Polycystin Катион канал (ОКК) Семейный ( КИ # 1.A.5 ) состоят из нескольких транспортеров размера от 500 до более чем 4000 аминокислотных остатков (ААС) в длине и проявляющих между 5 и 18 трансмембранными сегментами (TMSS). Это семейство является составной частью суперсемейства с управляемыми напряжением ионными каналами (VIC) . Эти переносчики обычно катализируют экспорт катионов. Репрезентативный список белков, принадлежащих к семейству PCC, можно найти в базе данных классификации транспортеров . [1]
С-концевой цитозольный домен полицистина-2 | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Идентификаторы | ||||||||
Символ | PKD2 | |||||||
Pfam | PF08016 | |||||||
ИнтерПро | IPR013122 | |||||||
TCDB | 1.A.5 | |||||||
OPM суперсемейство | 8 | |||||||
Белок OPM | 5мкф | |||||||
|
Кристаллические структуры
Для членов семейства PCC доступен ряд кристаллических структур. Некоторые из них включают:
Гомологи
Полицистин человека
Человеческий полицистин 1 - это огромный белок, состоящий из 4303 аминоацильных остатков (аас). Его повторяющийся богатый лейцином (LRR) сегмент обнаружен во многих белках. Согласно описанию SwissProt , полицистин 1 содержит 16 доменов поликистозной болезни почек (PKD), один домен класса A рецептора LDL, один домен семейства лектинов C-типа и 16-18 предполагаемых TMS в положениях между остатками 2200 и 4100. Однако, Атомно-силовая микроскопия выявила доменную структуру полицистина-1. [2] Он демонстрирует минимальное сходство последовательностей, но сходную организацию домена и топологию мембраны с установленными катионными каналами, такими как переходный рецепторный потенциал (TRP) и протеины семейства потенциал-управляемых ионных каналов (VIC) ( TC # 1.A.4 и TC № 1.A.1 соответственно). Однако PSI-BLAST без итераций не обнаруживает этих сходств. Комплекс PKD2L1-PKD1L3 воспринимает кислый вкус. Нарушение комплекса PKD2-PKD1, ответственного за механочувствительность , приводит к развитию ADPKD (аутосомно-доминантная поликистозная болезнь почек). [3] Помимо модуляции активности канала и связанных сигнальных событий, CRD (C-концевые регуляторные домены) PKD2 и PKD2L1 играют центральную роль в олигомеризации каналов . Эти белки, по-видимому, образуют тримеры. [4]
Полицистин-L
Было показано , что полицистин -L представляет собой катионный (Na + , K + и Ca 2+ ) канал, который активируется Ca 2+ , в то время как полицистин-2 был охарактеризован как проницаемый для Ca 2+ катион-селективный канал. Два члена семейства PCC (полицистин 1 и 2; PKD1 и 2) мутированы при аутосомно-доминантном поликистозе почек человека, а полицистин-L, очень похожий и, вероятно, ортологичный PKD2, удаляется у мышей с дефектами почек и сетчатки. PKD1 и 2 взаимодействуют с образованием неизбирательного катионного канала in vitro, но PKD2 может образовывать каналы в отсутствие любого другого ассоциированного белка. Полицистин-2 переносит различные органические катионы ( диметиламин , тетраэтиламмоний , тетрабутиламмоний , тетрапропиламмоний, тетрапентениламмоний). Диаметр канала был оценен как минимум 1,1 Å. [5] Сообщается, что оба являются интегральными мембранными белками с 7-11 TMS (PKD1) и 6 TMS (PKD2), соответственно. Они имеют гомологичную область примерно из 400 остатков (остатки 206-623 в PKD2; остатки 3656-4052 в PKD1), которая включает пять TMS обоих белков. Это вполне может быть домен канала. Было показано, что PKD2 и полицистин-L проявляют активность зависимых от напряжения, pH и двухвалентных катионов каналов. [6] [7] PKD1 может функционировать главным образом в регуляции, как активируя, так и стабилизируя канал полицистина-2. [8]
Транзиторные белки рецепторного потенциала
Транзиторный рецепторный потенциал (TRP) полицистин 2 и 3 (TRPP2 и 3) являются гомологичными членами надсемейства TRP катионных каналов, но имеют разные физиологические функции. TRPP2 является частью датчика потока и является дефектом при аутосомно-доминантной поликистозной болезни почек и участвует в развитии лево-правой асимметрии. TRPP3 участвует в формировании кислого вкуса в биполярных клетках вкусовых рецепторов языка и в регуляции pH-чувствительного потенциала действия в нейронах, окружающих центральный канал спинного мозга. TRPP3 присутствует как в возбудимых, так и в невозбудимых клетках в различных тканях, таких как сетчатка, мозг, сердце, яички и почки. [9] [10]
Муколипин-1
Было показано, что белок TRP-ML1 (муколипин-1) является лизосомным моновалентным катионным каналом, который подвергается инактивирующему протеолитическому расщеплению. [11] Он показывает большее сходство последовательностей с трансмембранной областью полицистина 2, чем с членами семейства TRP-CC ( TC # 1.A.4 ). Следовательно, он входит в состав прежней семьи. И семейства PCC, и TRP-CC являются членами суперсемейства VIC .
Альфа-актинин
Альфа-актинин - это связывающий актин белок, регулирующий несколько типов ионных каналов. Электрофизиология плоского липидного бислоя показала, что TRPP3 проявляет активности катионных каналов, которые существенно усиливаются альфа-актинином. Связь TRPP3-альфа-актинина была подтверждена совместной иммунопреципитацией с использованием нативных клеток и тканей, двугибридных дрожжей и анализов связывания in vitro. [12] TRPP3 широко распространен в мозге мышей, где он ассоциируется с альфа-актинином-2. Альфа-актинин прикрепляет TRPP3 к цитоскелету и регулирует его функцию каналов.
Физиологическое значение
Аутосомно-рецессивная поликистозная болезнь почек вызывается мутациями в PKHD1, который кодирует ассоциированный с мембраной рецептор-подобный белок фиброцистин / полидуктин (FPC) (Q8TCZ9, 4074aaa). FPC ассоциируется с первичными ресничками эпителиальных клеток и совместно локализуется с продуктом гена Pkd2 polycystin-2 (PC2). Kim et al. (2008) пришли к выводу, что существует функциональное и молекулярное взаимодействие между FPC и PC2 in vivo. [13]
Смотрите также
- Ионный канал с регулируемым напряжением
- Ионный канал
- База данных классификации транспортеров
Рекомендации
- ^ "1.A.5 Семейство каналов катионов полицистина (PCC)" . TCDB . Проверено 10 апреля +2016 .
- ^ Oatley P, Stewart AP, Sandford R, Edwardson JM (апрель 2012 г.). «Атомно-силовая микроскопия выявляет доменную структуру полицистина-1». Биохимия . 51 (13): 2879–88. DOI : 10.1021 / bi300134b . PMID 22409330 .
- ^ Dalagiorgou G, Basdra EK, Papavassiliou AG (октябрь 2010 г.). «Полицистин-1: функция механосенсора». Международный журнал биохимии и клеточной биологии . 42 (10): 1610–3. DOI : 10.1016 / j.biocel.2010.06.017 . PMID 20601082 .
- ^ Молланд К.Л., Нараянан А., Бургнер Дж. В., Ерноль Д.А. (июль 2010 г.). «Идентификация структурного мотива, ответственного за сборку тримеров С-концевых регуляторных доменов полицистиновых каналов PKD2L1 и PKD2». Биохимический журнал . 429 (1): 171–83. DOI : 10.1042 / BJ20091843 . PMID 20408813 .
- ^ Анятонву Г.И., Эрлих Б.Е. (август 2005 г.). «Проникновение органических катионов через канал, образованный полицистином-2» . Журнал биологической химии . 280 (33): 29488–93. DOI : 10.1074 / jbc.M504359200 . PMID 15961385 .
- ^ Гонсалес-Перретт С., Бателли М., Ким К., Эссафи М., Тимпанаро Г., Молтабетти Н., Рейзин И.Л., Арнаут М.А., Кантиелло Х.Ф. (июль 2002 г.). «Зависимость от напряжения и регуляция pH активности катионных каналов человека, опосредованной полицистином-2» . Журнал биологической химии . 277 (28): 24959–66. DOI : 10.1074 / jbc.M105084200 . PMID 11991947 .
- ^ Лю Ю., Ли Кью, Тан М., Чжан Ю.Ю., Карпински Э., Чжоу Дж., Чен XZ (август 2002 г.). «Модуляция канала полицистина-L человека напряжением и двухвалентными катионами» . Письма FEBS . 525 (1–3): 71–6. DOI : 10.1016 / s0014-5793 (02) 03071-5 . PMID 12163164 . S2CID 3150744 .
- ^ Сюй Г.М., Гонсалес-Перретт С., Эссафи М., Тимпанаро Г.А., Монтальбетти Н., Арнаут М.А., Кантиелло Х.Ф. (январь 2003 г.). «Полицистин-1 активирует и стабилизирует канал полицистина-2» . Журнал биологической химии . 278 (3): 1457–62. DOI : 10.1074 / jbc.M209996200 . PMID 12407099 .
- ^ Нобен-Траут К. (1 января 2011 г.). «Канал TRPML3: от гена к функции». Успехи экспериментальной медицины и биологии . 704 : 229–37. DOI : 10.1007 / 978-94-007-0265-3_13 . ISBN 978-94-007-0264-6. PMID 21290299 .
- ^ Li Q, Dai XQ, Shen PY, Wu Y, Long W, Chen CX, Hussain Z, Wang S, Chen XZ (декабрь 2007 г.). «Прямое связывание альфа-актинина увеличивает активность канала TRPP3» . Журнал нейрохимии . 103 (6): 2391–400. DOI : 10.1111 / j.1471-4159.2007.04940.x . PMID 17944866 . S2CID 84357640 .
- ^ Киселев К., Чен Дж., Рбаиби Й., Обердик Д., Тьон-Кон-Санг С., Щейников Н., Муаллем С., Соёмбо А. (декабрь 2005 г.). «TRP-ML1 - это лизосомный моновалентный катионный канал, который подвергается протеолитическому расщеплению» . Журнал биологической химии . 280 (52): 43218–23. DOI : 10.1074 / jbc.M508210200 . PMID 16257972 .
- ^ Li Q, Dai XQ, Shen PY, Wu Y, Long W, Chen CX, Hussain Z, Wang S, Chen XZ (декабрь 2007 г.). «Прямое связывание альфа-актинина увеличивает активность канала TRPP3» . Журнал нейрохимии . 103 (6): 2391–400. DOI : 10.1111 / j.1471-4159.2007.04940.x . PMID 17944866 . S2CID 84357640 .
- ^ Ким И, Фу И, Хуэй К., Мокель Дж., Май В., Ли К., Лян Д., Чжао П., Ма Дж., Чен XZ, Джордж А.Л., Коффи Р.Дж., Фэн З.П., Ву Джи (март 2008 г.). «Фиброцистин / полидуктин модулирует образование почечных канальцев, регулируя экспрессию и функцию полицистина-2» . Журнал Американского общества нефрологов . 19 (3): 455–68. DOI : 10,1681 / ASN.2007070770 . PMC 2391052 . PMID 18235088 .
На момент редактирования в этой статье используется контент из «1.A.5 Семейство каналов полицистиновых катионов (PCC)» , который лицензирован таким образом, чтобы разрешить повторное использование в соответствии с непортированной лицензией Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 , но не в соответствии с GFDL . Все соответствующие условия должны быть соблюдены.