DMPK

Miotonin-protein kinaza (MT-PK), znana i kao proteinska motonusna distrofijsk kinaza (MDPK) proteinska kinaza dystrophia myotonica (DMPK) je enzim koji je kod ljudi kodiran genom DMPK.

DMPK
Dostupne strukture PDB Pretraga ortologa: PDBe RCSB Spisak PDB ID kodova 1WT6, 2VD5
Identifikatori
Aliasi	DMPK
Vanjski ID-jevi	OMIM: 605377 MGI: 94906 HomoloGene: 3247 GeneCards: DMPK
Lokacija gena (čovjek) Hrom. Hromosom 19 (čovjek) Bend 19q13.32 Početak 45,769,709 bp Kraj 45,782,552 bp
Lokacija gena (miš) Hrom. Hromosom 7 (miš) Bend 7 A3|7 9.46 cM Početak 18,817,774 bp Kraj 18,827,746 bp
Obrazac RNK ekspresije Više referentnih podataka o ekspresiji
Ontologija gena Molekularna funkcija • protein serine/threonine kinase activity • ATP binding • myosin phosphatase regulator activity • protein kinase activity • GO:0001948, GO:0016582 vezivanje za proteine • kinase activity • vezivanje iona metala • nucleotide binding • aktivnost sa transferazom • heat shock protein binding Ćelijska komponenta • integral component of membrane • mitochondrial outer membrane • jedro • Sarkoplazmatski retikulum • sarcoplasmic reticulum membrane • citosol • membrana • Endoplazmatski retikulum • mitochondrial membranes • ćelijska membrana • citoplazma • nuclear outer membrane • endoplasmic reticulum membrane • mitohondrija • integral component of mitochondrial outer membrane • Jedarna membrana Biološki proces • regulation of myotube differentiation • muscle cell apoptotic process • protein phosphorylation • GO:0035404 peptidyl-serine phosphorylation • regulation of cardiac conduction • regulation of sodium ion transport • regulation of skeletal muscle contraction by calcium ion signaling • nuclear envelope organization • regulation of excitatory postsynaptic membrane potential involved in skeletal muscle contraction • regulation of synapse structural plasticity • Fosforilacija • cellular calcium ion homeostasis • regulation of heart contraction • regulation of phosphoprotein phosphatase activity • GO:0007243 intracellular signal transduction Izvori:Amigo / QuickGO
Ortolozi
Vrste	Čovjek	Miš
Entrez	1760	13400
Ensembl	ENSG00000104936	ENSMUSG00000030409
UniProt	Q09013	P54265
RefSeq (mRNK)	NM_001081560 NM_001081562 NM_001081563 NM_001288764 NM_001288765 NM_001288766 NM_004409	NM_001190490 NM_001190491 NM_032418 NM_001374651 NM_001379257
RefSeq (bjelančevina)	NP_001075029 NP_001075031 NP_001075032 NP_001275693 NP_001275694 NP_001275695 NP_004400 NP_001275693.1 NP_001275694.1 NP_001275695.1	NP_001177419 NP_001177420 NP_115794 NP_001361580 NP_001366186
Lokacija (UCSC)	Chr 19: 45.77 – 45.78 Mb	Chr 7: 18.82 – 18.83 Mb
PubMed pretraga
Wikipodaci
Pogledaj/uredi – čovjek Pogledaj/uredi – miš

Genski proizvod dmpk je Ser/Thr protein-kinaza homologna MRCK p21-aktiviranim kinazama i porodici Rho kinaza. Podaci dobijeni korištenjem antitijela koja otkrivaju specifične izoforme DMPK ukazuju da je najzastupljenija izoforma DMPK protein od 80 kDa koji se eksprimira gotovo isključivo u glatkim, skeletnim i srčanim mišićima. Ova kinaza postoji i kao membranski povezana i kao rastvorljiva forma u uzorcima ljudske lijeve komore. Različiti C-krajevi DMPK, koji nastaju alternativnom preradom, određuju njegovu lokalizaciju na endoplazmatski retikulum, mitohondrije ili citosol, u transficiranim COS-1 ćelijama. Među supstratima za DMPK, koje su predložile studije in vitro, su fosfoleman, receptor za dihidropiridin i ciljna podjedinica miozin-fosfataze. Međutim, in vivo demonstriranje fosforilacije ovih supstrata, ostaje uspostavljena, ali njihova veza sa kliničkim manifestacijama miotonusne distrofije (DM) nije jasna.

Struktura

Proteinska kinaza miotonusne distrofije (DMPK) je serin/treonin-kinaza koja se sastoji od domena kinaze i domena upredene zavojnice, uključene u multimerizaciju. Kristalna struktura kinaznog domena DMPK, vezana za inhibitor bisindolilmaleimid VIII (BIM-8), otkrila je dimerni enzim povezan sa konzerviranim domenom za dimerizaciju. Afinitet dimerizacije sugerirao je da sam kinazni domen nije dovoljan za dimerizaciju in vivo i da su domeni upredene zavojnice potrebn za stabilno stvaranje dimera. Domen kinaze je u aktivnoj konformaciji, s potpuno uređenom i pravilno postavljenom AC zavojnicom, a katalitski ostaci u konformaciji kompetentnoj za katalizu. Konzervirani hidrofobni motiv na produženom C-kraj kinaznog domena vezan je za N-terminalni režanj kinaznog domena, uprkos tome što je nefosforiliran.

Aminokisekinska sekvenca

10		20		30		40		50
MSAEVRLRRL		QQLVLDPGFL		GLEPLLDLLL		GVHQELGASE		LAQDKYVADF
LQWAEPIVVR		LKEVRLQRDD		FEILKVIGRG		AFSEVAVVKM		KQTGQVYAMK
IMNKWDMLKR		GEVSCFREER		DVLVNGDRRW		ITQLHFAFQD		ENYLYLVMEY
YVGGDLLTLL		SKFGERIPAE		MARFYLAEIV		MAIDSVHRLG		YVHRDIKPDN
ILLDRCGHIR		LADFGSCLKL		RADGTVRSLV		AVGTPDYLSP		EILQAVGGGP
GTGSYGPECD		WWALGVFAYE		MFYGQTPFYA		DSTAETYGKI		VHYKEHLSLP
LVDEGVPEEA		RDFIQRLLCP		PETRLGRGGA		GDFRTHPFFF		GLDWDGLRDS
VPPFTPDFEG		ATDTCNFDLV		EDGLTAMVSG		GGETLSDIRE		GAPLGVHLPF
VGYSYSCMAL		RDSEVPGPTP		MELEAEQLLE		PHVQAPSLEP		SVSPQDETAE
VAVPAAVPAA		EAEAEVTLRE		LQEALEEEVL		TRQSLSREME		AIRTDNQNFA
SQLREAEARN		RDLEAHVRQL		QERMELLQAE		GATAVTGVPS		PRATDPPSHL
DGPPAVAVGQ		CPLVGPGPMH		RRHLLLPARV		PRPGLSEALS		LLLFAVVLSR
AAALGCIGLV		AHAGQLTAVW		RRPGAARAP

Simboli

C: Cistein
D: Asparaginska kiselina
E: Glutaminska kiselina
F: Fenilalanin
G: Glicin
H: Histidin
I: Izoleucin
K: Lizin
L: Leucin
M: Metionin
N: Asparagin
P: Prolin
Q: Glutamin
R: Arginin
S: Serin
T: Treonin
V: Valin
W: Triptofan
Y: Tirozin

Funkcija

Miotonin-protein kinaza je serin-treonin kinaza koja je usko povezana s drugim kinazama koje stupaju u interakciju s članovima porodice Rho malih GTPaza. Supstrati za ovaj enzim uključuju miogenin, beta-podjedinicu kalcijevog kanala L-tipa i fosfoleman. Iako je specifična funkcija ovog proteina nepoznata, izgleda da ima važnu ulogu u mišićnim, srčanim i moždanim ćelijama. Ovaj protein može biti uključen u komunikaciju unutar ćelija. Čini se da regulira proizvodnju i funkciju važnih struktura unutar mišićnih ćelija, interakcijom s drugim proteinima. Naprimjer, dokazano je da protein-kinaza miotonusne didtrofije isključuje (inhibira) dio mišićnog proteina zvanog miozin-fosfataza. Miozi- fosfataza je enzim koji ima ulogu u grčenju (kontrakciji) i opuštanju mišića.

Klinički značaj

The 3' untranslated region of this gene contains 5-37 copies of a CTG trinucleotide repeat. Expansion of this unstable motif to 50-5,000 copies causes myotonic dystrophy type I, which increases in severity with increasing repeat element copy number. Repeat expansion is associated with condensation of local chromatin structure that disrupts the expression of genes in this region. As the DMPK repeat is replicated, the hairpin loop that is formed leads to repeat expansion (a) or contractions (b).

CTG ponavljanja nalaze se u 3 'UTR genu DMPK. Formiranjem petlji za ukosnice, ponavljanja se skupljaju ili proširuju.

Miotonusna distrofija (DM) 1 je autosomno dominantni nervnomišići poremećaj koji pogapribližno 1/8.000 osoba. Pogođene osobe pokazuju širok spektar simptoma, uključujući miotoniju, slabost i gubitak skeletnih mišića, abnormalnosti srčanog provođenja i katarakt. Uprkos kloniranju lokusa, pokazalo se da je složeni fenotip bolesti DM teško interpretirati, a tačna uloga DMPK u patogenezi DM-a ostaje nejasna.

Interakcije

Pokazalo se da protein kinaza miotonusne distrofije ima interakcija sa HSPB2 i RAC1.

Regulacija

Bliska veza DMPK s Rho-kinazama dovela je do nagađanja može li se aktivnost DMPK in vivo regulirati malim G-proteinima, posebno iz porodice Rho. Iako DMPK nedostaju očigledna mesta vezanja za poznati G, oligomeri DMPK-1 pokazuju nisku baznu katalitsku aktivnost, zbog prisustva C-terminalnog autoinhibitornog domena (AI). Proteaza (P) unutar membrane cijepa DMPK-1 uklanjajući C-terminalni domen autoinhibitorne i membranske asocijacije, oslobađajući citosolni, u osnovi aktivni DMPK-2. Ovaj događaj obrade proizveo bi dugotrajnu aktivaciju kinaze. Kratkotrajna aktivacija DMPK-1 i -2 može biti posredovana privremenom interakcijom s malom GTPazom (G).

Predložen je opći model koji objašnjava oligomerizaciju, preradu i regulaciju DMPK. U ovom modelu, privremena aktivacija kinazne aktivnosti dogodila bi se kao odgovor na druge glasnike G-proteina, dok bi dugotrajna aktivacija DMPK mogla biti posredovana s membranom povezanom proteazom, koja cijepa DMPK-1, da bi oslobodio citosolni DMPK-2, u trajno aktiviranom obliku. Pokazalo se da uporna aktivacija serin / treonin kinaza ima ulogu u određivanju ćelijske sudbine, kao i stvaranju memorije u nervnom sistemu. U tom pogledu, DMPK može biti sličan PKA i PKC, dvije kinaze koje se mogu prolazno aktivirati, kao odgovor na druge glasnike ili uporno aktivirati proteolitskim uklanjanjem autoinhibitornog domena. Dakle, ovaj model sugerira da dva endogena oblika DMPK mogu imati različite aktivnosti, lokalizacije, regulatore i supstrate i obavljati različite fiziološke funkcije.

Dopunska literatura

• Groenen P, Wieringa B (novembar 1998). "Expanding complexity in myotonic dystrophy". BioEssays. 20 (11): 901–12. doi:10.1002/(SICI)1521-1878(199811)20:11<901::AID-BIES5>3.0.CO;2-0. PMID 9872056.
• Jansen G, Mahadevan M, Amemiya C, Wormskamp N, Segers B, Hendriks W, O'Hoy K, Baird S, Sabourin L, Lennon G (juli 1992). "Characterization of the myotonic dystrophy region predicts multiple protein isoform-encoding mRNAs". Nature Genetics. 1 (4): 261–6. doi:10.1038/ng0792-261. PMID 1302022. S2CID 26072532.
• Tsilfidis C, MacKenzie AE, Mettler G, Barceló J, Korneluk RG (juni 1992). "Correlation between CTG trinucleotide repeat length and frequency of severe congenital myotonic dystrophy". Nature Genetics. 1 (3): 192–5. doi:10.1038/ng0692-192. PMID 1303233. S2CID 24399657.
• Brook JD, McCurrach ME, Harley HG, Buckler AJ, Church D, Aburatani H, Hunter K, Stanton VP, Thirion JP, Hudson T (februar 1992). "Molecular basis of myotonic dystrophy: expansion of a trinucleotide (CTG) repeat at the 3' end of a transcript encoding a protein kinase family member". Cell. 68 (4): 799–808. doi:10.1016/0092-8674(92)90154-5. PMID 1310900. S2CID 19296009.
• Harley HG, Walsh KV, Rundle S, Brook JD, Sarfarazi M, Koch MC, Floyd JL, Harper PS, Shaw DJ (maj 1991). "Localisation of the myotonic dystrophy locus to 19q13.2-19q13.3 and its relationship to twelve polymorphic loci on 19q". Human Genetics. 87 (1): 73–80. doi:10.1007/BF01213096. PMID 2037285. S2CID 31229908.
• Gennarelli M, Lucarelli M, Zelano G, Pizzuti A, Novelli G, Dallapiccola B (novembar 1995). "Different expression of the myotonin protein kinase gene in discrete areas of human brain". Biochemical and Biophysical Research Communications. 216 (2): 489–94. doi:10.1006/bbrc.1995.2649. PMID 7488138.
• Shaw DJ, McCurrach M, Rundle SA, Harley HG, Crow SR, Sohn R, Thirion JP, Hamshere MG, Buckler AJ, Harper PS (decembar 1993). "Genomic organization and transcriptional units at the myotonic dystrophy locus". Genomics. 18 (3): 673–9. doi:10.1016/S0888-7543(05)80372-6. PMID 7905855.
• Sasagawa N, Sorimachi H, Maruyama K, Arahata K, Ishiura S, Suzuki K (august 1994). "Expression of a novel human myotonin protein kinase (MtPK) cDNA clone which encodes a protein with a thymopoietin-like domain in COS cells". FEBS Letters. 351 (1): 22–6. doi:10.1016/0014-5793(94)00808-6. PMID 8076686. S2CID 30863317.
• van der Ven PF, Jansen G, van Kuppevelt TH, Perryman MB, Lupa M, Dunne PW, ter Laak HJ, Jap PH, Veerkamp JH, Epstein HF (novembar 1993). "Myotonic dystrophy kinase is a component of neuromuscular junctions". Human Molecular Genetics. 2 (11): 1889–94. doi:10.1093/hmg/2.11.1889. PMID 8281152.
• Carango P, Noble JE, Marks HG, Funanage VL (novembar 1993). "Absence of myotonic dystrophy protein kinase (DMPK) mRNA as a result of a triplet repeat expansion in myotonic dystrophy". Genomics. 18 (2): 340–8. doi:10.1006/geno.1993.1474. PMID 8288237.
• Jansen G, Bartolomei M, Kalscheuer V, Merkx G, Wormskamp N, Mariman E, Smeets D, Ropers HH, Wieringa B (august 1993). "No imprinting involved in the expression of DM-kinase mRNAs in mouse and human tissues". Human Molecular Genetics. 2 (8): 1221–7. doi:10.1093/hmg/2.8.1221. PMID 8401505.
• Fu YH, Friedman DL, Richards S, Pearlman JA, Gibbs RA, Pizzuti A, Ashizawa T, Perryman MB, Scarlato G, Fenwick RG (april 1993). "Decreased expression of myotonin-protein kinase messenger RNA and protein in adult form of myotonic dystrophy". Science. 260 (5105): 235–8. Bibcode:1993Sci...260..235F. doi:10.1126/science.8469976. PMID 8469976.
• Mahadevan MS, Amemiya C, Jansen G, Sabourin L, Baird S, Neville CE, Wormskamp N, Segers B, Batzer M, Lamerdin J (mart 1993). "Structure and genomic sequence of the myotonic dystrophy (DM kinase) gene". Human Molecular Genetics. 2 (3): 299–304. doi:10.1093/hmg/2.3.299. PMID 8499920.
• Boucher CA, King SK, Carey N, Krahe R, Winchester CL, Rahman S, Creavin T, Meghji P, Bailey ME, Chartier FL (oktobar 1995). "A novel homeodomain-encoding gene is associated with a large CpG island interrupted by the myotonic dystrophy unstable (CTG)n repeat". Human Molecular Genetics. 4 (10): 1919–25. doi:10.1093/hmg/4.10.1919. PMID 8595416.
• Roberts R, Timchenko NA, Miller JW, Reddy S, Caskey CT, Swanson MS, Timchenko LT (novembar 1997). "Altered phosphorylation and intracellular distribution of a (CUG)n triplet repeat RNA-binding protein in patients with myotonic dystrophy and in myotonin protein kinase knockout mice". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 94 (24): 13221–6. Bibcode:1997PNAS...9413221R. doi:10.1073/pnas.94.24.13221. PMC 24290. PMID 9371827.
• Suzuki A, Sugiyama Y, Hayashi Y, Nyu-i N, Yoshida M, Nonaka I, Ishiura S, Arahata K, Ohno S (mart 1998). "MKBP, a novel member of the small heat shock protein family, binds and activates the myotonic dystrophy protein kinase". The Journal of Cell Biology. 140 (5): 1113–24. doi:10.1083/jcb.140.5.1113. PMC 2132705. PMID 9490724.
• Pham YC, Man N, Lam LT, Morris GE (novembar 1998). "Localization of myotonic dystrophy protein kinase in human and rabbit tissues using a new panel of monoclonal antibodies". Human Molecular Genetics. 7 (12): 1957–65. doi:10.1093/hmg/7.12.1957. PMID 9811941.

Vanjski linkovi

• GeneReviews/NCBI/NIH/UW entry on Myotonic Dystrophy Type 1