CDKAL1 (eng. sakr. za Cdk5 regulatorno povezani proteinoliki 1) je gen u porodici metiltiotransferaza. Njegove potpune fiziološke funkcije i implikacije nisu u potpunosti utvrđene. Poznato je da CDKAL1 kodira CDK5, protein povezan sa regulatornom podjedinicom 1.[6] Ovaj protein CDK5 regulatorno je povezan sa podjedinicom proteina 1 nalazi se široko u svim tipovima tkiva, uključujući neuronska i beta-ćelije gušterače.[7] Sumnja se da je CDKAL1 uključen u put CDK5/p35, u kojem je p35 aktivator za CDK5 koji regulira nekoliko neuronskih funkcija.[8]

CDKAL1
Identifikatori
AliasiCDKAL1
Vanjski ID-jeviOMIM: 611259 MGI: 1921765 HomoloGene: 9830 GeneCards: CDKAL1
Lokacija gena (čovjek)
Hromosom 6 (čovjek)
Hrom.Hromosom 6 (čovjek)[1]
Hromosom 6 (čovjek)
Genomska lokacija za CDKAL1
Genomska lokacija za CDKAL1
Bend6p22.3Početak20,534,457 bp[1]
Kraj21,232,404 bp[1]
Lokacija gena (miš)
Hromosom 13 (miš)
Hrom.Hromosom 13 (miš)[2]
Hromosom 13 (miš)
Genomska lokacija za CDKAL1
Genomska lokacija za CDKAL1
Bend13|13 A3.1- A3.2Početak29,375,729 bp[2]
Kraj30,039,657 bp[2]
Ontologija gena
Molekularna funkcija aktivnost sa transferazom
N6-threonylcarbomyladenosine methylthiotransferase activity
iron-sulfur cluster binding
vezivanje iona metala
GO:0001948, GO:0016582 vezivanje za proteine
catalytic activity
tRNA (N(6)-L-threonylcarbamoyladenosine(37)-C(2))-methylthiotransferase
4 iron, 4 sulfur cluster binding
Ćelijska komponenta integral component of membrane
rough endoplasmic reticulum
endoplasmic reticulum membrane
membrana
Endoplazmatski retikulum
Biološki proces maintenance of translational fidelity
tRNA methylthiolation
tRNA processing
tRNA modification
GO:0022610 biološki proces
Izvori:Amigo / QuickGO
Ortolozi
VrsteČovjekMiš
Entrez
Ensembl
UniProt
RefSeq (mRNK)

NM_017774

NM_144536
NM_001308486

RefSeq (bjelančevina)

NP_060244

NP_001295415
NP_653119

Lokacija (UCSC)Chr 6: 20.53 – 21.23 MbChr 13: 29.38 – 30.04 Mb
PubMed pretraga[3][4]
Wikipodaci
Pogledaj/uredi – čovjekPogledaj/uredi – miš
Shema uključenosti CDKAL1 u regulaciju insulina i glukoze.[5]

Aminokiselinska sekvenca

uredi

Dužina polipeptidnog lanca je 579 aminokiselina, а molekulska težina 65.111 Da.[9]

1020304050
MPSASCDTLLDDIEDIVSQEDSKPQDRHFVRKDVVPKVRRRNTQKYLQEE
ENSPPSDSTIPGIQKIWIRTWGCSHNNSDGEYMAGQLAAYGYKITENASD
ADLWLLNSCTVKNPAEDHFRNSIKKAQEENKKIVLAGCVPQAQPRQDYLK
GLSIIGVQQIDRVVEVVEETIKGHSVRLLGQKKDNGRRLGGARLDLPKIR
KNPLIEIISINTGCLNACTYCKTKHARGNLASYPIDELVDRAKQSFQEGV
CEIWLTSEDTGAYGRDIGTNLPTLLWKLVEVIPEGAMLRLGMTNPPYILE
HLEEMAKILNHPRVYAFLHIPVQSASDSVLMEMKREYCVADFKRVVDFLK
EKVPGITIATDIICGFPGETDQDFQETVKLVEEYKFPSLFINQFYPRPGT
PAAKMEQVPAQVKKQRTKDLSRVFHSYSPYDHKIGERQQVLVTEESFDSK
FYVAHNQFYEQVLVPKNPAFMGKMVEVDIYESGKHFMKGQPVSDAKVYTP
SISKPLAKGEVSGLTKDFRNGLGNQLSSGSHTSAASQCDSASSRMVLPMP
RLHQDCALRMSVGLALLGLLFAFFVKVYN

Struktura i funkcija

uredi

Strukturno CDKAL1 sadrži skupine gvožđa (Fe) sumpora (S), pa se njegova funkcija može smanjiti inhibicijom biosinteze klastera Fe–S.[10] Enzimski, CDKAL1 katalizira metiltiolaciju N6-treonilkarbamoil-adenozina 37 (t6A37) u citosolnoj tRNK, za koju je utvrđeno da stabilizuje antikodon-kodonske interakcije tokom translacije.[11][12]

Studije na životinjama

uredi

Kod miševa, oštećenje CDKAL1 smanjuje sposobnost jedinke da održava homeostazu glukoze i uzrokuje hipertrofiju otočića ili lezije gušterače.[13]

Klinički značaj

uredi

Kod ljudi je indicirano da je CDKAL1 uključen u dijabetes tipa II. Pokazalo se da CDKAL1 i TCF7L2 smanjuju proizvodnju insulina.[14] Neka istraživanja pokazuju da varijante CDKAL1 modificiraju tRNK, što rezultira povećanim rizikom od dijabetesa tipa II, kao i gojaznosti.[15] Varijacije u CDKAL1 također su pripisane razlikama u regulaciji energije. Analiza jednonukleotidnih polimorfizama rezultirala je otkrićem mehanizma odgovora glukoze i insulina prikazanog na slici. Iz tog odnosa je pretpostavljeno da su regulatorni geni CDKAL1 i GIP (insulinotropni polipeptid ovisan o glukozi) povezani sa selektivnošću okoliša i adaptivnom imunošću.[5]

Studije asocijacija na cijelom genomu povezale su jednonukleotidni polimorfizam u intronu na hromosomu 6 s osjetljivošću na dijabetes tipa 2` (prema RefSeq, maj 2010).[16]

Reference

uredi
  1. ^ a b c GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000145996 - Ensembl, maj 2017
  2. ^ a b c GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000006191 - Ensembl, maj 2017
  3. ^ "Human PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  4. ^ "Mouse PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  5. ^ a b Chang CL, Cai JJ, Huang SY, Cheng PJ, Chueh HY, Hsu SY (15. 9. 2014). "Adaptive human CDKAL1 variants underlie hormonal response variations at the enteroinsular axis". PLOS ONE. 9 (9): e105410. Bibcode:2014PLoSO...9j5410C. doi:10.1371/journal.pone.0105410. PMC 4164438. PMID 25222615.
  6. ^ Ching YP, Pang AS, Lam WH, Qi RZ, Wang JH (maj 2002). "Identification of a neuronal Cdk5 activator-binding protein as Cdk5 inhibitor". The Journal of Biological Chemistry. 277 (18): 15237–40. doi:10.1074/jbc.C200032200. PMID 11882646.
  7. ^ Wei FY, Nagashima K, Ohshima T, Saheki Y, Lu YF, Matsushita M, et al. (oktobar 2005). "Cdk5-dependent regulation of glucose-stimulated insulin secretion". Nature Medicine. 11 (10): 1104–8. doi:10.1038/nm1299. PMID 16155576. S2CID 23702471.
  8. ^ Takasugi T, Minegishi S, Asada A, Saito T, Kawahara H, Hisanaga S (februar 2016). "Two Degradation Pathways of the p35 Cdk5 (Cyclin-dependent Kinase) Activation Subunit, Dependent and Independent of Ubiquitination". The Journal of Biological Chemistry. 291 (9): 4649–57. doi:10.1074/jbc.M115.692871. PMC 4813488. PMID 26631721.
  9. ^ "UniProt, Q5VV42" (jezik: engleski). Pristupljeno 30. 9. 2021.
  10. ^ Santos MC, Anderson CP, Neschen S, Zumbrennen-Bullough KB, Romney SJ, Kahle-Stephan M, et al. (januar 2020). "Irp2 regulates insulin production through iron-mediated Cdkal1-catalyzed tRNA modification". Nature Communications. 11 (1): 296. Bibcode:2020NatCo..11..296S. doi:10.1038/s41467-019-14004-5. PMC 6962211. PMID 31941883.
  11. ^ Santos MC, Anderson CP, Neschen S, Zumbrennen-Bullough KB, Romney SJ, Kahle-Stephan M, et al. (januar 2020). "Irp2 regulates insulin production through iron-mediated Cdkal1-catalyzed tRNA modification". Nature Communications. 11 (1): 296. Bibcode:2020NatCo..11..296S. doi:10.1038/s41467-019-14004-5. PMC 6962211. PMID 31941883.
  12. ^ Harris KA, Bobay BG, Sarachan KL, Sims AF, Bilbille Y, Deutsch C, et al. (august 2015). "NMR-based Structural Analysis of Threonylcarbamoyl-AMP Synthase and Its Substrate Interactions". The Journal of Biological Chemistry. 290 (33): 20032–43. doi:10.1074/jbc.M114.631242. PMC 4536411. PMID 26060251.
  13. ^ Wei FY, Suzuki T, Watanabe S, Kimura S, Kaitsuka T, Fujimura A, et al. (septembar 2011). "Deficit of tRNA(Lys) modification by Cdkal1 causes the development of type 2 diabetes in mice". The Journal of Clinical Investigation. 121 (9): 3598–608. doi:10.1172/JCI58056. PMC 3163968. PMID 21841312.
  14. ^ Kirchhoff K, Machicao F, Haupt A, Schäfer SA, Tschritter O, Staiger H, et al. (april 2008). "Polymorphisms in the TCF7L2, CDKAL1 and SLC30A8 genes are associated with impaired proinsulin conversion". Diabetologia. 51 (4): 597–601. doi:10.1007/s00125-008-0926-y. PMID 18264689.
  15. ^ Palmer CJ, Bruckner RJ, Paulo JA, Kazak L, Long JZ, Mina AI, et al. (oktobar 2017). "Cdkal1, a type 2 diabetes susceptibility gene, regulates mitochondrial function in adipose tissue". Molecular Metabolism. 6 (10): 1212–1225. doi:10.1016/j.molmet.2017.07.013. PMC 5641635. PMID 29031721.
  16. ^ "Entrez Gene: CDK5 regulatory subunit associated protein 1-like 1". Pristupljeno 12. 3. 2012.

Dopunska literatura

uredi

Vanjski linkovi

uredi