Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлен с белка Ultraspiracle )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Белок рецептора экдизона
EcdysoneReceptor.pdb.png
Кристаллографическая структура лиганд-связывающего домена рецептора экдизона (цвет радуги, N-конец = синий, C-конец = красный) из Heliothis virescens в комплексе с понастероном A ( модель заполнения пространства , углерод = белый, кислород = красный). [1]
Идентификаторы
ОрганизмДрозофила меланогастер
СимволEcR
Альт. символыEcRH, NR1H1
Entrez35540
PDB1R0O Другие конструкции
RefSeq (мРНК)NM_165461
RefSeq (Prot)NP_724456
UniProtP34021
Прочие данные
Хромосома2R: 1.97 - 2.07 Мб
Искать
СтруктурыШвейцарская модель
ДоменыИнтерПро
Протеин Ultraspiracle
1hg4.png
Лиганд-связывающий домен Ultraspiracle. PDB 1hg4 [2]
Идентификаторы
ОрганизмДрозофила меланогастер
СимволUSP
Альт. символыКf1, NR2B4
Entrez31165
PDB1HG4 Другие конструкции
RefSeq (мРНК)NM_057433
RefSeq (Prot)NP_476781
UniProtP20153
Прочие данные
ХромосомаX: 1.93 - 1.94 Мб
Искать
СтруктурыШвейцарская модель
ДоменыИнтерПро

Рецептор экдизона является ядерным рецептором находится в членистоногих , где она контролирует развитие и вносит свой вклад в другие процессы , такие как воспроизводство . Рецептор представляет собой нековалентный гетеродимер двух белков , белка EcR и белка ультраспиракл (USP). Он связывается с экдистероидами и активируется ими . Рецепторы экдизона насекомых в настоящее время охарактеризованы лучше, чем рецепторы других членистоногих, и имитаторы экдистероидов коммерчески используются в качестве селективных инсектицидов для гусениц .

Функция [ править ]

Импульсы 20-гидроксиэкдизона происходят во время развития насекомых , после чего этот гормон связывается с рецептором экдизона , лиганд- активированным фактором транскрипции, обнаруженным в ядрах клеток насекомых . [3] Это , в свою очередь , приводит к активации многих других генов , о чем свидетельствует напуском из политенных хромосом в более чем сто сайтах. В конечном итоге каскад активации вызывает физиологические изменения, которые приводят к шелушению. (линька). Временная экспрессия рецептора экдизона в нервных стволовых клетках опосредует формирование временного паттерна и нейральное разнообразие. [4] [5]

Структура [ править ]

Рецептор представляет собой нековалентный гетеродимер двух белков, белка EcR и белка ультраспиракл (USP). Эти белки рецептора ядерного гормона являются насекомые ортологи о млекопитающих farnesoid Х рецептор (FXR) и ретиноид Х - рецептор белок (RXR), соответственно. Основываясь на соображениях гомологии последовательностей , [6] некоторые исследователи резервируют термин USP для EcR партнера от чешуекрылых и двукрылых насекомых и используют RXR во всех других случаях.

EcR и USP разделяют мульти- домен архитектуры , общей для всех ядерных рецепторов гормонов, а именно к N-концевой транскрипционный домен активации (A / B домена), A ДНК - связывающий домен (домен С, высоко консервативны между рецепторами), в линкерной области ( D-область), лиганд-связывающий домен (E-домен, умеренно консервативный) и в некоторых случаях отдельное С-концевое расширение (F-домен). [7] ДНК-связывающие домены EcR и USP распознают специфические короткие последовательности в ДНК и опосредуют связывание гетеродимера с этими элементами ответа на экдизон (ECRE) в промоторах генов, чувствительных к экдизону .

Карман, связывающий экдистероид, расположен в лиганд-связывающем домене субъединицы EcR , но EcR должен быть димеризован с помощью USP (или с RXR), чтобы произошло связывание лиганда с высоким сродством . В таких обстоятельствах связывание агонистического лиганда запускает конформационное изменение в С-концевой части лиганд-связывающего домена EcR, что приводит к транскрипционной активации генов под контролем ECRE. [8] В соответствующем домене USP также имеется карман для связывания лиганда. Его природный лиганд остается неопределенным, и, по-видимому, USP навсегда заблокированы в неактивной конформации . [9]

Рентгеновские кристаллические структуры были определены для нескольких гетеродимерных ДНК-связывающих доменов [10] и лиганд-связывающих доменов [1] [11] из рецепторов экдизона.

Коммерческие приложения [ править ]

Рецепторы экдизона имеют две основные области применения:

  • Генные переключатели - трансгены, контролируемые рецепторами экдизона, для контролируемой экспрессии генов в научных исследованиях , сельском хозяйстве и медицине . [12] Последняя категория включает потенциальное использование в генной терапии . [13]
  • Инсектициды - разработка селективных регуляторов роста насекомых для использования в качестве экологически безопасных инсектицидов. Хотя соединения дибензоилгидразина не являются экдистероидами , многие из них являются агонистами рецепторов экдизона чешуекрылых и используются в качестве селективных для гусениц ларвицидов . [14] [15]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b PDB : 1R1K ; Биллас И.М., Ивема Т., Гарнье Дж.М., Митчлер А., Рошель Н., Морас Д. (ноябрь 2003 г.). «Структурная адаптивность в лиганд-связывающем кармане рецептора гормона экдизона». Природа . 426 (6962): 91–6. DOI : 10,1038 / природа02112 . PMID  14595375 .
  2. Перейти ↑ Clayton GM, Peak-Chew SY, Evans RM, Schwabe JW (февраль 2001 г.). «В структуре лиганд-связывающего домена ультраспиракл обнаружен ядерный рецептор, заблокированный в неактивной конформации» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 98 (4): 1549–54. DOI : 10.1073 / pnas.041611298 . PMC 29294 . PMID 11171988 .  
  3. ^ Риддифорд LM, Cherbas P, Трумэн JW (2000). «Рецепторы экдизона и их биологическое действие». Витам. Horm . Витамины и гормоны. 60 : 1–73. DOI : 10.1016 / S0083-6729 (00) 60016-X . ISBN 978-0-12-709860-9. PMID  11037621 .
  4. ^ Сайед MH, Mark B, Doe CQ (апрель 2017). «Стероидные гормоны, индуцирующие экспрессию временных генов в нейробластах мозга дрозофилы, создают нейрональное и глиальное разнообразие» . eLife . 6 : e26287. DOI : 10.7554 / eLife.26287 . PMC 5403213 . PMID 28394252 .  
  5. ^ Henrich VC (2005). «Рецептор экдистероидов». В Gill SS, Gilbert LI, Iatrou K (ред.). Комплексная молекулярная наука о насекомых . Амстердам: Эльзевир. стр.  243 -285. ISBN 978-0-444-51516-2.
  6. ^ Hayward DC, Bastiani MJ, Trueman JW, Трумэн JW, Риддифорд LM, Болл EE (сентябрь 1999). «Последовательность Locusta RXR, гомологичная Drosophila Ultraspiracle, и ее эволюционные последствия». Dev. Genes Evol . 209 (9): 564–71. DOI : 10.1007 / s004270050290 . PMID 10502114 . 
  7. ^ Келле MR, Talbot WS, Segraves WA, Бендеры MT, Cherbas P, Hogness DS (октябрь 1991). «Ген EcR дрозофилы кодирует рецептор экдизона, новый член суперсемейства стероидных рецепторов». Cell . 67 (1): 59–77. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (91) 90572-G . PMID 1913820 . 
  8. ^ Bourguet W, P Germain, Gronemeyer H (октябрь 2000). «Ядерные рецепторы, связывающие лиганд-связывающие домены: трехмерные структуры, молекулярные взаимодействия и фармакологические последствия». Trends Pharmacol. Sci . 21 (10): 381–8. DOI : 10.1016 / S0165-6147 (00) 01548-0 . PMID 11050318 . 
  9. Перейти ↑ Clayton GM, Peak-Chew SY, Evans RM, Schwabe JW (февраль 2001 г.). «В структуре лиганд-связывающего домена ультраспиракл обнаружен ядерный рецептор, заблокированный в неактивной конформации» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 98 (4): 1549–54. DOI : 10.1073 / pnas.041611298 . PMC 29294 . PMID 11171988 .  
  10. ^ Devarakonda S, Арфа JM, Ким Y, Ozyhar A, Rastinejad F (ноябрь 2003). «Структура ДНК-связывающего комплекса гетеродимерного рецептора экдизона» . EMBO J . 22 (21): 5827–40. DOI : 10,1093 / emboj / cdg569 . PMC 275426 . PMID 14592980 .  
  11. ^ Кармайкл Дж. А., Лоуренс М. С., Грэм Л. Д., Пиллинг П. А., Эпа В. К., Нойс Л., Ловреч Г., Винклер Д. А., Павляк-Скшеч А., Итон RE, Ханнан Г. Н., Хилл Р. Дж. (Июнь 2005 г.) «Рентгеновская структура лигандсвязывающего домена рецептора экдизона двукрылых: сравнение с лигандсвязывающим доменом рецептора чешуекрылого экдизона и последствия для дизайна инсектицида» . J. Biol. Chem . 280 (23): 22258–69. DOI : 10.1074 / jbc.M500661200 . PMID 15809296 . 
  12. ^ Palli С.Р., Hormann RE, Schlattner U, Lezzi М (2005). «Рецепторы экдистероидов и их применение в сельском хозяйстве и медицине». Витам. Horm . Витамины и гормоны. 73 : 59–100. DOI : 10.1016 / S0083-6729 (05) 73003-X . ISBN 0-12-709873-9. PMID  16399408 .
  13. Перейти ↑ Graham LD (июнь 2002 г.). «Экдизон-контролируемая экспрессия трансгенов». Экспертное мнение Biol Ther . 2 (5): 525–35. DOI : 10.1517 / 14712598.2.5.525 . PMID 12079488 . 
  14. ^ Dhadialla TS, Карлсон GR, Le DP (1998). «Новые инсектициды с активностью экдистероидных и ювенильных гормонов». Анну. Преподобный Энтомол . 43 : 545–69. DOI : 10.1146 / annurev.ento.43.1.545 . PMID 9444757 . 
  15. ^ Dhadialla TS, Retnakaran A, Smagghe G (2005). «Инсектициды, нарушающие рост и развитие насекомых». В Сарджит С. Гилл, Гилберт, Лоуренс И., Костас Ятру (ред.). Комплексная молекулярная наука о насекомых . Амстердам: Эльзевир. стр.  55 -115. ISBN 0-444-51516-X.

Внешние ссылки [ править ]

  • PDB репрезентативные структуры лигандсвязывающих доменов рецептора экдизона:
  • 1R1K , гетеродимер лиганд-связывающего домена Heliothis viresecens в комплексе с экдистероидом; 1R20 , тот же гетеродимер в комплексе с агонистом дибензоилгидразина.
  • Мимический инсектицид и соответствующая нормативная информация (для Австралии).