Престин - Википедия - Prestin
Престин это белок это очень важно для чувствительного слуха у млекопитающих. Он закодирован SLC26A5 (семейство переносчиков анионов-переносчиков растворенного вещества 26, член 5) ген.[5][6]
Престин - это моторный белок из внешние волосковые клетки внутреннего уха млекопитающее улитка.[5] Он высоко экспрессируется во внешних волосковых клетках и не экспрессируется в неподвижных внутренних волосковых клетках. Иммунолокализация показывает, что престин выражается в латеральном плазматическая мембрана наружных волосковых клеток, область, где электромобильность происходит. Паттерн экспрессии коррелирует с появлением электромобильности наружных волосковых клеток.
Функция
Престин играет важную роль в обработке слуха. Он специфически экспрессируется в боковой мембране внешние волосковые клетки (OHCs) улитка. Нет существенной разницы между плотностью престина в высокочастотной и низкочастотной областях улитки у полностью развитых млекопитающих.[7] Существуют убедительные доказательства того, что престин претерпел адаптивную эволюцию у млекопитающих. [8] связано с приобретением высокочастотного слуха у млекопитающих.[9] Белок prestin показывает несколько параллельных аминокислотных замен у летучих мышей, китов и дельфинов, которые независимо развили ультразвуковой слух и эхолокация, и это редкие случаи конвергентная эволюция на уровне последовательности.[10][11]
Престин (мол. Масса 80 к.Да ) является членом отдельного семейства переносчики анионов, SLC26. Члены этой семьи структурно хорошо сохраняется и может служить посредником электронейтральный обмен из хлористый и карбонат через плазматическую мембрану клеток млекопитающих два анионы было установлено, что он необходим для подвижности наружных волосковых клеток. В отличие от классических двигателей с ферментативным приводом, этот новый тип двигателя основан на прямом преобразовании напряжения в смещение и действует на несколько порядков быстрее, чем другие белки клеточных двигателей. Целевой нарушение гена Стратегия prestin показала потерю слуховой чувствительности более чем в 100 раз (или 40 дБ).[12]
Престин - это трансмембранный белок, который механически сокращается и удлиняется, что приводит к электродвижению внешние волосковые клетки (OHC). Электродвижущая сила - движущая сила соматического мотора кохлеарный усилитель, эволюция млекопитающих, которая увеличивает чувствительность к частотам входящей звуковой волны и, таким образом, усиливает сигнал. Предыдущие исследования показали, что эта модуляция происходит через внешний датчик напряжения (модель частичного переносчика анионов), посредством чего хлорид связывается с внутриклеточной стороной престина и проникает в несуществующий переносчик, вызывая удлинение престина.[13] Однако появились новые доказательства того, что престин действует через внутренний датчик напряжения (IVS), в котором внутриклеточный хлорид аллостерически связывается с престином для изменения формы.[14][15]
Измерение внутреннего напряжения
В этой модели внутреннего измерения напряжения движение ионов генерирует нелинейная емкость (НЖК). Основываясь на генерируемом напряжении и деполяризованном или гиперполяризованном состоянии клетки, prestin будет проходить через два различных этапа, представляющих модель модуляции prestin с тремя состояниями.[16] Эксперименты показывают, что с увеличением деполяризующих стимулов prestin переходит из удлиненного состояния в промежуточное состояние в сокращенное состояние, увеличивая свой NLC. В условиях гиперполяризации NLC уменьшается, и prestin возвращается в свое удлиненное состояние. Важно отметить, что повышенное натяжение мембраны, характеризующееся удлинением престина, снижает сродство сайта аллостерического связывания хлорида к хлориду, возможно, играя роль в регуляции модуляции престина. Общее предполагаемое смещение prestin при модуляции из вытянутого в сжатое состояние составляет 3–4 нм.2.[16] Недавнее исследование поддерживает модель IVS, показывающую, что мутации 12 остатков, которые охватывают внутриклеточную сторону основной мембраны престина, привели к значительному уменьшению NLC. Восемь из 12 остатков были положительно заряжены, и предполагается, что они составляют сайт связывания аллостерических хлоридов престина.[14]
Транспорт анионов
Хотя ранее считалось, что транспорт анионов отсутствует, он также является важным аспектом способности престина управлять электродвижением волосковых клеток.[14][15] Этот механизм не зависит от способности prestin определять напряжение, основываясь на экспериментах по мутагенезу, показывающих, что различные мутации приводят к эффектам либо в захвате анионов, либо в NLC, но не в обоих сразу.[14] Предполагается, что престин содержит внутренний механизм захвата анионов, основанный на исследованиях, показывающих зависимость от концентрации [14C] формат поглощение Яичник китайского хомячка (CHO) клетки. Эти результаты не могут быть воспроизведены в ооцитах. Следовательно, престину может потребоваться связанный кофактор для захвата анионов в ооцитах; однако эта гипотеза все еще находится под вопросом. Эксперименты показали, что различные анионы могут конкурировать за поглощение prestin, включая малат, хлорид и алкилсульфоновые анионы.[14][17]
Открытие
Престин был обнаружен группой Питера Даллоса в 2000 году.[5] и назван из нотной записи Presto.
Молекула престина была запатентованный его первооткрыватели в 2003 году.[18]
Клиническое значение
Мутации в гене SLC26A5 были связаны с несиндромальная потеря слуха.[6]
Блокираторы
Электродвижущая функция престина млекопитающих блокируется амфифильным анионом. салицилат при миллимолярных концентрациях. Применение салицилата блокирует функцию престина дозозависимым и легко обратимым образом.[13]
Рекомендации
- ^ а б c ГРЧ38: Ансамбль выпуск 89: ENSG00000170615 - Ансамбль, Май 2017
- ^ а б c GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000029015 - 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 c Чжэн Дж, Шэнь В., Хэ Д.З., Лонг КБ, Мэдисон Л.Д., Даллос П. (июнь 2000 г.). «Престин - моторный белок наружных волосковых клеток улитки». Природа. 405 (6783): 149–55. Bibcode:2000Натура.405..149Z. Дои:10.1038/35012009. PMID 10821263. S2CID 4409772.
- ^ а б «Ген Entrez: семейство 26 носителей растворенных веществ SLC26A5, член 5 (prestin)».
- ^ Махендрасингам С., Беург М., Феттиплейс Р., Хакни С.М. (2010). «Ультраструктурное распределение prestin в наружных волосковых клетках: исследование низкочастотных и высокочастотных областей улитки крыс после внедрения иммунного золота». Европейский журнал нейробиологии. 31 (9): 1595–1605. Дои:10.1111 / j.1460-9568.2010.07182.x. ЧВК 2925464. PMID 20525072.
- ^ Франчини Л.Ф., Элгойхен А.Б. (декабрь 2006 г.). «Адаптивная эволюция белков млекопитающих, участвующих в электромобильности наружных волосковых клеток улитки». Молекулярная филогенетика и эволюция. 41 (3): 622–635. Дои:10.1016 / j.ympev.2006.05.042. PMID 16854604.
- ^ Росситер С.Дж., Чжан С., Лю Ю. (2011). «Престин и высокочастотный слух у млекопитающих». Коммуна Интегр Биол. 4 (2): 236–9. Дои:10.4161 / cib.4.2.14647. ЧВК 3104589. PMID 21655450.
- ^ Лю Ю., Росситер С.Дж., Хань Х, Коттон Дж.А., Чжан С. (2010). «Китообразные на молекулярном пути к ультразвуковому слуху». Curr. Биол. 20 (20): 1834–9. Дои:10.1016 / j.cub.2010.09.008. PMID 20933423.
- ^ Ли И, Лю З, Ши П, Чжан П (2010). "Ген слуха Престин объединяет эхолокационных летучих мышей и китов ». Curr. Биол. 20 (2): R55 – R56. Дои:10.1016 / j.cub.2009.11.042. PMID 20129037. S2CID 7367035.
- ^ Либерман М.С., Гао Дж., Хэ Д.З., Ву Х, Цзя С., Цзо Дж. (Сентябрь 2002 г.). «Престин необходим для электромобильности наружной волосковой клетки и для усилителя улитки». Природа. 419 (6904): 300–4. Bibcode:2002Натурал.419..300л. Дои:10.1038 / природа01059. PMID 12239568. S2CID 4412381.
- ^ а б Оливер Д., Хе Д.З., Клёкер Н., Людвиг Дж., Шульте Ю., Вальдеггер С., Рупперсберг Дж. П., Даллос П., Факлер Б. (2001). «Внутриклеточные анионы как датчик напряжения Prestin, моторного белка внешней волосковой клетки». Наука. 292 (5525): 2340–2343. Дои:10.1126 / science.1060939. PMID 11423665. S2CID 23864514.
- ^ а б c d е Бай Дж. П., Сургучев А., Монтойя С., Аронсон П. С., Сантос-Сакки Дж., Наваратнам Д. (2009). «Возможности Престина по переносу анионов и измерению напряжения независимы». Биофизический журнал. 96 (8): 3179–3186. Bibcode:2009BpJ .... 96.3179B. Дои:10.1016 / j.bpj.2008.12.3948. ЧВК 2718310. PMID 19383462.
- ^ а б Сонг Л., Сантос-Сакки Дж. (2010). "Конформационное связывание анионов в зависимости от состояния в престине: доказательства аллостерической модуляции". Биофизический журнал. 98 (3): 371–376. Bibcode:2010BpJ .... 98Q.371S. Дои:10.1016 / j.bpj.2009.10.027. ЧВК 2814207. PMID 20141749.
- ^ а б Хомма К., Даллос П. (2010). «Доказательства того, что у Prestin есть как минимум две ступени, зависящие от напряжения». Журнал биологической химии. 286 (3): 2297–2307. Дои:10.1074 / jbc.M110.185694. ЧВК 3023524. PMID 21071769.
- ^ Рыбальченко В., Сантос-Сакки Дж. (2008). «Анионный контроль за измерением напряжения моторным протеином Prestin во внешних волосковых клетках». Биофизический журнал. 95 (9): 4439–4447. Bibcode:2008BpJ .... 95.4439R. Дои:10.1529 / biophysj.108.134197. ЧВК 2567960. PMID 18658219.
- ^ США предоставили 6602992, Dallos P, Zheng J, Madison LD, "Престиновые полинуклеотиды млекопитающих", опубликовано 2005-08-2003.
дальнейшее чтение
- Маркович Д (2001). «Физиологические роли и регуляция переносчиков сульфатов млекопитающих». Physiol. Rev. 81 (4): 1499–533. Дои:10.1152 / Physrev.2001.81.4.1499. PMID 11581495. S2CID 30942862.
- Даллос П., Факлер Б. (2002). «Престин - новый тип моторного белка». Nat. Преподобный Мол. Cell Biol. 3 (2): 104–11. Дои:10.1038 / nrm730. PMID 11836512. S2CID 7333228.
- Даллос П., Чжэн Дж, Читам М.А. (2006). «Престин и кохлеарный усилитель». J. Physiol. 576 (Pt 1): 37–42. Дои:10.1113 / jphysiol.2006.114652. ЧВК 1995634. PMID 16873410.
- Центр Сангера, The; Центр секвенирования генома Вашингтонского университета, The (1999). «К полной последовательности человеческого генома». Genome Res. 8 (11): 1097–108. Дои:10.1101 / гр. 8.11.1097. PMID 9847074.
- Лохи Х., Куяла М., Керкеля Э., Саариалхо-Кере У., Кестиля М., Кере Дж. (2001). «Картирование пяти новых предполагаемых генов-переносчиков анионов у человека и характеристика SLC26A6, гена-кандидата на анионообменник поджелудочной железы». Геномика. 70 (1): 102–12. Дои:10.1006 / geno.2000.6355. PMID 11087667.
- Вебер Т., Циммерманн У., Винтер Х., Мак А, Кёпшалл I, Робок К., Зеннер Х.П., Книппер М. (2002). «Гормон щитовидной железы является решающим фактором регуляции моторного белка улитки prestin». Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 99 (5): 2901–6. Bibcode:2002PNAS ... 99.2901W. Дои:10.1073 / pnas.052609899. ЧВК 122445. PMID 11867734.
- Либерман М.С., Гао Дж., Хэ Д.З., Ву Х, Цзя С., Цзо Дж. (2002). «Престин необходим для электродвижущей силы наружной волосковой клетки и для усилителя улитки». Природа. 419 (6904): 300–4. Bibcode:2002Натурал.419..300л. Дои:10.1038 / природа01059. PMID 12239568. S2CID 4412381.
- Лю XZ, Ouyang XM, Xia XJ, Zheng J, Pandya A, Li F, Du LL, Welch KO, Petit C, Smith RJ, Webb BT, Yan D, Arnos KS, Corey D, Dallos P, Nance WE, Chen ZY (2004). «Престин, моторный белок улитки, дефектен при несиндромальной потере слуха». Гм. Мол. Genet. 12 (10): 1155–62. Дои:10.1093 / hmg / ddg127. PMID 12719379.
- Донг XX, Иваса К.Х. (2004). «Чувствительность к напряжению prestin: сравнение с мембранным двигателем в наружных волосковых клетках». Биофиз. J. 86 (2): 1201–8. Bibcode:2004BpJ .... 86.1201D. Дои:10.1016 / S0006-3495 (04) 74194-6. ЧВК 1303912. PMID 14747354.
- Мацуда К., Чжэн Дж., Ду Г.Г., Клёкер Н., Мэдисон Л.Д., Даллос П. (2004). «N-связанные сайты гликозилирования моторного белка prestin: влияние на мембранную направленность и электрофизиологическую функцию». J. Neurochem. 89 (4): 928–38. Дои:10.1111 / j.1471-4159.2004.02377.x. PMID 15140192. S2CID 24400032.
- Чамбард Дж. М., Эшмор Дж. Ф. (2005). «Регулирование потенциал-зависимого калиевого канала KCNQ4 в слуховом пути». Арка Пфлюгерса. 450 (1): 34–44. Дои:10.1007 / s00424-004-1366-2. PMID 15660259. S2CID 21570482.
- Раджагопалан Л., Патель Н., Мадабуши С., Годдард Дж. А., Анжан В., Лин Ф, Шоп С., Фаррелл Б., Личтардж О., Дэвидсон А. Л., Браунелл В. Е., Перейра Ф. А. (2006). «Существенные спиральные взаимодействия в области переносчика анионов престина, выявленные с помощью эволюционного анализа следов». J. Neurosci. 26 (49): 12727–34. Дои:10.1523 / JNEUROSCI.2734-06.2006. ЧВК 2675645. PMID 17151276.
- Тот Т., Деак Л., Фазакас Ф, Чжэн Дж., Мусбек Л., Шиклай И. (2007). «Новая мутация гена пресина человека и ее влияние на функцию престина». Int. J. Mol. Med. 20 (4): 545–50. Дои:10.3892 / ijmm.20.4.545. PMID 17786286.
Эта статья включает текст из Национальная медицинская библиотека США, который находится в всеобщее достояние.