stringtranslate.com

Парвальбумин

Парвальбумин ( PV ) — это связывающий кальций белок с низкой молекулярной массой (обычно 9-11 кДа ). У людей он кодируется геном PVALB . Он является членом семейства альбуминов ; он назван так из-за своего размера ( parv- , от латинского parvus , что означает «маленький») и способности к коагуляции.

Он имеет три мотива EF-руки и структурно связан с кальмодулином и тропонином C. Парвальбумин обнаружен в быстро сокращающихся мышцах, где его уровень самый высокий, а также в мозге и некоторых эндокринных тканях.

Парвальбумин — небольшой, стабильный белок, содержащий участки связывания кальция типа EF-hand. Он участвует в передаче кальциевых сигналов . Обычно этот белок разбит на три домена: домены AB, CD и EF, каждый из которых содержит мотив спираль-петля-спираль. [5] Домен AB содержит делецию двух аминокислот в области петли, тогда как домены CD и EF содержат N-конец и C-конец соответственно. [5]

Кальцийсвязывающие белки, такие как парвальбумин, играют роль во многих физиологических процессах, а именно в регуляции клеточного цикла, производстве вторичных мессенджеров , мышечном сокращении , организации микротрубочек и фототрансдукции . [6] Поэтому кальцийсвязывающие белки должны различать кальций в присутствии высоких концентраций других ионов металлов. Механизм селективности кальция был тщательно изучен. [6] [7]

Расположение и функция

В нервной ткани

Парвальбумин присутствует в некоторых ГАМКергических интернейронах в нервной системе, особенно в ретикулярном таламусе, [8] и экспрессируется преимущественно канделябровыми и корзинчатыми клетками в коре. В мозжечке PV экспрессируется в клетках Пуркинье и интернейронах молекулярного слоя. [9] В гиппокампе PV+ интернейроны подразделяются на корзинчатые, аксо-аксональные и бистратифицированные клетки, каждый подтип нацелен на различные отсеки пирамидальных клеток . [10]

Связи интернейронов ПВ в основном перисоматические (вокруг тела клетки нейронов). Большинство интернейронов ПВ являются быстроспайковыми . Также считается, что они вызывают гамма-волны, регистрируемые на ЭЭГ .

Интернейроны, экспрессирующие PV, составляют приблизительно 25% ГАМКергических клеток в DLPFC приматов . [11] [12] Другими маркерами кальцийсвязывающих белков являются кальретинин (наиболее распространенный подтип в DLPFC, около 50%) и кальбиндин . Интернейроны также делятся на подгруппы по экспрессии нейропептидов, таких как соматостатин , нейропептид Y , холецистокинин .

В мышечной ткани

Известно, что ПВ участвует в расслаблении быстро сокращающихся мышечных волокон. [13] [14] Эта функция связана с ролью ПВ в секвестрации кальция.

Во время сокращения мышцы потенциал действия стимулирует потенциал-чувствительные белки в мембране Т-трубочки . Эти белки стимулируют открытие каналов Ca 2+ в саркоплазматическом ретикулуме , что приводит к высвобождению Ca 2+ в саркоплазме. Ионы Ca 2+ связываются с тропонином , что вызывает смещение тропомиозина , белка, который предотвращает перемещение миозина вдоль актина . Смещение тропомиозина обнажает участки связывания миозина на актине, позволяя мышце сокращаться. [15]

Таким образом, в то время как сокращение мышц обусловлено высвобождением Ca 2+ , расслабление мышц обусловлено удалением Ca 2+ из саркоплазмы. Наряду с насосами Ca 2+ , PV способствует удалению Ca 2+ из цитоплазмы: PV связывается с ионами Ca 2+ в саркоплазме, а затем переносит их в саркоплазматический ретикулум. [16]

Клиническое значение

Снижение экспрессии PV и GAD67 было обнаружено в PV+ ГАМКергических интернейронах при шизофрении . [17] [18]

Парвальбумин был идентифицирован как аллерген, вызывающий аллергию на рыбу (но не аллергию на моллюсков ). [19] [20] [21] [22] У костистых рыб обнаруживается β-парвальбумин, а у хрящевых рыб, таких как акулы и скаты, обнаруживается α-парвальбумин; аллергенность к костистым рыбам имеет низкую перекрестную реактивность к хрящевым рыбам. [20]

История

Белок был открыт в 1965 году как компонент быстро сокращающихся белых мышц рыб. Он был описан как низкомолекулярный «альбумин». [23] Неизвестно, кто придумал термин парвальбумин , но это слово уже использовалось к 1967 году. [24]

Ссылки

  1. ^ abc ENSG00000100362 GRCh38: Ensembl выпуск 89: ENSG00000274665, ENSG00000100362 – Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ abc GRCm38: Ensembl выпуск 89: ENSMUSG00000005716 – Ensembl , май 2017 г.
  3. ^ "Human PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  4. ^ "Mouse PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  5. ^ ab Cates MS, Teodoro ML, Phillips GN (март 2002 г.). «Молекулярные механизмы связывания кальция и магния с парвальбумином». Biophysical Journal . 82 (3): 1133–46. Bibcode :2002BpJ....82.1133C. doi :10.1016/S0006-3495(02)75472-6. PMC 1301919 . PMID  11867433. 
  6. ^ ab Кейтс MS, Берри MB, Хо EL, Ли Q, Поттер JD, Филлипс GN (октябрь 1999 г.). "Сродство и специфичность ионов металлов в белках EF-hand: координационная геометрия и пластичность домена в парвальбумине". Структура . 7 (10): 1269–78. doi : 10.1016/S0969-2126(00)80060-X . PMID  10545326.
  7. ^ Dudev T, Lim C (январь 2014). «Конкуренция между ионами металлов за сайты связывания с белками: детерминанты селективности ионов металлов в белках». Chemical Reviews . 114 (1): 538–56. doi :10.1021/cr4004665. PMID  24040963.
  8. ^ Cowan RL, Wilson CJ, Emson PC, Heizmann CW (декабрь 1990 г.). «Парвальбуминсодержащие ГАМКергические интернейроны в неостриатуме крысы». Журнал сравнительной неврологии . 302 (2): 197–205. doi :10.1002/cne.903020202. PMID  2289971. S2CID  38540563.
  9. ^ Шваллер Б., Мейер М., Шиффман С. (декабрь 2002 г.). "«Новые» функции «старых» белков: роль кальцийсвязывающих белков кальбиндина D-28k, кальретинина и парвальбумина в физиологии мозжечка. Исследования с нокаутированными мышами». Cerebellum . 1 (4): 241–58. doi :10.1080/147342202320883551. PMID  12879963. S2CID  25917565.
  10. ^ Klausberger T, Marton LF, O'Neill J, Huck JH, Dalezios Y, Fuentealba P, Suen WY, Papp E, Kaneko T, Watanabe M, Csicsvari J, Somogyi P (октябрь 2005 г.). «Взаимодополняющие роли холецистокинин- и парвальбумин-экспрессирующих ГАМКергических нейронов в колебаниях гиппокампальной сети». The Journal of Neuroscience . 25 (42): 9782–93. doi :10.1523/JNEUROSCI.3269-05.2005. PMC 6725722. PMID  16237182 . бесплатный полный текст
  11. ^ Condé F, Lund JS, Jacobowitz DM, Baimbridge KG, Lewis DA (март 1994). "Локальные нейроны цепи, иммунореактивные для кальретинина, кальбиндина D-28k или парвальбумина в префронтальной коре обезьян: распределение и морфология". Журнал сравнительной неврологии . 341 (1): 95–116. doi :10.1002/cne.903410109. PMID  8006226. S2CID  2583429.
  12. ^ Gabbott PL, Bacon SJ (январь 1996). "Локальные нейроны в медиальной префронтальной коре (области 24a, b, c, 25 и 32) у обезьяны: II. Количественное ареальное и ламинарное распределение". Журнал сравнительной неврологии . 364 (4): 609–36. doi :10.1002/(SICI)1096-9861(19960122)364:4<609::AID-CNE2>3.0.CO;2-7. PMID  8821450. S2CID  27397665.
  13. ^ Celio MR, Heizmann CW (июнь 1982). «Кальций-связывающий белок парвальбумин связан с быстро сокращающимися мышечными волокнами». Nature . 297 (5866): 504–6. Bibcode :1982Natur.297..504C. doi :10.1038/297504a0. PMID  6211622. S2CID  4360112.
  14. ^ Heizmann CW, Berchtold MW, Rowlerson AM (декабрь 1982 г.). «Корреляция концентрации парвальбумина со скоростью релаксации в мышцах млекопитающих». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 79 (23): 7243–7. Bibcode : 1982PNAS...79.7243H. doi : 10.1073/pnas.79.23.7243 . PMC 347315. PMID  6961404 . 
  15. ^ Альбертс Б., Джонсон, Льюис, Рафф, Робертс, Уолтер (2002). «Молекулярные моторы». Молекулярная биология клетки (4-е изд.). Нью-Йорк: Garland Science. ISBN 0-8153-3218-1.
  16. ^ Ариф Ш (апрель 2009 г.). «Связывающий белок Ca(2+) с многочисленными ролями и применениями: парвальбумин в молекулярной биологии и физиологии». BioEssays . 31 (4): 410–21. doi :10.1002/bies.200800170. PMID  19274659. S2CID  42448973.
  17. ^ Хашимото Т., Волк Д.В., Эгган СМ., Мирникс К., Пьерри Дж.Н., Сан З., Сэмпсон АР., Льюис ДА. (Июль 2003 г.). «Дефициты экспрессии генов в подклассе нейронов ГАМК в префронтальной коре у субъектов с шизофренией». Журнал нейронауки . 23 (15): 6315–26. doi :10.1523/JNEUROSCI.23-15-06315.2003. PMC 6740534. PMID  12867516 . 
  18. ^ Наказава К., Зирос В., Цзян З., Накао К., Колата С., Чжан С., Белфорте Дж.Э. (март 2012 г.). «ГАМКергическое происхождение интернейронов патофизиологии шизофрении». Нейрофармакология . 62 (3): 1574–83. doi :10.1016/j.neuropharm.2011.01.022. ПМК 3090452 . ПМИД  21277876. 
  19. ^ Leung NY, Wai CY, Shu S, Wang J, Kenny TP, Chu KH, Leung PS (июнь 2014 г.). «Современные иммунологические и молекулярно-биологические перспективы аллергии на морепродукты: всесторонний обзор». Clin Rev Allergy Immunol . 46 (3): 180–97. doi :10.1007/s12016-012-8336-9. PMID  23242979. S2CID  29615377.
  20. ^ ab Stephen JN, Sharp MF, Ruethers T, Taki A, Campbell DE, Lopata AL (март 2017 г.). «Аллергенность костных и хрящевых рыб — молекулярные и иммунологические свойства». Clin. Exp. Allergy . 47 (3): 300–12. doi :10.1111/cea.12892. hdl : 11343/292433 . PMID  28117510. S2CID  22539836.
  21. ^ Sharp MF, Stephen JN, Kraft L, Weiss T, Kamath SD, Lopata AL (февраль 2015 г.). «Иммунологическая перекрестная реактивность между четырьмя отдаленными парвальбуминами — влияние на обнаружение и диагностику аллергенов». Mol. Immunol . 63 (2): 437–48. doi :10.1016/j.molimm.2014.09.019. PMID  25451973.
  22. ^ Fernandes TJ, Costa J, Carrapatoso I, Oliveira MB, Mafra I (октябрь 2017 г.). «Достижения в области молекулярной характеристики, клинической значимости и методов обнаружения аллергенов парвальбумина трески». Crit Rev Food Sci Nutr . 57 (15): 3281–296. doi :10.1080/10408398.2015.1113157. PMID  26714098. S2CID  22118352.
  23. ^ Хамоир, Г.; Коносу, С. (1 июля 1965 г.). «Миогены белых и красных мышц карпа. Общий состав и выделение низкомолекулярных компонентов аномального аминокислотного состава». Biochemical Journal . 96 (1): 85–97. doi :10.1042/bj0960085. PMC 1206910. PMID  14343157 . 
  24. ^ Pechère, JF (январь 1968). «Мышечные парвальбумины как гомологичные белки». Сравнительная биохимия и физиология . 24 (1): 289–95. doi :10.1016/0010-406x(68)90978-x. PMID  5645516.

Внешние ссылки