SPAG5
Spermatozoidni antigen 5 ili astrin je protein koji je kod ljudi kodiran genom SPAG5.[5][6]
Ovaj gen kodira protein povezan sa aparatom mitotskog vretena. Kodirani protein može biti uključen u funkcionalnu i dinamičku regulaciju mitotskih vretena.[6] SPAG5 ili astrin potreban je za održavanje kohezije sestrinskih hromatida i integriteta centrosoma tokom mitoze . Takođe ima neovisnu ulogu u regulaciji apoptoze inducirane ćelijskim stresom
Dužina polipeptidnog lanca je 1.193 aminokiseline, a molekulska težina 134.422[7]
Aminokiselinska sekvenca
uredi- 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
| 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| MWRVKKLSLS | LSPSPQTGKP | SMRTPLRELT | LQPGALTNSG | KRSPACSSLT | ||||
| PSLCKLGLQE | GSNNSSPVDF | VNNKRTDLSS | EHFSHSSKWL | ETCQHESDEQ | ||||
| PLDPIPQISS | TPKTSEEAVD | PLGNYMVKTI | VLVPSPLGQQ | QDMIFEARLD | ||||
| TMAETNSISL | NGPLRTDDLV | REEVAPCMGD | RFSEVAAVSE | KPIFQESPSH | ||||
| LLEESPPNPC | SEQLHCSKES | LSSRTEAVRE | DLVPSESNAF | LPSSVLWLSP | ||||
| STALAADFRV | NHVDPEEEIV | EHGAMEEREM | RFPTHPKESE | TEDQALVSSV | ||||
| EDILSTCLTP | NLVEMESQEA | PGPAVEDVGR | ILGSDTESWM | SPLAWLEKGV | ||||
| NTSVMLENLR | QSLSLPSMLR | DAAIGTTPFS | TCSVGTWFTP | SAPQEKSTNT | ||||
| SQTGLVGTKH | STSETEQLLC | GRPPDLTALS | RHDLEDNLLS | SLVILEVLSR | ||||
| QLRDWKSQLA | VPHPETQDSS | TQTDTSHSGI | TNKLQHLKES | HEMGQALQQA | ||||
| RNVMQSWVLI | SKELISLLHL | SLLHLEEDKT | TVSQESRRAE | TLVCCCFDLL | ||||
| KKLRAKLQSL | KAEREEARHR | EEMALRGKDA | AEIVLEAFCA | HASQRISQLE | ||||
| QDLASMREFR | GLLKDAQTQL | VGLHAKQEEL | VQQTVSLTST | LQQDWRSMQL | ||||
| DYTTWTALLS | RSRQLTEKLT | VKSQQALQER | DVAIEEKQEV | SRVLEQVSAQ | ||||
| LEECKGQTEQ | LELENSRLAT | DLRAQLQILA | NMDSQLKELQ | SQHTHCAQDL | ||||
| AMKDELLCQL | TQSNEEQAAQ | WQKEEMALKH | MQAELQQQQA | VLAKEVRDLK | ||||
| ETLEFADQEN | QVAHLELGQV | ECQLKTTLEV | LRERSLQCEN | LKDTVENLTA | ||||
| KLASTIADNQ | EQDLEKTRQY | SQKLGLLTEQ | LQSLTLFLQT | KLKEKTEQET | ||||
| LLLSTACPPT | QEHPLPNDRT | FLGSILTAVA | DEEPESTPVP | LLGSDKSAFT | ||||
| RVASMVSLQP | AETPGMEESL | AEMSIMTTEL | QSLCSLLQES | KEEAIRTLQR | ||||
| KICELQARLQ | AQEEQHQEVQ | KAKEADIEKL | NQALCLRYKN | EKELQEVIQQ | ||||
| QNEKILEQID | KSGELISLRE | EVTHLTRSLR | RAETETKVLQ | EALAGQLDSN | ||||
| CQPMATNWIQ | EKVWLSQEVD | KLRVMFLEMK | NEKEKLMIKF | QSHRNILEEN | ||||
| LRRSDKELEK | LDDIVQHIYK | TLLSIPEVVR | GCKELQGLLE | FLS |
Kloniranje i ekspresija
urediChang et al. (2001) identificirali su ljudski SPAG5, koji su nazvali MAP126, putem njegove interakcije s p29 (SYF2) na 2-hibridnom skrining kvasca. Pregledavanjem cDNK biblioteke testisa, praćene 5-osnovnom RACE bibliotekom cDNK HeLa ćelija, klonirali su MAP126. Izvedeni protein od 1.120 aminokiselina ima izračunatu molekulsku masu od 126 kD. MAP126 sadrži dvostrani signal lokalizacije jedarne energije i potencijalno CDC2 (CDK1) mjesto fosforilacije. MAP126 ima značajnu sličnost sa sveprisutnim teškim lancem kinezina (KIF5B). Northern blot analizom otkriven je transkript od 4,1 kb koji je obilno eksprimiran u testisima, sa mnogo slabijom ekspresijom u placenti, jetri, pankreasu, timusu i debelom crijevu, a u ostalim ispitivanim tkivima malo ili nimalo eksprimiran.
Robusna ekspresija transkripta od 6,0 kb bila je prisutna u bubregu, ali ne i u drugom ispitivanom tkivu. Western blot analizom otkriven je MAP126 pri pretpostavljenoj molekulskoj masi od 126 kD u lizatima metafazno zadržanih HeLa ćelija. Analiza imunofluorescencije pokazala je lokalizaciju MAP126 na mitotskom vretenu tokom metafaze.
Thein et al. (2007) otkrili su da je tokom mitoze u HeLa ćelijama astrin lokaliziran i na centrosomima i na kinetohorima. Cheng et al. (2008) naveli su da astrin pune dužine sadrži N-terminalno područje glave, nakon čega slijede dva domena sa upredenom zavojnicom.
Funkcija gena
urediChang et al. (2001) otkrili su da je rekombinantni ljudski MAP126 fosforiliran CDC2-om in vitro .
Sisteraza cistein-proteaze (ESPL1) razdvaja sestrinske hromatide nakon što se svi hromosomi poravnaju za vrijeme mitoze i podstiče razdvajanje centriola na kraju mitoze. Thein et al. (2007) otkrili su da astrin negativno regulira aktivnost separaze.[8] Nokdaun astrina u HeLa ćelijama prerano je aktivirao separazu i produžio mitotski zastoj, uzrokujući razvoj multipolarnih vretena i gubitak sestrinske hromatidne kohezije. Astrin-nokdaun ćelije karakterizirali su duboki nedostaci u poravnanju hromosoma, uz eventualna apoptotsku smrt ćelija. Istovremenim nokdaunom i astrina i separaze uglavnom su ispravljeni mitotski nedostaci nastali samo nokdaunom astrina.
GSK3-beta (GSK3B; 605004) je serin/ treonin kinaza koja je uključena u polarizirano sidrenje mikrotubula na ćelijskoj periferiji. Koristeći i in vitro i in vivo testove interakcije proteina i tehnike snimanja, Cheng et al. (2008) otkrili su da je GSK3-beta izravno komunicirao sa astrinom i da su se dva proteina kolokalizovala na vretenskom aparatu u mitotičkim HeLa ćelijama, od profaze do anafaze. Astrin, ali ne i GSK3-beta, također lokaliziran u sredini tijela. Pri mitozi, GSK3-beta fosforilirao je astrin na thr111, thr937 i motiv iz ser974 do thr978. Inhibicija GSK3-beta oštećenog vretena i kinetohorna nakupljanja astrina, pored toga što otežava stvaranje vretena u mitozi, izaziva i zaustavljanje faze G2/M. Osiromašenje astrina u HeLa ćelijama, putem male interferirajuće RNK, nije imalo efekta na lokalizaciju GSK3-beta. Međutim, astrin je pojačao GSK3-beta-posredovanu fosforilaciju ostalih supstrata. Zaključili su da povezivanje astrina sa vretenskim mikrotubulama i kinetohorama zahtijeva aktivnost GSK3-beta kinaze.[9]
Korištenjem 2-hibridne analize kvasca, Du et al. (2008) otkrili su da je astrin direktno komunicirao sa centrosomnom kinazom aurora A (AURKA) tokom mitoze u HeLa ćelijama. Astrin je fosforilirao auroru A. I astrin i aurora A lokalizirani su na centrosomima u profazi, a na mitotska vretena od prometafaze do citokineze. Nokdaun astrina spriječio je lokalizaciju aurore A na mitotska vretena, ali ne i centrosome, a promijenio lokalizaciju supstrata aurora A, ciklin B1 (CCNB1), sprečavajući aktivaciju CDK1 kinaze. Nokdaun aurore A nije imao efekta na lokalizaciju astrina. Zaključili su da tokom mitoze astrin djeluje uzvodno od aurore A, kako bi regulirao njenu lokalizaciju i pristup njenim nizvodnim podlogama.[10]
MTOR kompleks I (MTORC1) središnji je regulator rasta i metabolizma ćelija i hiperaktivira se za vrijeme ćelijskog stresa, što rezultira apoptozama. Thedieck et al. (2013) pokazali su da, nakon izlaganja HeLa ćelija stresu, astrin funkcionira kao negativni regulator MTORC1 oput arsenita, vodik-peroksida ili prekomjerne vrućine u ćelijama. Astrin je lokaliziran u centrosomima u neekspimiranim ćelijama, ali lokaliziran u stresnim granulama nakon njihove indukcije ćelijskim stresom. Astrin se natjecao s MTOR-om u vezanju aktivirajuće podjedinice MTORC1 RAPTOR (RPTOR), a RAPTOR je sekvestrirao na stresne granule, inhibirajući MTORC1 apoptotski odgovor na stres. Razgradnja astrina pomoću male ometajuće RNK rezultiralo je sastavljanjem i aktivacijom MTORC1 i u stresnim i u nenapnutim ćelijama. Zaključili su da inhibicija apoptoze posredovana astrinom može biti korisna u sprečavanju zdravih ćelija da prođu apoptozu nakon prolaznih stresova ili metaboličkog izazova.[11]
Analizom genomske sekvence, Chang et al. (2001) mapirali su SPAG5 na hromosomskoj sekvenci 17q11-q12.[12]
Reference
uredi- ^ a b c GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000076382 - Ensembl, maj 2017
- ^ a b c GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000002055 - 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.
- ^ Chang MS, Huang CJ, Chen ML, Chen ST, Fan CC, Chu JM, Lin WC, Yang YC (Sep 2001). "Cloning and characterization of hMAP126, a new member of mitotic spindle-associated proteins". Biochem Biophys Res Commun. 287 (1): 116–21. doi:10.1006/bbrc.2001.5554. PMID 11549262.
- ^ a b "Entrez Gene: SPAG5 sperm associated antigen 5".
- ^ "UniProt, Q96R06". Pristupljeno 12. 6. 2021.
- ^ Thein, K. H., Kleylein-Sohn, J., Nigg, E. A., Gruneberg, U. Astrin is required for the maintenance of sister chromatid cohesion and centrosome integrity. J. Cell Biol. 178: 345-354, 2007. [PubMed]: 17664331
- ^ Cheng, T.-S., Hsiao, Y.-L., Lin, C.-C., Yu, C.-T. R, Hsu, C.-M., Chang, M.-S., Lee, C.-I., Huang, C.-Y. F., Howng, S.-L., Hong, Y.-R. Glycogen synthase kinase 3-beta interacts with and phosphorylates the spindle-associated protein astrin. J. Biol. Chem. 283: 2454-2464, 2008. PubMed: 18055457
- ^ Du, J., Jablonski, S., Yen, T. J., Hannon, G. J. Astrin regulates Aurora-A localization. Biochem. Biophys. Res. Commun. 370: 213-219, 2008. [PubMed]: 18361916
- ^ Thedieck, K., Holzwarth, B., Prentzell, M. T., Boehlke, C., Klasener, K., Ruf, S., Sonntag, A. G., Maerz, L., Grellscheid, S.-N., Kremmer, E., Nitschke, R., Kuehn, E. W., Jonker, J. W., Groen, A. K., Reth, M., Hall, M. N., Baumeister, R. Inhibition of mTORC1 by astrin and stress granules prevents apoptosis in cancer cells. Cell 154: 859-874, 2013. Note: Erratum: Cell 155: 964-966, 2013. [PubMed]: 23953116
- ^ Chang, M.-S., Huang, C.-J., Chen, M.-L., Chen, S.-T., Fan, C.-C., Chu, J.-M., Lin, W.-C., Yang, Y.-C. Cloning and characterization of hMAP126, a new member of mitotic spindle-associated proteins. Biochem. Biophys. Res. Commun. 287: 116-121, 2001. [PubMed]: 11549262.
Dopunska literatura
uredi- Howard L, Nelson KK, Maciewicz RA, Blobel CP (1999). "Interaction of the metalloprotease disintegrins MDC9 and MDC15 with two SH3 domain-containing proteins, endophilin I and SH3PX1". J. Biol. Chem. 274 (44): 31693–9. doi:10.1074/jbc.274.44.31693. PMID 10531379.
- Shao X, Xue J, van der Hoorn FA (2001). "Testicular protein Spag5 has similarity to mitotic spindle protein Deepest and binds outer dense fiber protein Odf1". Mol. Reprod. Dev. 59 (4): 410–6. doi:10.1002/mrd.1047. PMID 11468777. S2CID 13590694.
- Mack GJ, Compton DA (2002). "Analysis of mitotic microtubule-associated proteins using mass spectrometry identifies astrin, a spindle-associated protein". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 98 (25): 14434–9. doi:10.1073/pnas.261371298. PMC 64699. PMID 11724960.
- Gruber J, Harborth J, Schnabel J, et al. (2003). "The mitotic-spindle-associated protein astrin is essential for progression through mitosis". J. Cell Sci. 115 (Pt 21): 4053–9. doi:10.1242/jcs.00088. PMID 12356910.
- Strausberg RL, Feingold EA, Grouse LH, et al. (2003). "Generation and initial analysis of more than 15,000 full-length human and mouse cDNA sequences". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 99 (26): 16899–903. doi:10.1073/pnas.242603899. PMC 139241. PMID 12477932.
- Gerhard DS, Wagner L, Feingold EA, et al. (2004). "The Status, Quality, and Expansion of the NIH Full-Length cDNA Project: The Mammalian Gene Collection (MGC)". Genome Res. 14 (10B): 2121–7. doi:10.1101/gr.2596504. PMC 528928. PMID 15489334.
- Le XF, Lammayot A, Gold D, et al. (2005). "Genes affecting the cell cycle, growth, maintenance, and drug sensitivity are preferentially regulated by anti-HER2 antibody through phosphatidylinositol 3-kinase-AKT signaling". J. Biol. Chem. 280 (3): 2092–104. doi:10.1074/jbc.M403080200. PMID 15504738.
- Yang YC, Hsu YT, Wu CC, et al. (2006). "Silencing of astrin induces the p53-dependent apoptosis by suppression of HPV18 E6 expression and sensitizes cells to paclitaxel treatment in HeLa cells". Biochem. Biophys. Res. Commun. 343 (2): 428–34. doi:10.1016/j.bbrc.2006.02.166. PMID 16546135.
- Nousiainen M, Silljé HH, Sauer G, et al. (2006). "Phosphoproteome analysis of the human mitotic spindle". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 103 (14): 5391–6. doi:10.1073/pnas.0507066103. PMC 1459365. PMID 16565220.
- Cheng TS, Hsiao YL, Lin CC, et al. (2007). "hNinein is required for targeting spindle-associated protein Astrin to the centrosome during the S and G2 phases". Exp. Cell Res. 313 (8): 1710–21. doi:10.1016/j.yexcr.2007.02.023. PMID 17383637.