BNIP3 - BNIP3
BCL2 / аденовирус E1B 19 кДа белок, взаимодействующий с белком 3 это белок что у людей кодируется BNIP3 ген.[5]
BNIP3 является членом апоптотический Белок Bcl-2 семья. Он может вызывать гибель клеток, а также способствовать их выживанию. Как и многие белки семейства Bcl-2, BNIP3 модулирует состояние проницаемости внешней митохондриальной мембраны, образуя гомо- и гетеро-олигомеры внутри мембраны.[6] Повышающая регуляция приводит к снижению митохондриального потенциала, увеличению количества активных форм кислорода, набуханию и делению митохондрий, а также увеличению митохондриального обмена посредством аутофагии.[7] Сходство последовательностей с членами семейства Bcl-2 не обнаружено. Люди и другие животные (Дрозофила, Caenorhabditis ), а также низшие эукариоты (Диктиостелиум, Трипаносома, Криптоспоридиум, Парамеций ) кодируют несколько паралогов BNIP3, включая человеческий NIP3L, который вызывает апоптоз, взаимодействуя с вирусными и клеточными антиапоптозными белками.
Структура
Правосторонняя параллельная спирально-спиральная структура домена с водородная связь -богатые His-Ser узел в середине мембраны, доступность узла для воды и непрерывный гидрофильный путь через мембрану предполагают, что домен может обеспечивать ионопроводящий путь через мембрану. Включение BNIP3 трансмембранный домен в искусственный липидный бислой приводит к увеличению pH-зависимой проводимости. Гибель клеток, подобная некрозу, вызванная BNIP3, может быть связана с этой активностью.[8]
Функция
BNIP3 взаимодействует с белком E1B 19 кДа, который отвечает за защиту индуцированной вирусом гибели клеток, а также с E1B 19 кДа-подобными последовательностями BCL2, также являющегося протектором апоптоза. Этот ген содержит домен BH3 и трансмембранный домен, которые связаны с проапоптотической функцией. Известно, что димерный митохондриальный белок, кодируемый этим геном, индуцирует апоптоз даже в присутствии BCL2.[9] Изменение экспрессии BNIP3 по отношению к другим членам семейства Bcl-2, измеренное с помощью кПЦР, отражает важные характеристики злокачественной трансформации и определяется как маркеры устойчивости к гибели клеток, ключевой признак рака.[10]
Транспортная реакция
Реакция, катализируемая BNIP3:
- малые молекулы (выход) ⇌ малые молекулы (вход)
Аутофагия
Аутофагия важна для переработки клеточного содержимого и продления жизни клеток. Hanna et al. показывают, что BNIP3 и LC3 взаимодействуют, чтобы удалить эндоплазматический ретикулум и митохондрии.[11] Когда неактивный BNIP3 активируется на мембране митохондрий, они образуют гомодимеры, где LC3 может связываться с мотивом LC3-взаимодействующей области (LIR) на BNIP3 и облегчает образование аутофагосомы.[11][12] Интересно, что при нарушении взаимодействия BNIP3 и LC3 исследователи обнаружили, что аутофагия уменьшилась, но не полностью исчезла. Это говорит о том, что BNIP3 не единственный рецептор митохондрий и ER, способствующий аутофагии.[11]
Эта связь между аутофагией и BNIP3 широко поддерживается во многих исследованиях. В клетках злокачественной глиомы, обработанных церамидом и триоксидом мышьяка, повышенная экспрессия BNIP3 приводила к деполяризации митохондрий и аутофагии.[13][14]
Аутофагическая гибель клеток
Было показано, что повышенная экспрессия BNIP3 по-разному вызывает гибель клеток во многих клеточных линиях. BNIP3 может вызывать классический апоптоз через активацию цитохрома с и каспазы в некоторых клетках, в то время как в других клетки подверглись аутофагической гибели клеток, происходящей в отсутствие апаф-1, каспазы-1 или каспазы 3 и без высвобождения цитохрома с.[7][15]
Однако до сих пор остается неясным, является ли гибель клеток результатом самой избыточной аутофагии или другого механизма. Гибель клеток из-за чрезмерной аутофагии была показана только экспериментально, а не на млекопитающих. in vivo модели. Кремер и Левин считают, что это название неправильное, поскольку гибель клеток обычно происходит в результате аутофагии, а не аутофагии.[16]
Формирование памяти NK-клеток
Обычно не известно, что врожденная иммунная система проявляет особенности памяти, но новые исследования доказали обратное. В 2017 году О’Салливан и др. обнаружили, что BNIP3 и BNIP3L играют необходимую роль в стимулировании формирования памяти NK-клеток.[17] Экспрессия BNIP3 в NK-клетках снижается при вирусной инфекции, поскольку происходит пролиферация NK-клеток, но возвращается к исходному уровню к 14 дню и через фазу сокращения.[17] Используя мышей с нокаутом BNIP3, они обнаружили значительное уменьшение количества выживших NK-клеток, что позволяет предположить, что они важны для поддержания выживания NK-клеток памяти.[17] Кроме того, отслеживая количество и качество митохондрий, они обнаружили, что BNIP3 необходим для очистки дисфункциональных митохондрий с низким мембранным потенциалом и уменьшения накопления ROS, чтобы способствовать выживанию клеток.[17] BNIP3L также был протестирован, и было обнаружено, что он играет неизбыточную роль в выживаемости клеток.[17]
Активность митохондриальной мембраны
Интеграция
Различные стимулы, такие как снижение внутриклеточного pH, повышение концентрации кальция в цитозоле и другие токсические стимулы, могут вызывать интеграцию BNIP3 во внешнюю митохондриальную мембрану (OMM).[18] При интеграции его N-конец остается в цитоплазме, в то время как он остается прикрепленным к OMM через его C-концевой трансмембранный домен (TMD).[19] TMD необходим для доставки BNIP3 в митохондрии, гомодимеризации и проапоптотической функции.[20][21][22] Его удаление приводит к неспособности вызвать аутофагию.[11] После интеграции в OMM, BNIP3 существует как неактивный мономер до активации.
Активация
После активации BNIP3 может образовывать гетеродимеры с BCL2 и BCL-XL и связываться с самим собой.[15] Было показано, что различные условия вызывают активацию и активацию. Было показано, что гипоксия индуцирует усиление транскрипции BNIP3 через HIF1-зависимый путь р53-независимым образом в клетках HeLa, клетках скелетных мышц человека и кардиомиоцитах взрослых крыс.[23]
Используя фосфомиметики BNIP3 в клетках HEK 293, исследователи обнаружили, что фосфорилирование C-конца BNIP3 необходимо для предотвращения повреждения митохондрий и повышения выживаемости клеток, позволяя происходить значительному количеству аутофагии без индукции гибели клеток.[7] Такие факторы, как уровни цАМФ и цГМФ, доступность кальция и факторы роста, такие как IGF и EGF, могут влиять на активность этой киназы.[7]
Взаимодействия
Было показано, что BNIP3 взаимодействует с CD47,[24] BCL2-подобный 1[20] и Bcl-2.[5][20]
Рекомендации
- ^ а б c ГРЧ38: Ансамбль выпуск 89: ENSG00000176171 - Ансамбль, Май 2017
- ^ а б c GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000078566 - Ансамбль, Май 2017
- ^ "Справочник человека по PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
- ^ "Ссылка на Mouse PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
- ^ а б Бойд Дж. М., Мальстром С., Субраманиан Т., Венкатеш Л.К., Шапер У., Элангован Б. и др. (Октябрь 1994 г.). «Белки аденовируса E1B 19 кДа и Bcl-2 взаимодействуют с общим набором клеточных белков». Клетка. 79 (2): 341–51. Дои:10.1016 / 0092-8674 (94) 90202-Х. PMID 7954800. S2CID 38609845.
- ^ Sassone J, Colciago C, Marchi P, Ascardi C, Alberti L, Di Pardo A и др. (Январь 2010 г.). «Мутантный Хантингтин индуцирует активацию 19-кДа взаимодействующего белка Bcl-2 / аденовируса E1B (BNip3)». Смерть и болезнь клеток. 1 (1): e7. Дои:10.1038 / cddis.2009.6. ЧВК 3032515. PMID 21364626.
- ^ а б c d Лю К.Е., Фрейзер WA (23.06.2015). «Фосфорилирование C-конца BNIP3 ингибирует повреждение митохондрий и гибель клеток без блокирования аутофагии». PLOS ONE. 10 (6): e0129667. Bibcode:2015PLoSO..1029667L. Дои:10.1371 / journal.pone.0129667. ЧВК 4477977. PMID 26102349.
- ^ Бочаров Е.В., Пустовалова Ю.Е., Павлов К.В., Волынский П.Е., Гончарук М.В., Ермолюк Ю.С. и др. (Июнь 2007 г.). «Уникальная димерная структура трансмембранного домена BNip3 предполагает, что проницаемость мембраны является триггером гибели клеток». Журнал биологической химии. 282 (22): 16256–66. Дои:10.1074 / jbc.M701745200. PMID 17412696.
- ^ «Ген Entrez: BNIP3 BCL2 / аденовирус E1B 19 кДа, взаимодействующий белок 3».
- ^ Menyhárt O, Harami-Papp H, Sukumar S, Schäfer R, Magnani L, de Barrios O, Gyrffy B (декабрь 2016 г.). «Рекомендации по выбору функциональных тестов для оценки признаков рака». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Обзоры на рак. 1866 (2): 300–319. Дои:10.1016 / j.bbcan.2016.10.002. PMID 27742530.
- ^ а б c d Ханна Р.А., Куинсей М.Н., Орого А.М., Джианг К., Рикка С., Густафссон А.Б. (июнь 2012 г.). «Связанный с микротрубочками белок 1 легкой цепи 3 (LC3) взаимодействует с белком Bnip3 для избирательного удаления эндоплазматического ретикулума и митохондрий посредством аутофагии». Журнал биологической химии. 287 (23): 19094–104. Дои:10.1074 / jbc.M111.322933. ЧВК 3365942. PMID 22505714.
- ^ Биргисдоттир ÅB, Ламарк Т., Йохансен Т. (август 2013 г.). «Мотив LIR - решающий для избирательной аутофагии». Журнал клеточной науки. 126 (Pt 15): 3237–47. Дои:10.1242 / jcs.126128. PMID 23908376.
- ^ Канзава Т., Чжан Л., Сяо Л., Джермано И.М., Кондо Ю., Кондо С. (февраль 2005 г.). «Триоксид мышьяка вызывает гибель аутофагических клеток в злокачественных клетках глиомы за счет активации белка гибели митохондриальных клеток BNIP3». Онкоген. 24 (6): 980–91. Дои:10.1038 / sj.onc.1208095. PMID 15592527.
- ^ Дайдо С., Канзава Т., Ямамото А., Такеучи Х., Кондо Ю., Кондо С. (июнь 2004 г.). «Ключевая роль фактора клеточной смерти BNIP3 в индуцированной церамидом аутофагической гибели клеток злокачественной глиомы». Исследования рака. 64 (12): 4286–93. Дои:10.1158 / 0008-5472.CAN-03-3084. PMID 15205343.
- ^ а б Чжан Дж., Нэй ПА (июль 2009 г.). «Роль BNIP3 и NIX в гибели клеток, аутофагии и митофагии». Гибель клеток и дифференциация. 16 (7): 939–46. Дои:10.1038 / cdd.2009.16. ЧВК 2768230. PMID 19229244.
- ^ Кремер Г., Левин Б. (декабрь 2008 г.). «Аутофагическая гибель клеток: история неправильного названия». Обзоры природы. Молекулярная клеточная биология. 9 (12): 1004–10. Дои:10.1038 / nrm2529. ЧВК 2727358. PMID 18971948.
- ^ а б c d е О'Салливан Т.Э., Джонсон Л.Р., Канг Х.Х., Сун Дж.С. (август 2015 г.). «BNIP3- и BNIP3L-опосредованная митофагия способствует созданию памяти естественных киллерных клеток». Иммунитет. 43 (2): 331–42. Дои:10.1016 / j.immuni.2015.07.012. ЧВК 5737626. PMID 26253785.
- ^ Грэхем Р.М., Томпсон Дж. У., Вэй Дж., Епископство Нью-Хэмпшир, Вебстер К.А. (сентябрь 2007 г.). «Регулирование путей гибели Bnip3 кальцием, фосфорилированием и гипоксией-реоксигенацией». Антиоксиданты и редокс-сигналы. 9 (9): 1309–15. Дои:10.1089 / ars.2007.1726. PMID 17638546.
- ^ Ванде Велде С., Цизо Дж., Дубик Д., Алимонти Дж., Браун Т., Исраэлс С. и др. (Август 2000 г.). «BNIP3 и генетический контроль некрозоподобной гибели клеток через поры перехода митохондриальной проницаемости». Молекулярная и клеточная биология. 20 (15): 5454–68. Дои:10.1128 / mcb.20.15.5454-5468.2000. ЧВК 85997. PMID 10891486.
- ^ а б c Ray R, Chen G, Vande Velde C, Cizeau J, Park JH, Reed JC и др. (Январь 2000 г.). «BNIP3 гетеродимеризуется с Bcl-2 / Bcl-X (L) и вызывает гибель клеток независимо от домена гомологии 3 (BH3) Bcl-2 как в митохондриальных, так и в немитохондриальных участках». Журнал биологической химии. 275 (2): 1439–48. Дои:10.1074 / jbc.275.2.1439. PMID 10625696.
- ^ Чен Дж., Рэй Р., Дубик Д., Ши Л., Цизо Дж., Блекли Р. К. и др. (Декабрь 1997 г.). «E1B 19K / Bcl-2-связывающий белок Nip3 представляет собой димерный митохондриальный белок, который активирует апоптоз». Журнал экспериментальной медицины. 186 (12): 1975–83. Дои:10.1084 / jem.186.12.1975. ЧВК 2199165. PMID 9396766.
- ^ Кубли Д.А., Куинсей М.Н., Хуанг С., Ли Й., Густафссон А.Б. (ноябрь 2008 г.). «Bnip3 действует как митохондриальный датчик окислительного стресса во время ишемии и реперфузии миокарда». Американский журнал физиологии. Сердце и физиология кровообращения. 295 (5): H2025-31. Дои:10.1152 / ajpheart.00552.2008. ЧВК 2614576. PMID 18790835.
- ^ Азад М.Б., Чен И., Хенсон Э.С., Цизо Дж., Макмиллан-Уорд Э., Исраэльс С.Дж., Гибсон С.Б. (февраль 2008 г.). «Гипоксия вызывает гибель аутофагических клеток в компетентных к апоптозу клетках через механизм, включающий BNIP3». Аутофагия. 4 (2): 195–204. Дои:10.4161 / авто.5278. ЧВК 3164855. PMID 18059169.
- ^ Lamy L, Ticchioni M, Rouquette-Jazdanian AK, Samson M, Deckert M, Greenberg AH, Bernard A (июнь 2003 г.). «CD47 и 19 кДа взаимодействующий белок-3 (BNIP3) при апоптозе Т-клеток». Журнал биологической химии. 278 (26): 23915–21. Дои:10.1074 / jbc.M301869200. PMID 12690108.
дальнейшее чтение
- Катаока Н, Оно М, Мода I, Шимура Й (сентябрь 1995 г.). «Идентификация факторов, которые взаимодействуют с NCBP, белком, связывающим ядерный колпачок 80 кДа». Исследования нуклеиновых кислот. 23 (18): 3638–41. Дои:10.1093 / nar / 23.18.3638. ЧВК 307259. PMID 7478990.
- Маруяма К., Сугано С. (январь 1994 г.). «Олиго-кэппинг: простой метод замены кэп-структуры эукариотических мРНК олигорибонуклеотидами». Ген. 138 (1–2): 171–4. Дои:10.1016/0378-1119(94)90802-8. PMID 8125298.
- Судзуки Ю., Ёситомо-Накагава К., Маруяма К., Суяма А., Сугано С. (октябрь 1997 г.). «Создание и характеристика полноразмерной библиотеки кДНК, обогащенной по 5'-концу». Ген. 200 (1–2): 149–56. Дои:10.1016 / S0378-1119 (97) 00411-3. PMID 9373149.
- Чен Дж., Рэй Р., Дубик Д., Ши Л., Цизо Дж., Блекли Р. К. и др. (Декабрь 1997 г.). «E1B 19K / Bcl-2-связывающий белок Nip3 представляет собой димерный митохондриальный белок, который активирует апоптоз». Журнал экспериментальной медицины. 186 (12): 1975–83. Дои:10.1084 / jem.186.12.1975. ЧВК 2199165. PMID 9396766.
- Ясуда М., Теодоракис П., Субраманиан Т., Чиннадурай Г. (май 1998 г.). «Аденовирус E1B-19K / BCL-2 взаимодействующий белок BNIP3 содержит домен BH3 и митохондриальную направленную последовательность». Журнал биологической химии. 273 (20): 12415–21. Дои:10.1074 / jbc.273.20.12415. PMID 9575197.
- Чен Дж., Цизо Дж., Ванде Велде С., Парк Дж. Х., Бозек Дж., Болтон Дж. И др. (Январь 1999 г.). «Nix и Nip3 образуют подсемейство проапоптотических митохондриальных белков». Журнал биологической химии. 274 (1): 7–10. Дои:10.1074 / jbc.274.1.7. PMID 9867803.
- Ясуда М., Хан Дж. У., Дионн Калифорния, Бойд Дж. М., Чиннадурай Дж. (Февраль 1999 г.). «BNIP3alpha: человеческий гомолог митохондриального проапоптотического белка BNIP3». Исследования рака. 59 (3): 533–7. PMID 9973195.
- Охи Н., Токунага А., Цунода Х., Накано К., Харагути К., Ода К. и др. (Апрель 1999 г.). «Новый аденовирусный E1B19K-связывающий белок B5 ингибирует апоптоз, индуцированный Nip3, путем образования гетеродимера через С-концевую гидрофобную область». Гибель клеток и дифференциация. 6 (4): 314–25. Дои:10.1038 / sj.cdd.4400493. PMID 10381623.
- Ray R, Chen G, Vande Velde C, Cizeau J, Park JH, Reed JC и др. (Январь 2000 г.). «BNIP3 гетеродимеризуется с Bcl-2 / Bcl-X (L) и вызывает гибель клеток независимо от домена гомологии 3 (BH3) Bcl-2 как в митохондриальных, так и в немитохондриальных участках». Журнал биологической химии. 275 (2): 1439–48. Дои:10.1074 / jbc.275.2.1439. PMID 10625696.
- Ванде Велде С., Цизо Дж., Дубик Д., Алимонти Дж., Браун Т., Исраэлс С. и др. (Август 2000 г.). «BNIP3 и генетический контроль некрозоподобной гибели клеток через поры перехода митохондриальной проницаемости». Молекулярная и клеточная биология. 20 (15): 5454–68. Дои:10.1128 / MCB.20.15.5454-5468.2000. ЧВК 85997. PMID 10891486.
- Ли С.М., Ли М.Л., Цзе Ю.С., Люн С.К., Ли М.М., Цуй С.К. и др. (Сентябрь 2002 г.). «Paeoniae Radix, экстракт китайских трав, подавляет рост клеток гепатомы, вызывая апоптоз по независимому от p53 пути». Науки о жизни. 71 (19): 2267–77. Дои:10.1016 / S0024-3205 (02) 01962-8. PMID 12215374.
- Lamy L, Ticchioni M, Rouquette-Jazdanian AK, Samson M, Deckert M, Greenberg AH, Bernard A (июнь 2003 г.). «CD47 и 19 кДа взаимодействующий белок-3 (BNIP3) при апоптозе Т-клеток». Журнал биологической химии. 278 (26): 23915–21. Дои:10.1074 / jbc.M301869200. PMID 12690108.
- Котари С., Сизо Дж., Макмиллан-Уорд Э., Исраэльс С.Дж., Бейлс М., Энс К. и др. (Июль 2003 г.). «BNIP3 играет роль в гипоксической гибели клеток эпителия человека, которая ингибируется факторами роста EGF и IGF». Онкоген. 22 (30): 4734–44. Дои:10.1038 / sj.onc.1206666. PMID 12879018.
- Okami J, Simeone DM, Logsdon CD (август 2004 г.). «Подавление индуцируемого гипоксией белка гибели клеток BNIP3 при раке поджелудочной железы». Исследования рака. 64 (15): 5338–46. CiteSeerX 10.1.1.326.628. Дои:10.1158 / 0008-5472.CAN-04-0089. PMID 15289340. S2CID 16163067.
- Гиатроманолаки А., Кукуракис М.И., Соутер Х.М., Сивридис Э., Гибсон С., Гаттер К.С., Харрис А.Л. (август 2004 г.). «Экспрессия BNIP3 связана с регулируемой гипоксией экспрессией белка и с плохим прогнозом при немелкоклеточном раке легкого». Клинические исследования рака. 10 (16): 5566–71. Дои:10.1158 / 1078-0432.CCR-04-0076. PMID 15328198.
- Шен XY, Закал N, Сингх G, Радуга AJ (2005). «Изменения экспрессии митохондриальных и регулирующих апоптоз генов в устойчивых к фотодинамической терапии вариантах клеток карциномы толстой кишки HT29». Фотохимия и фотобиология. 81 (2): 306–13. Дои:10.1562 / 2004-07-22-RA-242. PMID 15560738.
внешняя ссылка
- Человек BNIP3 расположение генома и BNIP3 страница сведений о генах в Браузер генома UCSC.
По состоянию на это редактирование, в этой статье используется контент из "1.A.20 Семейство BCL2 / аденовируса E1B-взаимодействующего белка 3 (BNip3)", который лицензирован таким образом, чтобы разрешить повторное использование в соответствии с Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Непортированная лицензия, но не под GFDL. Все соответствующие условия должны быть соблюдены.