stringtranslate.com

Вителлогенин

Вителлогенин ( VTG или менее известный как VG ) (от латинского vitellus , желтка и рода , я производю) является предшественником яичного желтка, который транспортирует белок и некоторое количество липидов из печени через кровь к растущим яйцеклеткам, где он становится частью желток. Обычно он обнаруживается только в крови или гемолимфе самок и поэтому может использоваться в качестве биомаркера у позвоночных при воздействии эстрогенов окружающей среды, которые стимулируют повышенные уровни как у самцов, так и у самок. [1] «Вителлогенин» — синоним гена и экспрессируемого белка . Белковый продукт классифицируется как гликолипопротеин, обладающий свойствами сахара, жира и белка. Он принадлежит к семейству нескольких белков-переносчиков липидов.

Вителлогенин — предшественник яичного желтка , обнаруженный у самок почти всех яйцекладущих видов, включая рыб, земноводных, рептилий, птиц, большинства беспозвоночных и однопроходных. [2] Вителлогенин является предшественником липопротеинов и фосфопротеинов , которые составляют большую часть белкового содержания желтка. В присутствии эстрогенных веществ, разрушающих эндокринную систему (EDC), самцы рыб могут экспрессировать ген дозозависимым образом . Экспрессия этого гена у самцов рыб может быть использована в качестве молекулярного маркера воздействия эстрогенных EDC. [3]

Функция

Вителлогенин обеспечивает основной белок яичного желтка , который является источником питательных веществ на раннем этапе развития яйцекладущих ( яйцекладущих ) позвоночных и беспозвоночных . Хотя вителлогенин также несет некоторое количество липидов для отложения в желтке, основной механизм отложения липидов желтка происходит через ЛПОНП, по крайней мере, у птиц и рептилий. [4] Предшественниками вителлогенина являются мультидоменные аполипопротеины (белки, которые связываются с липидами с образованием липопротеинов), которые расщепляются на отдельные белки желтка . Существуют различные белки вителлогенина, которые состоят из различных комбинаций белковых компонентов желтка; однако сайты расщепления сохраняются . [ нужна цитата ]

Компоненты

У позвоночных полный вителлогенин состоит из:

N-концевой липидный транспортный домен

Этот конкретный домен представляет собой консервативную область, обнаруженную в нескольких белках- переносчиках липидов , включая вителлогенин, микросомальный белок -переносчик триглицеридов и аполипопротеин B-100. [7]

Торговля везикулами

Этот конкретный домен, липидный транспортный домен вителлогенина, также обнаружен в микросомальном белке-переносчике триглицеридов (MTTP) и в аполипопротеине B. Он способствует перемещению клеток и экспорту грузов. [ нужна цитата ]

Микросомальный белок-переносчик триглицеридов (MTTP)

Белок-переносчик микросомальных триглицеридов (MTTP) представляет собой белок-переносчик липидов эндоплазматической сети, участвующий в биосинтезе и загрузке липидов аполипопротеина B. MTTP также участвует в поздней стадии транспортировки CD1d в лизосомальном компартменте, причем CD1d представляет собой MHC I-подобный липидный антиген . представляя молекулу . [8]

Аполипопротеин Б

Аполипопротеин В может существовать в двух формах: В-100 и В-48. Аполипопротеин B-100 присутствует в нескольких липопротеинах, включая липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП), липопротеины промежуточной плотности (ЛПНП) и липопротеины низкой плотности (ЛПНП), и может собирать частицы ЛПОНП в печени . [9] Аполипопротеин B-100 связан с развитием атеросклероза .

ApoB изначально универсален для всех животных, поскольку гомологи обнаружены в хоанофлагеллятах . Гомолог насекомых называется аполипофорином I/II. [10]

Белки человека, содержащие этот домен

APOB (см. нативную структуру LDL-ApoB при 37°C на YouTube ); [11] МТТП ;

Медоносные пчелы

Медоносные пчелы откладывают молекулы вителлогенина в жировых телах на животе и голове. Жировые тела, очевидно, действуют как резервуар для хранения пищи. Гликолипопротеин вителлогенин обладает дополнительной функциональностью, поскольку он действует как антиоксидант, продлевающий продолжительность жизни пчелиных маток и собирателей , а также как гормон , влияющий на будущее поведение при поиске пищи. [12] Здоровье семьи медоносных пчел зависит от запасов вителлогенина у пчел-кормилиц – собирателей, имеющих низкий уровень вителлогенина. Будучи расходными работниками, собиратели получают достаточно белка, чтобы они могли выполнять свою рискованную задачу по сбору нектара и пыльцы. Уровни вителлогенина важны на стадии гнезда и, таким образом, влияют на разделение труда рабочих медоносных пчел. [ нужна цитата ]

Титр вителлогенина пчелы-кормилицы, который развивается в первые четыре дня после вылупления, влияет на ее последующий возраст, в котором она может начать добывать пищу, а также на то, предпочитает ли она собирать нектар или пыльцу. Если молодым рабочим в первые дни жизни не хватает еды, они, как правило, начинают добывать пищу рано и преимущественно в поисках нектара. Если их умеренно кормить, в нормальном возрасте они добывают корм преимущественно нектаром. Если их обильно кормить, сразу после вылупления титр вителлогенина у них высокий, и они начинают добывать пищу в более позднем возрасте, преимущественно собирая пыльцу. Пыльца — единственный доступный источник белка для медоносных пчел. [13]

Петля обратной связи ювенильных гормонов

Для большинства исследованных видов насекомых было документально подтверждено, что ювенильный гормон стимулирует транскрипцию генов вителлогенина и, как следствие, контроль продукции вителлогенина (ср. Engelmann, 1983; Wyatt and Davey, 1996). [14] [15]

Экспрессия вителлогенина является частью регуляторной петли обратной связи, которая позволяет вителлогенину и ювенильному гормону взаимно подавлять друг друга. Вителлогенин и ювенильный гормон, вероятно, действуют антагонистически у медоносных пчел, регулируя развитие и поведение медоносных пчел. Подавление одного приводит к высоким титрам другого. [16]

Вполне вероятно, что баланс между уровнями вителлогенина и ювенильных гормонов также участвует в роевом поведении. [17]

Уровни ювенильных гормонов падают в семьях медоносных пчел перед роением, и ожидается, что уровень вителлогенина повысится. Можно предположить, что роящиеся пчелы захотят взять с собой как можно больше вителлогенина, чтобы продлить свою жизнь и иметь возможность быстро построить новое гнездо. [ нужна цитата ]

Эволюция

Позвоночные животные возникли с единственной копией гена вителлогенина, а в линиях птиц, млекопитающих и амфилий произошли дупликации, которые дали начало современным генам. За исключением однопроходных , у млекопитающих все гены вителлогенина превращены в псевдогены, хотя область, синтенная для птиц VIT1-VIT2-VIT3, все еще может быть найдена и выровнена. [18] У однопроходных только один из генов оставался функциональным. [19]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Определение ВИТЕЛЛОГЕНИНА».
  2. ↑ Робинсон, Ричард (18 марта 2008 г.). «Для млекопитающих потеря желтка и увеличение количества молока шли рука об руку». ПЛОС Биология . 6 (3): е77. doi : 10.1371/journal.pbio.0060077 . ПМК 2267822 . ПМИД  20076706. 
  3. ^ Тран, Ти Ким Ань; Ю, Ричард Мэн Кит; Ислам, Рафикель; Нгуен, Тхи Хонг Тхам; Буй, Тхи Лиен Ха; Конг, Ричард Юэнь Чонг; О'Коннор, Уэйн А.; Лойш, Фредерик Д.Л.; Эндрю-Пристли, Меган; Макфарлейн, Джефф Р. (май 2019 г.). «Полезность вителлогенина как биомаркера эстрогенных химических веществ, разрушающих эндокринную систему, в моллюсках». Загрязнение окружающей среды . 248 : 1067–1078. doi :10.1016/j.envpol.2019.02.056. hdl : 10072/386355 . PMID  31091639. S2CID  92464394.
  4. ^ Прайс, скорая помощь (2017). «Физиология хранения и использования липидов у рептилий». Биологические обзоры . 92 (3): 1406–1426. дои : 10.1111/brv.12288 . PMID  27348513. S2CID  7570705.
  5. ↑ Финн, Родерик Найджел (1 июня 2007 г.). «Комплексы желтка позвоночных и функциональное значение фосвитинов и других субдоменов в вителлогенинах1». Биология размножения . 76 (6): 926–35. дои : 10.1095/biolreprod.106.059766 . ПМИД  17314313.
  6. ^ Томпсон, Джеймс Р.; Банасзак, Леонард Дж. (июль 2002 г.). «Липидно-белковые взаимодействия в липовителлине». Биохимия . 41 (30): 9398–409. дои : 10.1021/bi025674w. ПМИД  12135361.
  7. ^ Андерсон Т.А., Левитт Д.Г., Банасзак Л.Дж. (июль 1998 г.). «Структурные основы липидных взаимодействий в липовителлинах, растворимом липопротеине». Состав . 6 (7): 895–909. дои : 10.1016/S0969-2126(98)00091-4 . ПМИД  9687371.
  8. ^ Сагив, Юваль; Бай, Ли; Вэй, Дацен Г.; Агами, Реувен; Сэвидж, Пол Б.; Тейтон, Люк; Бенделак, Альберт (16 апреля 2007 г.). «Дистальный эффект дефицита микросомального белка-переносчика триглицеридов на лизосомальную рециркуляцию CD1d». Журнал экспериментальной медицины . 204 (4): 921–8. дои : 10.1084/jem.20061568. ПМК 2118556 . ПМИД  17403933. 
  9. ^ Олофссон С.О., Борен Дж. (ноябрь 2005 г.). «Аполипопротеин B: клинически важный аполипопротеин, который собирает атерогенные липопротеины и способствует развитию атеросклероза». Журнал внутренней медицины . 258 (5): 395–410. дои : 10.1111/j.1365-2796.2005.01556.x . PMID  16238675. S2CID  19885776.
  10. ^ Хуэббе П., Римбах Г. (август 2017 г.). «Эволюция изоформ человеческого аполипопротеина E (APOE): структура гена, функция белка и взаимодействие с диетическими факторами». Обзоры исследований старения . 37 : 146–161. doi :10.1016/j.arr.2017.06.002. PMID  28647612. S2CID  3758905.
  11. ^ Кумар В., Батчер С.Дж., Орни К., Энгельхардт П., Хейкконен Дж. и др. (2011)Трехмерная криоЭМ-реконструкция нативных частиц ЛПНП с разрешением 16 Å при физиологической температуре тела. [1]
  12. ^ Оливер, Рэнди (август 2007 г.). «Жирные пчелы. Часть 1». Американский пчелиный журнал .[ нужна проверка ]
  13. ^ Рэнди, Оливер (август 2007 г.). «Жирные пчелы - Часть 1». Американский пчелиный журнал : 714.
  14. ^ Энгельманн Ф (1983). «Вителлогенез, контролируемый ювенильным гормоном». В Даунер Р.Г., Лауфер Х. (ред.). Эндокринология насекомых . Нью-Йорк: Алан Р. Лисс. стр. 259–270.
  15. ^ Вятт Г.Р., Дэйви К.Г. (1996). «Клеточное и молекулярное действие ювенильного гормона. II. Роль ювенильного гормона у взрослых насекомых». Достижения в физиологии насекомых. Том 26 . Том. 26. стр. 1–155. дои : 10.1016/S0065-2806(08)60030-2. ISBN 9780120242269.
  16. ^ Храснигг, Норберт; Крайльсхайм, Карл (2005). «Различия в физиологии трутней и рабочих у медоносных пчел (Apis mellifera)» (PDF) . Апидология . 36 (2): 255–277. дои : 10.1051/apido:2005015 .
  17. ^ Цзэн, Чжицзян; Хуанг, Закари Ю.; Цинь, Юйчуань; Панг, Хуэйчжун (1 апреля 2005 г.). «Титры ювенильных гормонов гемолимфы у рабочих медоносных пчел в нормальных и предварительных условиях». Журнал экономической энтомологии . 98 (2): 274–278. дои : 10.1603/0022-0493-98.2.274 . PMID  15889713. S2CID  198130721.
  18. ^ Браванд, Дэвид; Вали, Уолтер; Кассманн, Хенрик; Филипп, Эрве (18 марта 2008 г.). «Потеря генов яичного желтка у млекопитающих и происхождение лактации и плацентации». ПЛОС Биология . 6 (3): е63. doi : 10.1371/journal.pbio.0060063 . ПМК 2267819 . ПМИД  18351802. 
  19. ^ Ян Чжоу, Линда Ширвин-Уятт, Гоцзе Чжан и др. : Геномы утконоса и ехидны раскрывают биологию и эволюцию млекопитающих. В природе . 6 января 2021 г. doi:10.1038/s41586-020-03039-0. Смотрите также:
    • Исследователи секвенировали геномы утконоса и ехидны. Вкл.: научные новости. 7 января 2021 г.

дальнейшее чтение

Внешние ссылки

В эту статью включен текст из общественного достояния Pfam и InterPro : IPR001747.