HSF1 - HSF1

HSF1
Доступные конструкции
PDBПоиск ортолога: PDBe RCSB
Идентификаторы
ПсевдонимыHSF1, HSTF1, фактор транскрипции теплового шока 1
Внешние идентификаторыOMIM: 140580 MGI: 96238 ГомолоГен: 74556 Генные карты: HSF1
Расположение гена (человек)
Хромосома 8 (человек)
Chr.Хромосома 8 (человек)[1]
Хромосома 8 (человек)
Геномное расположение HSF1
Геномное расположение HSF1
Группа8q24.3Начинать144,291,591 бп[1]
Конец144,314,720 бп[1]
Ортологи
РазновидностьЧеловекМышь
Entrez

3297

15499

Ансамбль

ENSG00000185122
ENSG00000284774

ENSMUSG00000022556

UniProt

Q00613

P38532

RefSeq (мРНК)

NM_005526

NM_008296

RefSeq (белок)

NP_005517

NP_001318081
NP_001318082
NP_001318083
NP_001318143
NP_032322

Расположение (UCSC)Chr 8: 144.29 - 144.31 Мбн / д
PubMed поиск[2][3]
Викиданные
Просмотр / редактирование человекаПросмотр / редактирование мыши

Фактор теплового удара 1 (HSF1) это белок что у людей кодируется HSF1 ген.[4] HSF1 является высококонсервативным у эукариот и является основным медиатором транскрипционных ответов на протеотоксичный стресс, который играет важную роль в регуляции, не связанной со стрессом, например, в развитии и метаболизме.[5]

Структура

HSF1 человека состоит из нескольких доменов, которые регулируют его связывание и активность.

Домен HSF1 Cartoon.jpg

ДНК-связывающий домен (DBD)

Этот N-концевой домен, состоящий примерно из 100 аминокислот, является наиболее консервативной областью в Семейство белков HSF и состоит из петли спираль-поворот-спираль. DBD каждого мономера HSF1 распознает последовательность nGAAn на целевой ДНК. Повторяющиеся последовательности пентамера nGAAn составляют элементы теплового шока (HSE) для связывания активных тримеров HSF1.[6]

Домен олигомеризации (домены лейциновой молнии)

Две области, ответственные за олигомеризацию между мономерами HSF1, - это домены 1-3 и 4 лейциновой застежки-молнии (LZ).[7] (эти области также обычно называют HR-A / B и HR-C).[6] LZ1-3 расположен сразу после DBD, а LZ4 расположен между RD и C-терминалом TAD. В нестрессовых условиях спонтанная активация HSF1 негативно регулируется взаимодействием между LZ1-3 и LZ4. Под воздействием стресса область LZ1-3 отрывается от области LZ4 и образует тример с другими доменами HSF1 LZ1-3, образуя тройную спиральную спираль.[7]

Регуляторный домен (RD)

Структуры C-терминальных RD и TAD HSF1 не были четко определены из-за их динамической природы.[8] Однако известно, что RD расположен между двумя областями домена олигомеризации. Было показано, что RD регулирует TAD посредством отрицательного контроля, подавляя TAD в отсутствие стресса, роль, которая индуцибельно регулируется посредством посттрансляционные модификации.[6][7]

Транс-Активационный домен (TAD)

Эта С-концевая область охватывает последние 150 аминокислот белка HSF1 и содержит 2 TAD (TAD1 и TAD2). TAD1, который находится в аминокислотах 401-420, в значительной степени гидрофобен и, как предполагается, принимает альфа-спиральную конформацию. Было показано, что TAD1 напрямую взаимодействует с целевой ДНК, направляя активацию транскрипции HSF1. Предполагается, что структура TAD2, аминокислот 431-529, не будет спиральной, поскольку он содержит остатки пролина в дополнение к гидрофобным и кислотным остаткам.[6] Функция HSF1 TAD все еще в значительной степени не охарактеризована, но было показано, что Hsp70 связывается с этим доменом, что может описывать механизм, с помощью которого Hsp70 негативно регулирует HSF1.[7]

Функция

Белок HSF1 регулирует реакция на тепловой шок (HSR) у людей, выступая в качестве основного фактор транскрипции за белки теплового шока. HSR играет защитную роль, обеспечивая правильную укладку и распределение белков внутри клеток. Этот путь вызывается не только температурным стрессом, но и множеством других факторов стресса, таких как гипоксические условия и воздействие загрязняющих веществ.[7] HSF1 трансактивирует гены многих цитопротекторных белков, участвующих в тепловом шоке, восстановлении повреждений ДНК и метаболизме. Это иллюстрирует разностороннюю роль HSF1 не только в реакции на тепловой шок, но также в старении и заболеваниях.[7]

Механизм действия

В условиях отсутствия стресса HSF1 существует в основном как неактивный мономер, расположенный по всему ядру и цитоплазме. В его мономерной форме активация HSF1 подавляется взаимодействием с шаперонами, такими как белки теплового шока. Hsp70 и Hsp90 и TRiC / CCT.[7][9] В случае протеотоксического стресса, такого как тепловой шок, эти шапероны высвобождаются из HSF1, чтобы выполнять свои функции по сворачиванию белка; одновременно подавляется экспорт HSF1 в цитоплазму. Эти действия позволяют HSF1 тримеризоваться и накапливаться в ядре, чтобы стимулировать транскрипцию генов-мишеней.[6][7][10]

Клиническое значение

HSF1 является многообещающей лекарственной мишенью в рак и протеопатия.[11]

Недавно было показано, что гены, активируемые HSF1 в условиях теплового шока, отличаются от генов, активированных в злокачественных раковых клетках, и эта панель генов HSF1, специфичных для рака, указала на плохой прогноз при раке груди. Способность раковых клеток использовать HSF1 уникальным образом дает этому белку важные клинические значения для лечения и прогнозов.[12]

В случае заболеваний сворачивания белков, таких как болезнь Хантингтона (HD), однако индукция пути ответа на тепловой шок может оказаться полезной. В последние годы использование клеток, экспрессирующих полиглутаминовое расширение обнаруженный при HD, было показано, что уровни HSR и HSF1 снижаются после теплового шока. Эта пониженная способность больных клеток реагировать на стресс помогает объяснить токсичность, связанную с некоторыми заболеваниями.[13]

Взаимодействия

HSF1 показал себя взаимодействовать с:

CEBPB,[14] HSF2,[15] HSPA1A,[16][17] HSPA4,[18][19] Белок теплового шока 90 кДа альфа (цитозольный) член A1,[20][18] NCOA6,[21] RALBP1[20] и СИМПК.[22]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c ENSG00000284774 GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000185122, ENSG00000284774 - Ансамбль, Май 2017
  2. ^ "Справочник человека по PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
  3. ^ «Ссылка на Mouse PubMed:». Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
  4. ^ Рабиндран С.К., Георгий Дж., Клос Дж., Ву С. (август 1991 г.). «Молекулярное клонирование и экспрессия человеческого фактора теплового шока HSF1». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 88 (16): 6906–10. Дои:10.1073 / пнас.88.16.6906. ЧВК  52202. PMID  1871105.
  5. ^ Вихерваара А., Систонен Л. (январь 2014 г.). «Краткий обзор HSF1». Журнал клеточной науки. 127 (Чт 2): 261–6. Дои:10.1242 / jcs.132605. PMID  24421309.
  6. ^ а б c d е Анкар Дж., Систонен Л. (15.06.2011). «Регулирование функции HSF1 в ответ на тепловой стресс: последствия старения и болезней». Ежегодный обзор биохимии. 80 (1): 1089–115. Дои:10.1146 / annurev-biochem-060809-095203. PMID  21417720.
  7. ^ а б c d е ж грамм час Даялан Найду С., Динкова-Костова А.Т. (январь 2017 г.). «Регулирование фактора теплового шока млекопитающих 1». Журнал FEBS. 284 (11): 1606–1627. Дои:10.1111 / фев.13999. PMID  28052564.
  8. ^ Neudegger T, Verghese J, Hayer-Hartl M, Hartl FU, Bracher A (февраль 2016 г.). «Структура фактора транскрипции теплового шока человека 1 в комплексе с ДНК». Структурная и молекулярная биология природы. 23 (2): 140–6. Дои:10.1038 / nsmb.3149. PMID  26727489. S2CID  684842.
  9. ^ «Ген Entrez: фактор транскрипции теплового шока 1 HSF1».
  10. ^ Шамовский И., Нудлер Э. (март 2008 г.). «Новое понимание механизма активации реакции теплового шока». Клеточные и молекулярные науки о жизни. 65 (6): 855–61. Дои:10.1007 / s00018-008-7458-у. PMID  18239856. S2CID  9912334.
  11. ^ Анкар Дж., Систонен Л. (март 2011 г.). «Регулирование функции HSF1 в ответ на тепловой стресс: последствия старения и болезней». Ежегодный обзор биохимии. 80: 1089–115. Дои:10.1146 / annurev-biochem-060809-095203. PMID  21417720.
  12. ^ Мендилло М.Л., Сантагата С., Коева М., Белл Г.В., Ху Р., Тамими Р.М., Френкель Е., Инс Т.А., Уайтселл Л., Линдквист С. (август 2012 г.). «HSF1 управляет программой транскрипции, отличной от теплового шока, для поддержки очень злокачественных опухолей человека». Клетка. 150 (3): 549–62. Дои:10.1016 / j.cell.2012.06.031. ЧВК  3438889. PMID  22863008.
  13. ^ Чафекар С.М., Дуэнвальд М.Л. (23 мая 2012 г.). «Нарушение реакции теплового шока в клетках, экспрессирующих полноразмерный полиглутамин-расширенный хантингтин». PLOS ONE. 7 (5): e37929. Дои:10.1371 / journal.pone.0037929. ЧВК  3359295. PMID  22649566.
  14. ^ Xie Y, Chen C, Stevenson MA, Auron PE, Calderwood SK (апрель 2002 г.). «Фактор теплового шока 1 подавляет транскрипцию гена IL-1beta посредством физического взаимодействия с ядерным фактором интерлейкина 6». Журнал биологической химии. 277 (14): 11802–10. Дои:10.1074 / jbc.M109296200. PMID  11801594.
  15. ^ He H, Soncin F, Grammatikakis N, Li Y, Siganou A, Gong J, Brown SA, Kingston RE, Calderwood SK (сентябрь 2003 г.). «Повышенная экспрессия фактора теплового шока (HSF) 2A стимулирует HSF1-индуцированную транскрипцию во время стресса». Журнал биологической химии. 278 (37): 35465–75. Дои:10.1074 / jbc.M304663200. PMID  12813038.
  16. ^ Ши Ю., Моссер Д.Д., Моримото Р.И. (март 1998 г.). «Молекулярные шапероны как HSF1-специфические репрессоры транскрипции». Гены и развитие. 12 (5): 654–66. Дои:10.1101 / gad.12.5.654. ЧВК  316571. PMID  9499401.
  17. ^ Чжоу X, Трон В.А., Ли Г., Троттер М.Дж. (август 1998 г.). «Фактор транскрипции теплового шока-1 регулирует экспрессию белка теплового шока-72 в кератиноцитах человека, подвергнутых воздействию ультрафиолетового света B». Журнал следственной дерматологии. 111 (2): 194–8. Дои:10.1046 / j.1523-1747.1998.00266.x. PMID  9699716.
  18. ^ а б Наир С.К., Торан Э.Дж., Римерман Р.А., Хьермстад С., Смитгалл Т.Э., Смит Д.Ф. (декабрь 1996 г.). «Путь взаимодействия нескольких шаперонов, общих для различных регуляторных белков: рецептора эстрогена, тирозинкиназы Fes, фактора транскрипции теплового шока Hsf1 и рецептора арилуглеводородов». Клеточный стресс и шапероны. 1 (4): 237–50. Дои:10.1379 / 1466-1268 (1996) 001 <0237: apomci> 2.3.co; 2. ЧВК  376461. PMID  9222609.
  19. ^ Абравая К., Майерс М.П., ​​Мерфи С.П., Моримото Р.И. (июль 1992 г.). «Белок теплового шока человека hsp70 взаимодействует с HSF, фактором транскрипции, который регулирует экспрессию гена теплового шока». Гены и развитие. 6 (7): 1153–64. Дои:10.1101 / gad.6.7.1153. PMID  1628823.
  20. ^ а б Ху Й., Мивечи Н.Ф. (май 2003 г.). «HSF-1 взаимодействует с Ral-связывающим белком 1 в чувствительном к стрессу, мультибелковом комплексе с HSP90 in vivo». Журнал биологической химии. 278 (19): 17299–306. Дои:10.1074 / jbc.M300788200. PMID  12621024.
  21. ^ Хонг С., Ким Ш., Хео МА, Чой Й., Пак MJ, Ю МА, Ким HD, Кан Х.С., Чеонг Дж. (Февраль 2004 г.). «Коактиватор ASC-2 обеспечивает трансактивацию, опосредованную фактором теплового шока 1, в зависимости от теплового шока». Письма FEBS. 559 (1–3): 165–70. Дои:10.1016 / S0014-5793 (04) 00028-6. PMID  14960326. S2CID  22383479.
  22. ^ Xing H, Mayhew CN, Cullen KE, Park-Sarge OK, Sarge KD (март 2004 г.). «HSF1-модуляция полиаденилирования мРНК Hsp70 посредством взаимодействия с симплекином». Журнал биологической химии. 279 (11): 10551–5. Дои:10.1074 / jbc.M311719200. PMID  14707147.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка

Эта статья включает текст из Национальная медицинская библиотека США, который находится в всеобщее достояние.