RMDN3
Protein 3 regulacije dinamičnosti mikrotubula (RMDN3), mnogo poznatiji kao interaktivni protein 51 tirozin-fosfataze (PTPIP51), je protein koji je kod ljudi kodiran genom RMDN3 sa hromosoma 15.[5][6]
Lv wet al. (2006) utvrdili su da gen FAM82C sadrži 13 egzona i da se proteže na skoro 20 kb, a Stenzinger et al. (2005) objavili su da se gen FAM82C nalazi na hromosomu 15, regija q15.1.[7][8]
Ovaj protein doprinosi višestrukim biološkim funkcijama, uključujući ćelijsku diferencijaciju, proliferaciju, pokretljivost, stvaranje citoskeleta i apoptozu, a povezan je s brojnim karcinomima.[9][10][11]
Aminokiselinska sekvenca
urediDužina polipeptidnog lanca je 470 aminokiselina, a molekulska težina 52.118 [12].
| 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| MSRLGALGGA | RAGLGLLLGT | AAGLGFLCLL | YSQRWKRTQR | HGRSQSLPNS | ||||
| LDYTQTSDPG | RHVMLLRAVP | GGAGDASVLP | SLPREGQEKV | LDRLDFVLTS | ||||
| LVALRREVEE | LRSSLRGLAG | EIVGEVRCHM | EENQRVARRR | RFPFVRERSD | ||||
| STGSSSVYFT | ASSGATFTDA | ESEGGYTTAN | AESDNERDSD | KESEDGEDEV | ||||
| SCETVKMGRK | DSLDLEEEAA | SGASSALEAG | GSSGLEDVLP | LLQQADELHR | ||||
| GDEQGKREGF | QLLLNNKLVY | GSRQDFLWRL | ARAYSDMCEL | TEEVSEKKSY | ||||
| ALDGKEEAEA | ALEKGDESAD | CHLWYAVLCG | QLAEHESIQR | RIQSGFSFKE | ||||
| HVDKAIALQP | ENPMAHFLLG | RWCYQVSHLS | WLEKKTATAL | LESPLSATVE | ||||
| DALQSFLKAE | ELQPGFSKAG | RVYISKCYRE | LGKNSEARWW | MKLALELPDV | ||||
| TKEDLAIQKD | LEELEVILRD |
- Simboli
Struktura
urediPTPIP51 sadrži dva konzervirana domena, zvana konzerviranom regijom 1 (CR1) i konzerviranom regijom 2 (CR2), koje služe kao mjesta vezanja za 14-3-3 proteina. Blizu ovih konzerviranih domena nalaze se dva tirozinska ostatka, tirozin 53 i 158, koji služe kao mjesta fosforilacije za različite kinaze.[10] Pored toga, PTPIP51 ima mitohondrijsku sekvencu ciljanja na svom N-terminalu, koji je odgovoran za induciranje apoptoze, iako nekim varijantama prerade nedostaje ova sekvenca.[5][13] Takođe sadrži domen upreden zavojnice sa 33 ostatka na položajima 92 – 124.[5]
Funkcija
urediPTPIP51 je član porodice RMDN proteina i lokalizira se na vanjskoj mitohondrijskoj membrani, citoplazmi i jedru.[5] Ovaj protein uključen je u ćelijsku diferencijaciju, proliferaciju, pokretljivost, stvaranju citoskeleta i apoptozu.[9][10] Ove biološke funkcije tako služe za olakšavanje razvoja sisara kroz procese kao što su stvaranje resica u posteljicama i angiogeneza.[9][13] Konkretno, eksprimira se u diferenciranim ćelijama i tkivima, poput folikulske i interfolikulske epiderme, epitela, skeletnih mišića, testisa i nervnog tkiva.[9][13] PTPIP51 se također različito izražava u neutrofilima, ali ne i u drugim imunskim ćwlijama, te stoga može sudjelovati u signalizaciji i razvoju mijeloidnih ćelija, interakcijom s TCPTP i PTP1B.[13] Njegove interakcije sa PTP1B, zajedno s proteinima 14-3-3β, Raf-1, c-Src, PKA i DAGKα, određuju mehanizme kojima utiče na put mitogen-aktivirane protein.kinaze (MAPK).[10] Primijećeno je da PTPIP51 inducira apoptozu, ometanjem mitohondrijskog membranskog potencijala, što rezultira oslobađanjem citohroma c.[14] Lv et al. (2006) pokazali su da je prekomjerna ekspresija PTPIP51 u i HeLa HEK293T ćelijama rezultirala apoptozom, koju karakterizira eksternalizacija fosfatidilserina, aktivacija kaspaze-3 (CASP3), cijepanje PARP i kondenzacija jedarne DNK. Nadalje, prekomjerna ekspresija PTPIP51 uzrokovala je smanjenje potencijala mitohondrijske membrane i oslobađanje citohroma c, što sugerira da PTPIP51 može biti uključen u put apoptoze posredovanog mitohondrijama/ citohromom c. Koristeći testove kosedimentacije, Oishi et al. (2007) pokazali su da ljudski proteini RMD1, RMD2 i RMD3 komuniciraju s mikrotubulama. Koristeći 2-hibridne analize kvasca i koimunoprecipitaciju, De Vos et al. (2012) otkrili su da je endogeni ljudski PTPIP51 komunicirao s membranskim proteinom endoplazmatskog retikuluma (ER) VAPB. Citoplazmatski C-terminalni domen PTPIP51 komunicirao je s citoplazmatskim N-terminalnim domenom VAPB. Utvrdili su da je dio VAPB lokaliziran na membranama povezanim s mitohondrijama, koje su specijalizirani ER domeni u neposrednoj blizini mitohondrija. Nokdaun ili VAPB ili PTPIP51 u ćelijama HEK293 odložio je unos kalcija u mitohondrije, nakon IP3R (ITPR1) induciranog oslobađanja kalcija iz zaliha ER, što je rezultiralo povećanom vršnom koncentracijom citosolnog kalcija. Zaključili su da PTPIP51 usmjerava lokalizaciju VAPB na membrane povezane s mitohondrijama i da su i VAPB i PTPIP51 uključeni u razmjenu kalcija između ER i mitohondrija.
Kloniranje i ekspresija
urediStenzinger et al. (2005) dobili su djelimičnu cDNK koja kodira FAM82C i nazvali je PTPIP51, na 2-hibridnom skriningu kvasca u biblioteci ljudskih T-ćelija Jurkat, koristeći proteinsko-tirozin-fosfatazu-1B (PTPN1) i T-ćelijsku protein-tirozin-fosfatazu ( PTPN2) kao sonu. Analizom baze podataka identificirali su cDNK pune dužine. Izvedeni protein pune dužine sadrži 470 aminokiselina i ima izračunatu molekulsku masu od 52,1 kD. PTPIP51 ima navodni N-terminalni signalni peptid, motiv potencijalne DNK fotolizaze, motiv cinkovog prsta i N– i C-terminalni tetratrikopeptidni ponavljač. Northern blot analiza Jurkat ćelija otkrila je 3-kb PTPIP511 transkript, a Western blot analiza otkrila je 52 kD protein. Hibridizacija in situ, Western blot analiza, imunohistojemija i imunozlatna elektronska mikroskopija tkiva ljudi i glodara pokazali su visok nivo ekspresije PTPIP51 u epidermi i seminifernom epitelu, pretežno u keratinocitima i diferenciraju spermatocite prvog reda do spermatida. U skeletnim mišićima, ekspresija PTPIP51 bila je ograničena na vlakna koja se brzo trzaju, sa pretežnom lokalizacijom na A-trakama. U površinskim epitelima koji sadrže trepljaste ćelije, PTPIP51 iRNK i protein lokalizirani u malom obodu ispod adlumnske ćelijske membrane i na površinama trepavičastih membrana, a elektronska mikroskopija je pokazala PTPIP51 pored mikrotubula i baznog tijela. PTPIP51 je također eksprimiran u hipokampusim neuronima, ganglijskim ćelijama autonomnog nervnog sistema i aksonima perifernog nervnog sistema.
PCR-analizom, Lv et al. (2006) klonirali su PTPIP51 iz biblioteke cDNK bubrega. Identificirali su transmembranski domen i sekvencu ciljanja mitohondrija blizu N-kraja PTPIP51. Northern blot analizom otkriven je transkript od 2,4 kb u svim ispitivanim tkivima, s manjim transkriptima od 4 i 8 kb u malom mozgu. RT-PCR je detektirao ekspresiju PTPIP51 u svim ispitivanim tkivima tumora i ljudskim ćelijskim linijama. Fluorescentno označeni PTPIP51 kolokalizovan je mitohondrijskim markerom u transficiranim ljudskim HEK293T ćelijama. Pretragom baze podataka, Oishi et al. (2007) identificirali su tri ljudska proteina koja se odnose na porodicu proteina povezanih s mikrotubulama u C. elegans: RMD1 (FAM82B), RMD2 (FAM82A) i RMD3. Izvedeni proteini u obje vrste sadrže više domena sa upredenom zavojnicom i lokalizuju se u vretenaste mikrotubule i vretenske polove tokom diobe ćelija.[15]
Koristeći probavu proteazama i diferencijalnu solubilizaciju, De Vos et al. (2012) pokazali su da je endogeniljudskii PTIP51 vanjski protein mitohondrijske membrane sa C-terminalnim domenom koji se projicira u citosol.[16]
Klinički značaj
urediMalo poznatog o proteinu RMDN3, s obzirom na njegov klinički značaj, osim očigledne uloge u onkološkim promjenama. Glavni mehanizam za protein RMDN3 je njegova uloga kao apoptotskog sastojka. Tokom normalnih embrionskih procesa ili tokom povrede ćelija (poput povrede ishemijom-reperfuzijom tokom srčanih i moždanih udara) ili tokom razvoja i procesa u karcinoma, apoptotske ćelije imaju strukturne promjene, uključujući skupljanje ćelija, uvijanje plazmamembrane, jedarnu kondenzaciju i fragmentaciju DNK i jedra. Nakon toga slijedi fragmentacija u apoptotska tijela koja fagociti brzo uklanjaju, sprečavajući tako upalni odgovor.[17] To je način ćelijske smrti definiran karakterističnim morfološkim, biohemijskim i molekulnim promjenama. Prvo je opisana kao "skupljajuća nekroza", a zatim je ovaj izraz zamijenjen apoptozom kako bi se naglasila njena uloga suprotna mitozi u kinetici tkiva. U kasnijim fazama apoptoze, cijela ćelija postaje fragmentirana, formirajući niz apoptotnih tijela ograničenih plazmamembranom, koja sadrže jedarne i/ili citoplazmatske elemente. Ultrastrukturni izgled nekroze prilično je različit, a glavne karakteristike su oticanje mitohondrija, raspad plazmamembrane i ćelijska dezintegracija. Apoptoza se javlja u mnogim fiziološkim i patološkim procesima. Ima važnu ulogu tokom embrionskog razvoja kao programirana ćelijska smrt i prati razne normalne involutivne procese u kojima služi kao mehanizam za uklanjanje "neželjenih" ćelija.
I protein i iRNK PTPIP51 upleteni su u različite karcinome, uključujući rak prostate (PCa), karcinom keratinocita, karcinom baznih ćelija i karcinom pločastih ćelija.[9][11][13] It is hypothesized that overexpression of PTPIP51 in PCa results from retrotransposon elements activated by CpG island hypomethylation, which has been observed in late prostate carcinogenesis.[9] Štaviše, primijećeno je da protein utiče na PTP1B, kako bi djelovao na put MAPK kod akutne mijeloidne leukemije.[10] Pored karcinoma, PTPIP51 povezan je i s benignom hiperplazijom prostate (BPH) i, nadalje, sa stanjima povezanim sa BPH, uključujući starenje i disfunkciju donjeg dijela urinarnog trakta.[9]
Interakcije
urediPokazano je da RMDN3 komunicira sa:
Reference
uredi- ^ a b c GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000137824 - Ensembl, maj 2017
- ^ a b c GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000070730 - Ensembl, maj 2017
- ^ "Human PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
- ^ "Mouse PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
- ^ a b c d "Q96TC7 - RMD3_HUMAN".
- ^ "Entrez Gene: Regulator of microtubule dynamics protein 3".
- ^ Lv, B. F., Yu, C. F., Chen, Y. Y., Lu, Y., Guo, J. H., Song, Q. S., Ma, D. L., Shi, T. P., Wang, L. Protein tyrosine phosphatase interacting protein 51 (PTPIP51) is a novel mitochondria protein with an N-terminal mitochondrial targeting sequence and induces apoptosis. Apoptosis 11: 1489-1501, 2006. PubMed: 16820967
- ^ Stenzinger, A., Kajosch, T., Tag, C., Porsche, A., Welte, I., Hofer, H. W., Steger, K., Wimmer, M. The novel protein PTPIP51 exhibits tissue- and cell-specific expression. Histochem. Cell Biol. 123: 19-28, 2005. PubMed: 15609043
- ^ a b c d e f g h i j Koch P, Petri M, Paradowska A, Stenzinger A, Sturm K, Steger K, Wimmer M (Dec 2009). "PTPIP51 mRNA and protein expression in tissue microarrays and promoter methylation of benign prostate hyperplasia and prostate carcinoma". The Prostate. 69 (16): 1751–62. doi:10.1002/pros.21025. PMID 19691131.
- ^ a b c d e f g h i j k l m Brobeil A, Bobrich M, Tag C, Wimmer M (Jul 2012). "PTPIP51 in protein interactions: regulation and in situ interacting partners". Cell Biochemistry and Biophysics. 63 (3): 211–22. doi:10.1007/s12013-012-9357-y. PMID 22544307.
- ^ a b Barop J, Sauer H, Steger K, Wimmer M (maj 2009). "Differentiation-dependent PTPIP51 expression in human skeletal muscle cell culture". The Journal of Histochemistry and Cytochemistry. 57 (5): 425–35. doi:10.1369/jhc.2008.952846. PMC 2675071. PMID 19124842.
- ^ "UniProt, Q96TC7". Pristupljeno 17. 7. 2021.
- ^ a b c d e Koch P, Stenzinger A, Viard M, Märker D, Mayser P, Nilles M, Schreiner D, Steger K, Wimmer M (Oct 2008). "The novel protein PTPIP51 is expressed in human keratinocyte carcinomas and their surrounding stroma". Journal of Cellular and Molecular Medicine. 12 (5B): 2083–95. doi:10.1111/j.1582-4934.2008.00198.x. PMC 4506173. PMID 19012732.
- ^ Lv BF, Yu CF, Chen YY, Lu Y, Guo JH, Song QS, Ma DL, Shi TP, Wang L (Sep 2006). "Protein tyrosine phosphatase interacting protein 51 (PTPIP51) is a novel mitochondria protein with an N-terminal mitochondrial targeting sequence and induces apoptosis". Apoptosis. 11 (9): 1489–501. doi:10.1007/s10495-006-8882-9. PMID 16820967.
- ^ Oishi, K., Okano, H., Sawa H. RMD-1, a novel microtubule-associated protein, functions in chromosome segregation in Caenorhabditis elegans. J. Cell Biol. 179: 1149-1162, 2007. Note: Erratum: J. Cell Biol. 186: 629 only, 2009. PubMed: 18070910
- ^ De Vos, K. J., Morotz, G. M., Stoica, R., Tudor, E. L., Lau, K.-F., Ackerly, S., Warley, A., Shaw, C. E., Miller, C. C. J. VAPB interacts with the mitochondrial protein PTPIP51 to regulate calcium homeostasis. Hum. Molec. Genet. 21: 1299-1311, 2012. PubMed: 22131369
- ^ Kerr JF, Wyllie AH, Currie AR (Aug 1972). "Apoptosis: a basic biological phenomenon with wide-ranging implications in tissue kinetics". British Journal of Cancer. 26 (4): 239–57. doi:10.1038/bjc.1972.33. PMC 2008650. PMID 4561027.
- ^ De Vos, KJ; Mórotz, GM; Stoica, R; Tudor, EL; Lau, KF; Ackerley, S; Warley, A; Shaw, CE; Miller, CC (15. 3. 2012). "VAPB interacts with the mitochondrial protein PTPIP51 to regulate calcium homeostasis". Human Molecular Genetics. 21 (6): 1299–311. doi:10.1093/hmg/ddr559. PMC 3284118. PMID 22131369.