S100A10 - S100A10

S100A10
Mevcut yapılar
PDB Ortologtur arama: PDBe RCSB
tanımlayıcılar
takma adlar S100A10 , 42C , ANX2L, ANX2LG, CAL1L, CLP11, Ca[1], GP11, P11, p10, S100 kalsiyum bağlayıcı protein A10
Harici kimlikler OMIM : 114085 MGI : 1339468 HomoloGene : 2228 GeneCards : S100A10
ortologlar
Türler İnsan Fare
Entrika
Topluluk
UniProt
RefSeq (mRNA)

NM_002966

NM_009112

RefSeq (protein)

NP_002957

NP_033138

Konum (UCSC) Chr 1: 151.98 – 151.99 Mb Chr 3: 93.56 – 93.56 Mb
PubMed'de arama
Vikiveri
İnsan Görüntüle/Düzenle Fareyi Görüntüle/Düzenle

p11 olarak da bilinen S100 kalsiyum bağlayıcı protein A10 ( S100A10 ), insanlarda S100A10 geni ve diğer türlerde S100a10 geni tarafından kodlanan bir proteindir . S100A10, iki EF-el kalsiyum bağlayıcı motif içeren S100 protein ailesinin bir üyesidir . S100 proteinleri , geniş bir hücre yelpazesinin sitoplazmasında ve/veya çekirdeğinde lokalizedir. Hücre döngüsü ilerlemesi ve farklılaşması gibi bir dizi hücresel süreci düzenlerler. S100 proteini, F-aktin'in yeniden düzenlenmesiyle ekzositoz ve endositozda rol oynar .

p11 proteini, nörotransmiterlerin taşınması ile bağlantılıdır . İnsanların ve diğer memelilerin beyninde bulunur, ruh halinin düzenlenmesinde rol oynar . Ayrıca, serotonin sinyal proteinleri ile etkileşimi ve duygudurum bozukluklarının semptomları ile korelasyonu nedeniyle p11 , ilaç tedavisi için yeni bir potansiyel hedeftir.

Gen

Hücrelerin sitoplazmasında ve çekirdeğinde lokalize olan S100 gen ailesi, 1q21 kromozomu üzerinde küme halinde yer alan en az 13 üye içerir. İnsanlarda, çoğu S100 geniyle (S100A1 ila S100A16) şu anda 19 aile üyesi bilinmektedir. S100 gen ailesindeki proteinlerin, hücre döngüsü ilerlemesi ve farklılaşması gibi bir dizi hücresel süreci düzenlediği bilinmektedir.

Yapı

p11 proteini.
p11 protein tetramerinin kristalografik yapısı. Dimer çifti (camgöbeği ve yeşil) arasındaki disülfid bağları sarı çubuklarla temsil edilir. N-son bir anneksin II kırmızı renklidir.

p11 proteini, bir serbest monomer, bir homodimer veya iki anneksin II molekülü ile bir p11 dimer kompleksinden oluşan bir heterotetramer olarak bulunabilir . Homodimer veya heterotetramer, sırayla, iki disülfid bağının oluşumu yoluyla dimerleşebilir (soldaki şekle bakınız). p11 monomeri, dört alfa sarmalından oluşan asimetrik bir proteindir. Proteinin dimerize formu, çekirdekte bulunan hidrofobik bölgelerle antiparalel bir düzenlemede H1 ve H4 sarmalları arasında paketlenerek oluşturulur.

p11'in yapısı, kalsiyum iyonlarını tanıyan ve bağlayan EF-el tipi olarak da bilinen bir çift sarmal-ilmek-sarmal motifi ile sınıflandırılır . Bu, bilinen tüm S-100 proteinleri için ortaktır. L1 ve L3 ilmekleri arasında bir anti-paralel beta zinciri ile birleştirilen EF-el tipleri, molekülün aynı tarafında, N- ve C-terminallerinin karşısında yer alır. S-100 ailesinin bir üyesi olarak yapısı S-100A1 ve S-100B proteinlerine benzer. Bu protein sınıfı, hücre iskeleti düzeneğinin, sitozolik enzimlerin ve membran dinamiklerinin düzenlenmesinde yer almıştır.

P11'in hücre iskeletine katılımı, diğer proteinlerin hücre boyunca ve hücre zarına taşınmasına yardımcı olabilir. Diğer S-100 proteinlerinin aksine, protein p11'in ikinci EF-eli, silme ve ikamelerin neden olduğu bir dizi mutasyon nedeniyle kalsiyumu bağlayamaz. Negatif yüklü fosfolipidlere çekilen Annexin II , Ca2 + bağlanma bölgesinde p11'e bağlanır . Ek olarak, Annexin II , membran-hücre-iskelet etkileşimlerinde ve membran boyunca iyon akımları ve maddelerin düzenlemelerinde yer almıştır. P11 ve anneksin II, kalsiyumun bağlanmasıyla aktive olan S-100 proteinlerinin yapısını ve işlevini taklit eden bir heterotetramerik protein kompleksi oluşturur. Bu tetramerik kompleks, p11 dimerinden daha kararlıdır, bu nedenle anneksin II geninin aşırı ekspresyonu, daha yüksek p11 protein seviyeleri ile sonuçlanır.

İşlev

P11, annexin II ile birleşmesi yoluyla plazma membran proteinleri ile etkileşime giren hücresel yapısal iskelenin ayrılmaz bir parçasıdır. Son zamanlarda, mekanizma bilinmemekle birlikte, Annexin I ile bir kompleks oluşturduğu keşfedildi. Hücre içi zarın gelişiminde AHNAK gibi sitozolik ve periferik zarla ilişkili proteinlerle birlikte çalışır. P11, ruh hali düzenlemesi, nosisepsiyon ve hücre polarizasyonunda yer alan proteinlerin taşınmasında yer almıştır. Ağırlıklı olarak akciğerlerde ve böbreklerde bulunmasına rağmen, vücuttaki hücre tiplerinde bulunur. Proteinlerin plazma zarına taşınmasında rol oynar ve hücre yüzeyinde bir reseptör olarak ifade edilebilir. Taşınan proteinlerin çoğu, sinyal iletim yollarında ve iyon kanallarında hücre yüzeyi reseptörleridir. P11 nosisepsiyon, Ca2 + alımı ve hücre polarizasyonunu kolaylaştırır . Anneksin II ile kompleks oluşturan p11, reseptör ve kanal proteinlerini bağlar ve onları hücre yüzeyine yönlendirir, bu da artan membran lokalizasyonu ve bunun sonucunda bu proteinlerin büyütülmüş fonksiyonel ekspresyonu ile sonuçlanır.

İyon kanalları , p11 ile etkileşim yoluyla taşınan birkaç protein arasındadır. Bu proteinlerin bazıları Na v 1.8 , TRPV5 , TRPV6 , TASK-1 ve ASIC1a'yı içerir . Na v 1.8, hücre hasarından sonra kaybolan sodyumun yerini alan tetrodotoksine dirençli bir sodyum kanalıdır. Bu kanalların artan ifadesi, zar boyunca sodyum akımının büyüklüğünü değiştirir. TRPV5 ve TRPV6, Ca + ve Mg2 + iyonları için seçici olan geçici reseptör potansiyel kanallarıdır . TASK-1, iki gözenekli bir alan K + kanal TWIK ile ilgili aside duyarlı K'dir (TASK). P11, TASK-1'in endoplazmik retikulumdan ayrılmasını önleyen bir tutma faktörü olarak da işlev görebilir . ASIC1a, p11 tarafından düzenlenen ağrı duyu yolunda yer alan asit algılayıcı bir iyon kanalıdır.

Kesin mekanizma belirsiz olmasına rağmen, p11 proteininin beyindeki serotonin sinyallemesinin düzenlenmesinde gerekli olduğu gösterilmiştir. Serotonin (5-hidroksitriptamin veya 5-HT), merkezi ve periferik sinir sistemlerinde bulunan bir nörotransmiterdir. Hafıza oluşumundan ve öğrenmeden sorumlu mekanizmalarda yer alır, ancak en çok kas kasılması, iştah, uyku ve ruh halinin düzenlenmesindeki rolüyle bilinir. Beyinde bulunan değişen serotonin seviyeleri, klinik depresyon gibi duygudurum bozukluklarının gelişimi ile ilişkilidir. Serotonin reseptör proteinler ile P11 etkileşimde bulunduğu, 5-HT reseptörleri gibi 5-HT 1 B , lokomotor davranışlar, doyma, uyku, seksüel davranışlar, vücut sıcaklığı düzenleme fizyolojik etkileri katılan bir reseptör, ve öğrenme ve hafıza süreçlerin düzenlenmesi modüle serotonin bağlanmasıyla aktive edilen reseptör sinyal iletim yolları. P11, aynı zamanda, hücre yüzeyi ekspresyonunu acemi 5-HT 4 sinaps konsantrasyonunu arttırır, reseptör. Bu, daha hızlı serotonin bağımlı aktivitelerle sonuçlanır. 5-HT 4 hedef proteinleri fosforile ve endozomal faaliyetleri kolaylaştırma, merkezi sinir sisteminde kinaz faaliyetinin düzenlenmesinde rol oynar. P11 5-HT ile birlikte eksprese edilir 4 işlevleri bağlantılı olan ve etki duygudurum olduğunu düşündürmektedir mRNA ve depresyon ile ilişkili beyin bölgelerinde de protein.

Protein p11 ayrıca hücre yüzeyinde doku tipi plazminojen aktivatörü ( tPA ) ve plazminojen için bir reseptör olarak sunulabilir . Birçok hücre tarafından plazmin üretimi, p11'e bağlıdır.

Etkileşimler

S100A10 gösterilmiştir etkileşim ile TRPV5 , TRPV6 , GÖREV-1 , ASIC1a , CTSB , BAD , KCNK3 , UBC ve ANXA2 .

P11 ve 5-HT arasındaki etkileşimde bir özgüllük bulunmaktadır 1B . p11'i kodlayan geni içeren 29 çift pozitif av klonundan yirmi altısı kullanılarak iki hibrit bir ekranda. Bu çalışma ile etkileşim P11 göstermiştir 5-HT 1 B reseptörleri ancak ile , 5-HT 1A , 5-HT, 2A , 5-HT, 5A , 5-HT 6 , dopamin D 1 ya da D 2 reseptörleri, iki ilgisiz yemler (Cı {Delta }115 ve pRP21) veya boş plazmit. Belirli bir etkileşim üç başka şekillerde de doğrulanmıştır: içinde HeLa hücreleri ve beyin dokusu p11 5-HT ile coimmunoprecipitate bulunmuştur 1B reseptörleri; İmmünofloresan çalışmaları , hücre yüzeyinde p11 ve 5- HT1B reseptörleri arasında birlikte yerleşim olduğunu gösterir ; ve p11 mRNA'nın beyindeki dağılımı, 5- HT1B reseptör mRNA'sınınkine benzer. Aşağıdaki tablo, p11 ile etkileşime giren proteinleri ve bu etkileşimlerde p11'in fonksiyonel rolünü göstermektedir.

tablo 1

etkileşimci P11'in biyolojik işlevi Referans
Ek 2 Endozomal fonksiyonların düzenlenmesi
5-HT1B reseptörü 5-HT1B reseptörlerinin hücre yüzeyinde lokalizasyonu
NaV1.8 sodyum kanalı Plazma zarında NaV1.8 kanallarının artması
GÖREV-1 potasyum kanalı Plazma zarında TASK-1 kanallarının düzenlenmesi
ASIC-1 kanalları Plazma zarında ASIC kanallarının artması
TRPV5/TRPV6 kanalları Plazma zarında TRPV5/TRPV6 kanallarının artması
NS3 Virüs salıverilmesine aracılık
Sitosolik fosfolipaz A2 Azaltılmış araşidonik asit salınımı
KÖTÜ Proapoptotik etkinin inhibisyonu
HPV16 L2 İnsan papilloma virüsü tip 16'nın bağlanmasını ve girişini kolaylaştırır

Düzenleme

Protein aktivitesinin düzenlenmesi

p11 ve anneksin II kompleksi, SerII'nin anneksin II molekülü üzerindeki protein kinaz C (PKC) tarafından fosforilasyonu ile düzenlenir . Bu fosforilasyon, kompleksin belirli hedef moleküllere bağlanma yeteneğini engeller. Protein Kinaz A (PKA), kompleksi fosforilasyon yoluyla yeniden aktive eden bir fosfatazı aktive ederek PKC'nin etkilerini tersine çevirir .

Transkripsiyonun düzenlenmesi

Hayvanlar üzerinde yapılan güncel deneyler, çeşitli faktörlerin ve fizyolojik uyaranların, p11 protein transkripsiyon seviyelerini düzenlemede başarılı olduğunu göstermiştir. Bu faktörlerin bazıları aşağıdaki tabloda gösterilmiştir.

Tablo 2

faktör biyolojik sistem Referans
deksametazon BEAS ve HeLa hücreleri
Dönüştürücü büyüme faktörü-α RGM-1 hücreleri
Epidermal büyüme faktörü depolarizasyon BEAS ve HeLa hücreleri
Nitrik Oksit bağışçıları BEAS ve HeLa hücreleri
interferon-gama BEAS hücreleri
D vitamini fare böbreği
Retinoik asit BEAS hücreleri
sinir büyüme faktörü PC12 hücreleri , sıçan dorsal kök ganglionu
imipramin fare ön korteksi
tranilsipromin fare ön korteksi
Elektrokonvülsif tedavi sıçan ön korteksi
Siyatik sinir lezyonu fare
Deneysel otoimmün ensefalomiyelit sıçan beyinciği

Klinik önemi

Depresyon

Depresyon, her yaştan ve kökenden insanı etkileyen yaygın, zayıflatıcı bir hastalıktır. Depresyon, üzüntü, umutsuzluk, karamsarlık, suçluluk, hayata karşı genel bir ilgi kaybı ve düşük duygusal refah veya düşük enerji hissi gibi çok sayıda duygusal ve fizyolojik semptomla karakterizedir. Klinik depresyon ve anksiyete , bipolar bozukluk , ADD , DEHB ve Şizofreni dahil olmak üzere diğer ilgili duygudurum bozukluklarının altında yatan patofizyoloji hakkında çok az şey bilinmektedir .

p11 proteini, serotonin 5-HT reseptörleri ile etkileşimleri yoluyla serotonin sistemlerindeki rolü nedeniyle, duygudurum bozuklukları, spesifik olmak gerekirse depresyon ile yakından bağlantılıdır. Serotonin, kardiyovasküler, renal, immün ve gastrointestinal sistemler dahil olmak üzere çeşitli sistemleri etkiler. Mevcut araştırmalar, nörotransmitterin duygudurum düzenlemesi ile ilişkisine odaklanmaktadır.

Deney altında, p11 proteininde eksik olan fareler, depresyon benzeri davranışlar sergiler. Protein p11'i kodlayan genin fare genomundan silindiği nakavt deneyleri, onların depresyon belirtileri göstermelerine neden oldu. Bu durum insanlarda da görülmektedir. Öte yandan, yeterli miktarda p11 proteini olanlar normal davranır. Depresif belirtiler gösteren farelere antidepresan ilaçlar verildiğinde, antidepresanların davranış değişikliklerini etkilediği için p11 düzeylerinin aynı oranda arttığı bulundu. Ek olarak, beyin dokularının ölüm sonrası karşılaştırmaları, kontrol deneklerine kıyasla depresif hastalarda çok daha düşük p11 seviyeleri gösterdi. Depresif insanlarda ve çaresiz farelerde p11 seviyelerinin önemli ölçüde daha düşük olduğu bulunmuştur, bu da değiştirilmiş p11 seviyelerinin depresyon benzeri semptomların gelişiminde rol oynayabileceğini düşündürmektedir.

Tedavi

Depresyon ve anksiyete için mevcut ilaçların ve tedavilerin çoğu, nöronlar arasında serotonin iletim düzeylerini artırır. Çok başarılı bir ilaç sınıfı olan Selektif Serotonin Geri Alım İnhibitörlerinin ( SSRI'lar ) beyin hücreleri için mevcut olan serotonin miktarını oldukça hızlı bir şekilde arttırdığı bilinmektedir. Buna rağmen, terapötik etkileri birkaç haftadan aylara kadar bir süre alır. Son çalışmalar, protein p11'in nöronal sinapslardaki serotonin 5-HT reseptörlerinin konsantrasyonunu arttırdığını ve böylece serotonin sinyalini çok daha verimli hale getirdiğini göstermektedir. Serotonin 1b reseptörü (5-HT ile etkileşimi 1B ) ve p11, aşağıdaki gibi özetlenebilir: zaman p11 seviyeleri arttıkça, 5-HT sayısı 1B orantılı hücre yüzeyi artışı üzerindeki reseptörlere. Nöronun yüzeyindeki 5- HT1B reseptörlerinin sayısındaki artış, sinaps boyunca serotonin iletişiminin etkinliğini arttırır. Öte yandan, p11 seviyeleri düştüğünde, daha az 5- HT1B reseptörü nöronun içinden sinaptik aralıktaki hücre zarına göç eder, böylece sinaps boyunca serotonin sinyallemesinin meydana gelebileceği verimliliği düşürür. Bu bulgular, serotonin seviyelerinin ilaç yoluyla hemen verilmesine rağmen, ilacın hastanın depresyonunu hafiflettiği sürenin büyük olasılıkla diğer düzenleyici proteinlere bağlı olduğunu göstermektedir. Bu nedenle, protein p11'in serotonin 5-HT reseptörleri ile etkileşimi ve proteinin duygudurum bozukluklarıyla korelasyonunun artan kanıtı göz önüne alındığında, bu protein gelecekteki antidepresanların geliştirilmesinde bir araştırma hedefi olarak tanımlanmıştır.

Antidepresanlar (bir trisiklik ve monoamin oksidaz inhibitörü) ve elektrokonvülsif terapi (ECT) ile tedavi , bu farelerin beynindeki p11 miktarında bir artışa neden oldu - aynı biyokimyasal değişim. Depresyon semptomları olan insanlarda ve farelerde p11 proteini seviyeleri, depresyonu olmayan hayvanlardaki p11 seviyelerine kıyasla önemli ölçüde daha düşüktü. Önde gelen araştırmacı Paul Greengard ve meslektaşları, p11 seviyelerinin artmasının farelerin antidepresan benzeri davranışlar sergilemesine yol açacağını ve p11 protein seviyeleri azaltılırsa bunun tam tersi olacağını varsaydılar. Bu hipotezi doğrulamak için antidepresan benzeri aktiviteyi ölçmek için kullanılan bir test kullandılar. Bulgularına göre, kontrol farelerine kıyasla aşırı eksprese edilen p11 genleri, hücre yüzeyinde artan hareketliliğe ve daha fazla 5- HT1B reseptörüne sahipti , bu da daha fazla serotonin iletimini mümkün kıldı. Araştırmacılar, farelerde p11 genini "nakavt ettiklerinde", nakavt farelerin hücre yüzeyinde daha az reseptöre sahip olduğunu, serotonin sinyallemesini azalttığını, tatlı ödüle karşı duyarlılığın azaldığını ve hareket kabiliyetinin azaldığını, bunların tümü depresyon benzeri davranışların karakteristiğini buldular. Ayrıca, 5-HT 1 B reseptörleri p11 knockout farelerde kontrol farelerinde, antidepresan ilaçların ana eylem de implicates p11 kıyasla serotonin ve antidepresan ilaçlara daha az duyarlı idi. Antidepresan manipülasyonlar p11 seviyelerini arttırırken, depresan manipülasyonlar onu azaltır. Bu nedenle, bir anti-depresyon etkisi elde etmek için antidepresan ilaçlar, p11 proteinlerinin ana etkisine odaklanmalı ve protein seviyelerini artırmalıdır.

Gelecekteki klinik denemeler

Şu anda, Ulusal Sağlık Klinik Merkezi (CC) tarafından yapılan bir araştırma, majör depresif bozukluğu (MDD) olan ve olmayan kişilerde p11 protein düzeylerini karşılaştıracak ve hastalarda p11 düzeylerinin normal olup olmadığını belirleyecek bir çalışma için katılımcıları toplamaktadır. bir serotonin geri alım inhibitörü olan sitalopram (Celexa) ile tedaviden etkilenir . Başarılı olursa, gelecekte daha kişiselleştirilmiş bir MDB tedavisi mevcut olacaktır.

Referanslar

daha fazla okuma

Dış bağlantılar