen GS, Reed JC (duben 1998). „IAP blokují apoptotické události vyvolané kaspázou-8 a cytochromem c přímou inhibicí odlišných kaspáz“. Časopis EMBO. 17 (8): 2215–23. doi:10.1093 / emboj / 17.8.2215. PMC 1170566. PMID 9545235.
- ^ Richter BW, Mir SS, Eiben LJ, Lewis J, Reffey SB, Frattini A, Tian L, Frank S, Youle RJ, Nelson DL, Notarangelo LD, Vezzoni P, Fearnhead HO, Duckett CS (červenec 2001). „Molekulární klonování ILP-2, nového člena rodiny proteinových inhibitorů apoptózy“. Molekulární a buněčná biologie. 21 (13): 4292–301. doi:10.1128 / MCB.21.13.4292-4301.2001. PMC 87089. PMID 11390657.
- ^ A b Verhagen AM, Silke J, Ekert PG, Pakusch M, Kaufmann H, Connolly LM, Day CL, Tikoo A, Burke R, Wrobel C, Moritz RL, Simpson RJ, Vaux DL (leden 2002). „HtrA2 podporuje buněčnou smrt díky své aktivitě serinové proteázy a své schopnosti antagonizovat inhibitor proteinů apoptózy“. The Journal of Biological Chemistry. 277 (1): 445–54. doi:10,1074 / jbc.M109891200. PMID 11604410.
- ^ Hunter AM, Kottachchi D, Lewis J, Duckett CS, Korneluk RG, Liston P (únor 2003). „Nový systém fúze ubikvitinu obchází mitochondrie a generuje biologicky aktivní Smac / DIABLO“. The Journal of Biological Chemistry. 278 (9): 7494–9. doi:10.1074 / jbc.C200695200. PMID 12511567.
- ^ Song Z, Yao X, Wu M (červen 2003). „Přímá interakce mezi survivinem a Smac / DIABLO je nezbytná pro antiapoptotickou aktivitu survivinu během taxopem vyvolané apoptózy“. The Journal of Biological Chemistry. 278 (25): 23130–40. doi:10,1074 / jbc.M300957200. PMID 12660240.
- ^ Verhagen AM, Ekert PG, Pakusch M, Silke J, Connolly LM, Reid GE, Moritz RL, Simpson RJ, Vaux DL (červenec 2000). „Identifikace DIABLO, savčího proteinu, který podporuje apoptózu vazbou na IAP proteiny a antagonizuje je“. Buňka. 102 (1): 43–53. doi:10.1016 / S0092-8674 (00) 00009-X. PMID 10929712. S2CID 3192775.
- ^ Hegde R, Srinivasula SM, Datta P, Madesh M, Wassell R, Zhang Z, Cheong N, Nejmeh J, Fernandes-Alnemri T, Hoshino S, Alnemri ES (říjen 2003). „Faktor uvolňující polypeptidový řetězec GSPT1 / eRF3 je proteolyticky zpracován na protein vázající IAP“. The Journal of Biological Chemistry. 278 (40): 38699–706. doi:10,1074 / jbc.M303179200. PMID 12865429.
- ^ Jordan BW, Dinev D, LeMellay V, Troppmair J, Gotz R, Wixler L, Sendtner M, Ludwig S, Rapp UR (říjen 2001). „Mágový homolog interagující s neurotropinovým receptorem je indukovatelný inhibitor proteinu interagujícího s apoptózovým proteinem, který zvyšuje buněčnou smrt“. The Journal of Biological Chemistry. 276 (43): 39985–9. doi:10,1074 / jbc.C100171200. PMID 11546791.
- ^ Winsauer G, Resch U, Hofer-Warbinek R, Schichl YM, de Martin R (listopad 2008). „XIAP reguluje bifázickou indukci NF-kappaB zahrnující fyzickou interakci a ubikvitinaci MEKK2“. Mobilní signalizace. 20 (11): 2107–12. doi:10.1016 / j.cellsig.2008.08.004. PMID 18761086.
- ^ Yamaguchi K, Nagai S, Ninomiya-Tsuji J, Nishita M, Tamai K, Irie K, Ueno N, Nishida E, Shibuya H, Matsumoto K (leden 1999). „XIAP, buněčný člen rodiny proteinových inhibitorů apoptózy, spojuje receptory s TAB1-TAK1 v signální dráze BMP“. Časopis EMBO. 18 (1): 179–87. doi:10.1093 / emboj / 18.1.179. PMC 1171113. PMID 9878061.
- ^ Liston P, Fong WG, Kelly NL, Toji S, Miyazaki T, Conte D, Tamai K, Craig CG, McBurney MW, Korneluk RG (únor 2001). "Identifikace XAF1 jako antagonisty anti-kaspázové aktivity XIAP". Přírodní buněčná biologie. 3 (2): 128–33. doi:10.1038/35055027. PMID 11175744. S2CID 19731886.
Další čtení
- Lacasse EC, Kandimalla ER, Winocour P, Sullivan T, Agrawal S, Gillard JW, Durkin J (listopad 2005). "Aplikace XIAP antisense na rakovinu a jiné proliferativní poruchy: vývoj AEG35156 / GEM640". Annals of the New York Academy of Sciences. 1058 (1): 215–34. Bibcode:2005NYASA1058..215L. doi:10.1196 / annals.1359.032. PMID 16394139.
- Eckelman BP, Salvesen GS, Scott FL (říjen 2006). „Lidský inhibitor proteinů apoptózy: proč je XIAP černou ovcí rodiny“. Zprávy EMBO. 7 (10): 988–94. doi:10.1038 / sj.embor.7400795. PMC 1618369. PMID 17016456.