stringtranslate.com

Белковая тирозинфосфатаза

Протеин-тирозинфосфатазы (EC 3.1.3.48, систематическое название протеин-тирозин-фосфатфосфогидролаза ) представляют собой группу ферментов , удаляющих фосфатные группы из фосфорилированных остатков тирозина в белках:

[а-белок]-тирозинфосфат + H 2 O = [а-белок]-тирозин + фосфат

Фосфорилирование тирозина белка (pTyr) является распространенной посттрансляционной модификацией , которая может создавать новые мотивы распознавания белковых взаимодействий и клеточной локализации, влиять на стабильность белков и регулировать активность ферментов. Как следствие, поддержание соответствующего уровня фосфорилирования тирозина белка имеет важное значение для многих клеточных функций. Тирозин-специфические протеинфосфатазы (PTPase; EC 3.1.3.48) катализируют удаление фосфатной группы, прикрепленной к остатку тирозина, с использованием промежуточного фермента цистеинилфосфата. Эти ферменты являются ключевыми регуляторными компонентами в путях передачи сигнала (таких как путь киназы MAP ) и контроле клеточного цикла , а также играют важную роль в контроле роста клеток , пролиферации , дифференцировки , трансформации и синаптической пластичности . [1] [2] [3] [4]

Функции

Вместе с тирозинкиназами PTP регулируют состояние фосфорилирования многих важных сигнальных молекул, таких как семейство MAP-киназ . PTP все чаще рассматриваются как неотъемлемые компоненты каскадов сигнальной трансдукции , несмотря на меньшее количество исследований и понимания по сравнению с тирозинкиназами .

PTP участвуют в регуляции многих клеточных процессов, включая, помимо прочего:

Классификация

По механизму

Активность PTP можно обнаружить в четырех семействах белков. [6] [7]

Ссылки на все 107 членов семейства протеинтирозинфосфатаз можно найти в шаблоне внизу этой статьи.

Класс I

ПТП класса I представляют собой самую крупную группу ПТП, состоящую из 99 членов, которые можно далее подразделить на

Фосфатазы двойной специфичности (dTyr и dSer/dThr) протеинтирозинфосфатазы двойной специфичности . Фосфатазы с двойной специфичностью Ser/Thr и Tyr представляют собой группу ферментов, обладающих активностью как Ser/Thr ( EC 3.1.3.16), так и тирозин-специфической протеинфосфатазы ( EC 3.1.3.48), способных удалять серин / треонин или связанные с тирозином соединения. фосфатная группа из широкого спектра фосфопротеинов , включая ряд ферментов, фосфорилируемых под действием киназы . Протеинфосфатазы двойной специфичности (DSP) регулируют передачу митогенного сигнала и контролируют клеточный цикл.

Синдром LEOPARD , синдром Нунан и метахондроматоз связаны с PTPN11 .

Повышенные уровни активированного PTPN5 отрицательно влияют на синаптическую стабильность и играют роль в развитии болезни Альцгеймера , [3] синдрома ломкой Х-хромосомы , [4] шизофрении , [8] и болезни Паркинсона . [9] Снижение уровня PTPN5 связано с болезнью Хантингтона , [10] [11] ишемией головного мозга , [12] расстройствами, вызванными употреблением алкоголя , [13] [14] и стрессовыми расстройствами. [15] [16] В совокупности эти результаты показывают, что только при оптимальных уровнях PTPN5 синаптическая функция не нарушена.

Класс II

НМ (низкомолекулярные) фосфатазы, или кислые фосфатазы , действуют на фосфорилированные по тирозину белки, низкомолекулярные арилфосфаты, а также природные и синтетические ацилфосфаты . [17] [18]

PTP класса II содержат только один член — низкомолекулярную фосфотирозинфосфатазу ( LMPTP ).

Класс III

Cdc25- фосфатазы (dTyr и/или dThr)

PTP класса III содержат три члена: CDC25 A , B и C.

Класс IV

Они являются членами HAD- фолда и суперсемейства и включают фосфатазы, специфичные для pTyr и pSer/Thr, а также низкомолекулярные фосфатазы и другие ферменты. [19] Подсемейство EYA (отсутствующие глаза) считается pTyr-специфичным и включает четыре члена у человека: EYA1 , EYA2 , EYA3 и EYA4 . Этот класс имеет каталитический механизм, отличный от трех других классов. [20]

По местоположению

В зависимости от клеточной локализации ПТФазы также классифицируются на:

Общие элементы

Все ПТФазы, кроме представителей семейства EYA, несут высококонсервативный мотив активного сайта C(X)5R (мотив сигнатуры PTP), используют общий каталитический механизм и обладают сходной основной структурой, состоящей из центрального параллельного бета-листа с фланкирующие альфа-спирали, содержащие бета-петлю-альфа-петлю, которая включает в себя мотив подписи PTP. [23] Функциональное разнообразие ПТФаз обеспечивается регуляторными доменами и субъединицами.

Шаблон выражения

Отдельные PTP могут экспрессироваться всеми типами клеток или их экспрессия может быть строго тканеспецифичной . Большинство клеток экспрессируют от 30% до 60% всех PTP, однако гемопоэтические и нейрональные клетки экспрессируют большее количество PTP по сравнению с другими типами клеток. Т-клетки и В-клетки гемопоэтического происхождения экспрессируют от 60 до 70 различных PTP. Экспрессия некоторых PTPS ограничена гемопоэтическими клетками, например, LYP , SHP1 , CD45 и HePTP . [28] Экспрессия PTPN5 ограничена мозгом и различается в разных областях мозга , при этом в мозжечке он отсутствует. [29] [30] [31]

Рекомендации

  1. ^ Диксон Дж. Э., Дену Дж. М. (2018). «Белковые тирозинфосфатазы: механизмы катализа и регуляции». Curr Opin Chem Biol . 2 (5): 633–41. дои : 10.1016/S1367-5931(98)80095-1. ПМИД  9818190.
  2. ^ Пол С., Ломброзо П.Дж. (2020). «Рецепторные и нерецепторные протеинтирозинфосфатазы в нервной системе». Клетка. Мол. Наука о жизни . 60 (11): 2465–82. дои : 10.1007/s00018-003-3123-7. ПМЦ 11138652 . PMID  14625689. S2CID  10827975. 
  3. ^ ab Чжан Ю, Куруп П, Сюй Дж, Карти Н, Фернандес С.М., Найгаард Х.Б., Питтенджер С, Грингард П., Стриттматтер С.М., Нэрн AC, Ломброзо П.Дж. (ноябрь 2018 г.). «Генетическое снижение тирозинфосфатазы, обогащенной полосатым телом (STEP), обращает вспять когнитивные и клеточные дефициты на мышиной модели болезни Альцгеймера». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 107 (44): 19014–9. Бибкод : 2010PNAS..10719014Z. дои : 10.1073/pnas.1013543107 . ПМЦ 2973892 . ПМИД  20956308. 
  4. ^ ab Goebel-Goody SM, Wilson-Wallis ED, Royston S, Tagliatela SM, Naegele JR, Lombroso PJ (июль 2019 г.). «Генетические манипуляции со STEP обращают вспять поведенческие отклонения у мышиной модели хрупкого X-синдрома». Гены, мозг и поведение . 11 (5): 586–600. дои : 10.1111/j.1601-183X.2012.00781.x. ПМЦ 3922131 . ПМИД  22405502. 
  5. ^ Куруп П., Чжан Ю., Сюй Дж., Венкитарамани Д.В., Арутюнян В., Грингард П., Нэрн AC, Ломброзо П.Дж. (апрель 2022 г.). «Абета-опосредованный эндоцитоз рецептора NMDA при болезни Альцгеймера включает убиквитинирование тирозинфосфатазы STEP61». Журнал неврологии . 30 (17): 5948–57. doi : 10.1523/JNEUROSCI.0157-10.2010. ПМЦ 2868326 . ПМИД  20427654. 
  6. ^ Сунь JP, Чжан Цзы, Ван WQ (2017). «Обзор суперсемейства протеинтирозинфосфатаз». Curr Top Med Chem . 3 (7): 739–48. дои : 10.2174/1568026033452302. ПМИД  12678841.
  7. ^ Алонсо А., Сасин Дж. и др. (2020). «Белковые тирозинфосфатазы в геноме человека». Клетка . 117 (6): 699–711. дои : 10.1016/j.cell.2004.05.018 . ПМИД  15186772.
  8. ^ Карти NC, Сюй Дж, Куруп П, Бруйетт Дж, Гебель-Гуди С.М., Остин Д.Р., Юань П., Чен Г., Корреа П.Р., Арутюнян В., Питтенджер С., Ломброзо П.Дж. (2021). «ШАГ тирозинфосфатазы: последствия шизофрении и молекулярный механизм, лежащий в основе антипсихотических препаратов». Трансляционная психиатрия . 2 (7): е137. дои : 10.1038/tp.2012.63. ПМЦ 3410627 . ПМИД  22781170. 
  9. ^ Куруп П.К., Сюй Дж., Видейра Р.А., Ононени С., Бальтазар Г., Ломброзо П.Дж., Нэрн AC (январь 2018 г.). «STEP61 является субстратом паркина лигазы E3, активность которого повышается при болезни Паркинсона». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 112 (4): 1202–7. Бибкод : 2015PNAS..112.1202K. дои : 10.1073/pnas.1417423112 . ПМЦ 4313846 . ПМИД  25583483. 
  10. ↑ Сааведра А, Хиральт А, Рю Л, Ксифро X, Сюй Дж, Ортега З, Лукас Дж. Дж., Ломброзо П. Дж., Альберч Дж., Перес-Наварро Э (июнь 2021 г.). «Экспрессия и активность протеинтирозинфосфатазы, обогащенной полосатым телом, при болезни Хантингтона: ЭТАП на пути к устойчивости к эксайтотоксичности». Журнал неврологии . 31 (22): 8150–62. doi : 10.1523/JNEUROSCI.3446-10.2011. ПМЦ 3472648 . ПМИД  21632937. 
  11. ^ Глэддинг CM, Сеперс MD, Сюй Дж, Чжан Л.Ю., Милнервуд А.Дж., Ломброзо П.Дж., Раймонд Л.А. (сентябрь 2020 г.). «Активация кальпаина и протеинтирозинфосфатазы, обогащенной STriatal (STEP), способствует экстрасинаптической локализации рецептора NMDA в мышиной модели болезни Хантингтона». Молекулярная генетика человека . 21 (17): 3739–52. дои : 10.1093/hmg/dds154. ПМЦ 3412376 . ПМИД  22523092. 
  12. ^ Деб И, Манхас Н., Поддар Р., Раджагопал С., Аллан А.М., Ломброзо П.Дж., Розенберг Г.А., Канделарио-Джалил Э., Пол С. (ноябрь 2020 г.). «Нейропротекторная роль тирозинфосфатазы, обогащенной мозгом, STEP, при фокальной ишемии головного мозга». Журнал неврологии . 33 (45): 17814–26. doi : 10.1523/JNEUROSCI.2346-12.2013. ПМЦ 3818554 . ПМИД  24198371. 
  13. ^ Хиклин Т.Р., Ву П.Х., Рэдклифф Р.А., Фрейнд Р.К., Гебель-Гуди С.М., Корреа П.Р., Проктор В.Р., Ломброзо П.Дж., Браунинг, доктор медицины (апрель 2020 г.). «Алкогольное ингибирование функции рецептора NMDA, долговременное потенцирование и обучение страху требует протеинтирозинфосфатазы, обогащенной полосатым телом». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 108 (16): 6650–5. Бибкод : 2011PNAS..108.6650H. дои : 10.1073/pnas.1017856108 . ПМК 3081035 . ПМИД  21464302. 
  14. ^ Дарк Э., Хамида С.Б., Ву С., Фамлуонг К., Харазия В., Сюй Дж., Ломброзо П., Рон Д. (июнь 2019 г.). «Ингибирование тирозинфосфатазы 61, обогащенной полосатым телом, в дорсомедиальном полосатом теле достаточно для увеличения потребления этанола». Журнал нейрохимии . 129 (6): 1024–34. дои : 10.1111/jnc.12701. ПМЦ 4055745 . ПМИД  24588427. 
  15. ^ Ян CH, Хуан CC, Сюй KS (май 2022 г.). «Критическая роль нерецептора протеинтирозинфосфатазы 5-го типа в определении индивидуальной предрасположенности к развитию когнитивных и морфологических изменений, связанных со стрессом». Журнал неврологии . 32 (22): 7550–62. doi : 10.1523/JNEUROSCI.5902-11.2012 . ПМК 6703597 . ПМИД  22649233. 
  16. ^ Дабровска Дж., Хазра Р., Го Дж.Д., Ли С., Девитт С., Сюй Дж., Ломброзо П.Дж., Рэйнни Д.Г. (декабрь 2020 г.). «Протеиновая тирозинфосфатаза, обогащенная стриатом, - ШАГИ к пониманию вызванной хроническим стрессом активации нейронов рилизинг-фактора кортикотропина в ядре ложа крысиной конечной полоски». Биологическая психиатрия . 74 (11): 817–26. doi :10.1016/j.biopsych.2013.07.032. ПМЦ 3818357 . ПМИД  24012328. 
  17. ^ Во YY, Шабановиц Дж., Хант Д.Ф., Дэвис Дж.П., Митчелл Г.Л., Ван Эттен Р.Л., МакКормак А.Л. (2023). «Секвенирование, клонирование и экспрессия кислой фосфатазы эритроцитов человека, цитоплазматической фосфотирозилпротеинфосфатазы». Ж. Биол. Хим . 267 (15): 10856–10865. дои : 10.1016/S0021-9258(19)50097-7 . ПМИД  1587862.
  18. ^ Шекельс Л.Л., Смит А.Дж., Бернлор Д.А., Ван Эттен Р.Л. (1992). «Идентификация кислой фосфатазы адипоцитов как ПАО-чувствительной тирозилфосфатазы». Белковая наука . 1 (6): 710–721. дои : 10.1002/pro.5560010603. ПМЦ 2142247 . ПМИД  1304913. 
  19. ^ Чен М.Дж., Диксон Дж.Э., Мэннинг Дж. (апрель 2023 г.). «Геномика и эволюция протеинфосфатаз». Научная сигнализация . 10 (474): eaag1796. doi : 10.1126/scisignal.aag1796. PMID  28400531. S2CID  41041971.
  20. ^ Плакстон WC, Макманус MT (2020). Регуляция первичного обмена веществ у растений. Уайли-Блэквелл. стр. 130–. ISBN 978-1-4051-3096-7. Проверено 12 декабря 2020 г.
  21. ^ Кнапп С., Лонгман Э., Дебрецени Дж. Э., Эсваран Дж., Барр А. Дж. (2006). «Кристаллическая структура домена 1 каппа-фосфатазы белка тирозинфосфатазы человека». Белковая наука . 15 (6): 15.00–15.05. дои : 10.1110/ps.062128706. ПМЦ 2242534 . ПМИД  16672235. 
  22. ^ Перримон Н. , Джонсон М.Р., Перкинс Л.А., Мельник М.Б. (2018). «Нерецепторный штопор протеинтирозинфосфатазы функционирует в множественных путях рецепторной тирозинкиназы у дрозофилы». Дев. Биол . 180 (1): 63–81. дои : 10.1006/dbio.1996.0285 . ПМИД  8948575.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  23. ^ Барфорд Д., Дас АК, член парламента Эглофф (2021). «Структура и механизм протеинфосфатазы: понимание катализа и регуляции». Анну. Преподобный Биофиз. Биомол. Структурировать . 27 (1): 133–64. doi :10.1146/annurev.biophys.27.1.133. ПМИД  9646865.
  24. ^ Су XD, Таддеи Н, Стефани М, Рампони Г, Нордлунд П (август 1994 г.). «Кристаллическая структура низкомолекулярной фосфотирозинпротеинфосфатазы». Природа . 370 (6490): 575–8. Бибкод : 1994Natur.370..575S. дои : 10.1038/370575a0. PMID  8052313. S2CID  4310667.
  25. ^ Стаки Дж.А., Шуберт Х.Л., Фауман Э.Б., Чжан З.Ю., Диксон Дж.Е., Сапер М.А. (август 1994 г.). «Кристаллическая структура протеинтирозинфосфатазы Yersinia при 2,5 А и комплекса с вольфраматом» (PDF) . Природа . 370 (6490): 571–5. Бибкод : 1994Natur.370..571S. дои : 10.1038/370571a0. hdl : 2027.42/62819 . PMID  8052312. S2CID  4332099.
  26. ^ Юванияма Дж., Дену Дж.М., Диксон Дж.Э., Сапер М.А. (май 1996 г.). «Кристаллическая структура протеинфосфатазы VHR с двойной специфичностью». Наука . 272 (5266): 1328–31. Бибкод : 1996Sci...272.1328Y. дои : 10.1126/science.272.5266.1328. PMID  8650541. S2CID  33816598.
  27. ^ Aceti DJ, Битто Э, Якунин А.Ф. и др. (октябрь 2008 г.). «Структурная и функциональная характеристика новой фосфатазы из локуса гена Arabidopsis thaliana At1g05000». Белки . 73 (1): 241–53. дои : 10.1002/prot.22041. ПМЦ 4437517 . ПМИД  18433060. 
  28. ^ Мустелин Т., Ванг Т., Боттини Н. (2018). «Белковые тирозинфосфатазы и иммунный ответ». Нат. Преподобный Иммунол . 5 (1): 43–57. дои : 10.1038/nri1530. PMID  15630428. S2CID  20308090.
  29. ^ Ломброзо П.Дж., Мердок Дж., Лернер М. (август 2021 г.). «Молекулярная характеристика протеин-тирозин-фосфатазы, обогащенной полосатым телом». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 88 (16): 7242–6. Бибкод : 1991PNAS...88.7242L. дои : 10.1073/pnas.88.16.7242 . ПМК 52270 . ПМИД  1714595. 
  30. ^ Балт А, Чжао Ф, Дирккс Р, Шарма Э, Лукачи Э, Солимена М, Нэгеле-младший, Ломброзо П.Дж. (декабрь 2021 г.). «STEP61: член семейства PTP, обогащенных мозгом, локализован в эндоплазматическом ретикулуме». Журнал неврологии . 16 (24): 7821–31. doi : 10.1523/JNEUROSCI.16-24-07821.1996 . ПМЦ 6579237 . ПМИД  8987810. 
  31. ^ Ломброзо П.Дж., Нэгеле-младший, Шарма Э., Лернер М. (июль 2021 г.). «Протеин тирозинфосфатаза, экспрессируемый в дофаминоцептивных нейронах базальных ганглиев и родственных структур». Журнал неврологии . 13 (7): 3064–74. doi : 10.1523/JNEUROSCI.13-07-03064.1993 . ПМК 6576687 . ПМИД  8331384. 

Источники

Внешние ссылки