Белковая тирозинфосфатаза - Protein tyrosine phosphatase

Протеин-тирозин-фосфатаза
1xm2.jpg
Белковая тирозинфосфатаза 1, тример, человек
Идентификаторы
Номер ЕС3.1.3.48
Количество CAS79747-53-8
Базы данных
IntEnzПросмотр IntEnz
БРЕНДАBRENDA запись
ExPASyПросмотр NiceZyme
КЕГГЗапись в KEGG
MetaCycметаболический путь
ПРИАМпрофиль
PDB структурыRCSB PDB PDBe PDBsum

Белковые тирозинфосфатазы группа ферменты это удалить фосфат группы из фосфорилированный тирозин остатки на белках. Фосфорилирование белкового тирозина (pTyr) является обычным посттрансляционная модификация которые могут создавать новые мотивы распознавания для белковых взаимодействий и клеточной локализации, влиять на стабильность белка и регулировать активность ферментов. Как следствие, поддержание соответствующий уровень фосфорилирования тирозина белка важно для многих клеточных функций. Тирозин-специфические протеинфосфатазы (ПТФаза; ЕС 3.1.3.48 ) катализируют удаление фосфатной группы, присоединенной к остатку тирозина, с использованием промежуточного продукта цистеинилфосфатного фермента. Эти ферменты являются ключевыми регуляторными компонентами в преобразование сигнала пути (такие как Киназный путь MAP ) и клеточный цикл контроля и важны для контроля рост клеток, распространение, дифференциация, трансформация, и синаптическая пластичность.[1][2][3][4]

Функции

Вместе с тирозинкиназы, PTP регулируют фосфорилирование состояние многих важных сигнализация молекулы, такие как MAP киназа семейство. PTP все чаще рассматриваются как неотъемлемые компоненты преобразование сигнала каскадов, несмотря на меньшее изучение и понимание по сравнению с тирозинкиназы.

PTP участвуют в регуляции многих клеточных процессов, включая, но не ограничиваясь:

Классификация

По механизму

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

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

I класс

PTP класса I - это самая большая группа PTP, состоящая из 99 членов, которые могут быть далее подразделены на

Фосфатазы с двойной специфичностью (dTyr и dSer / dThr) белок-тирозин с двойной специфичностью фосфатазы. Фосфатазы с двойной специфичностью Ser / Thr и Tyr представляют собой группу ферментов с Ser / Thr (ЕС 3.1.3.16 ) и тирозин-специфическая протеинфосфатаза (ЕС 3.1.3.48 ) активность, способная удалить серин /треонин или тирозин-связанная фосфатная группа из широкого диапазона фосфопротеины, включая ряд ферментов, фосфорилированных под действием киназа. Протеинфосфатазы с двойной специфичностью (DSP) регулируют передачу митогенного сигнала и контролируют клеточный цикл.

ЛЕОПАРД-синдром, Синдром Нунана, и Метахондроматоз связаны с ПТПН11.

Повышенный уровень активированного ПТПН5 отрицательно влияет синаптическая стабильность и играет роль в Болезнь Альцгеймера,[3] Синдром ломкой Х-хромосомы[4] шизофрения,[8] и Болезнь Паркинсона.[9] Снижение уровня ПТПН5 был замешан в болезнь Хантингтона,[10][11] церебральная ишемия[12] злоупотребление алкоголем,[13][14] и стресс расстройства.[15][16] Вместе эти результаты показывают, что только при оптимальном уровне ПТПН5 синаптическая функция не нарушена.

II класс

LMW (низкомолекулярные) фосфатазы, или кислые фосфатазы, действуют на фосфорилированные тирозином белки, арилфосфаты с низким молекулярным весом, а также на природные и синтетические ацил фосфаты.[17][18]

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

III класс

Cdc25 фосфатазы (dTyr и / или dThr)

PTP класса III состоит из трех членов: CDC25. А, B, и C

IV класс

Это члены ИМЕЛ фолд и суперсемейство, и включают фосфатазы, специфичные для pTyr и pSer / Thr, а также низкомолекулярные фосфатазы и другие ферменты.[19] Считается, что подсемейство EYA (глаза отсутствуют) специфично для pTyr и имеет четыре члена у человека, EYA1, EYA2, EYA3 и EYA4. Этот класс имеет каталитический механизм, отличный от других трех классов.[20]

По местонахождению

В зависимости от клеточной локализации PTPases также классифицируются как:

Общие элементы

Все ПТФазы, кроме тех, что принадлежат к семейству eya, несут высококонсервативный активный сайт. мотив C (X) 5R (мотив сигнатуры PTP), используют общий каталитический механизм и обладают аналогичной структурой ядра, состоящей из центральной параллели бета-лист с флангом альфа-спирали содержащий бета-петлю-альфа-петлю, которая охватывает мотив сигнатуры PTP.[23] Функциональное разнообразие между PTPases обеспечивается регуляторными доменами и субъединицами.

Низкомолекулярная фосфотирозин протеинфосфатаза
PDB 1phr EBI.jpg
Структура низкомолекулярной фосфотирозинпротеинфосфатазы.[24]
Идентификаторы
СимволLMWPc
PfamPF01451
ИнтерПроIPR017867
УМНЫЙSM00226
SCOP21 час / Объем / СУПФАМ
CDDcd00115
Протеин-тирозинфосфатаза
PDB 1ypt EBI.jpg
Структура протеинтирозинфосфатазы Yersinia.[25]
Идентификаторы
СимволY_фосфатаза
PfamPF00102
Pfam кланCL0031
ИнтерПроIPR000242
УМНЫЙSM00194
PROSITEPS50055
SCOP21ypt / Объем / СУПФАМ
CDDcd00047
Фосфатаза с двойной специфичностью, каталитический домен
PDB 1vhr EBI.jpg
Структура протеинфосфатазы двойной специфичности VHR.[26]
Идентификаторы
СимволDSPc
PfamPF00782
Pfam кланCL0031
ИнтерПроIPR000340
PROSITEPDOC00323
SCOP21vhr / Объем / СУПФАМ
CDDcd14498
Протеин-тирозинфосфатаза, SIW14-подобная
PDB 1xri EBI.jpg
Структура предполагаемой фосфопротеинфосфатазы из Arabidopsis thaliana.[27]
Идентификаторы
СимволY_phosphatase2
PfamPF03162
Pfam кланCL0031
ИнтерПроIPR004861
CDDcd14528
Подобный протеин-тирозинфосфатазе, PTPLA
Идентификаторы
СимволPTPLA
PfamPF04387
ИнтерПроIPR007482

Образец выражения

Отдельные PTP могут быть выразил всеми типами клеток, или их экспрессия может быть строго ткань -специфический. Однако большинство клеток экспрессируют от 30% до 60% всех PTP. кроветворный и нейронный 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 нескольких PTPS ограничена гемопоэтическими клетками, например, LYP, SHP1, CD45, и HePTP.[28] Выражение ПТПН5 ограничивается мозгом. Дифференциальное выражение ПТПН5 обнаруживается во многих областях мозга и не экспрессируется в мозжечке.[29][30][31]

Рекомендации

  1. ^ Диксон Дж. Э., Дену Дж. М. (1998). «Белковые тирозинфосфатазы: механизмы катализа и регуляции». Curr Opin Chem Biol. 2 (5): 633–41. Дои:10.1016 / S1367-5931 (98) 80095-1. PMID  9818190.
  2. ^ Пол С., Ломброзо П.Дж. (2003). «Рецепторные и нерецепторные протеинтирозинфосфатазы в нервной системе». Cell. Мол. Life Sci. 60 (11): 2465–82. Дои:10.1007 / s00018-003-3123-7. PMID  14625689.
  3. ^ а б Чжан И., Куруп П., Сюй Дж., Карти Н., Фернандес С. М., Найгаард Х. Б., Питтенгер С., Грингард П., Стритматтер С. М., Нэрн А. С., Ломброзо П. Дж. (Ноябрь 2010 г.). «Генетическое сокращение тирозинфосфатазы, обогащенной полосатым телом (STEP), устраняет когнитивные и клеточные дефициты на мышиной модели с болезнью Альцгеймера». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 107 (44): 19014–9. Дои:10.1073 / pnas.1013543107. ЧВК  2973892. PMID  20956308.
  4. ^ а б Goebel-Goody SM, Wilson-Wallis ED, Royston S, Tagliatela SM, Naegele JR, Lombroso PJ (июль 2012 г.). «Генетическая манипуляция STEP обращает вспять поведенческие аномалии на мышиной модели с синдромом ломкой Х-хромосомы». Гены, мозг и поведение. 11 (5): 586–600. Дои:10.1111 / j.1601-183X.2012.00781.x. ЧВК  3922131. PMID  22405502.
  5. ^ Куруп П., Чжан И, Сюй Дж., Венкитарамани Д.В., Арутюнян В., Грингард П., Нэрн А.С., Ломброзо П.Дж. (апрель 2010 г.). «Абета-опосредованный эндоцитоз рецептора NMDA при болезни Альцгеймера включает убиквитинирование тирозинфосфатазы STEP61». Журнал неврологии. 30 (17): 5948–57. Дои:10.1523 / JNEUROSCI.0157-10.2010. ЧВК  2868326. PMID  20427654.
  6. ^ Сунь JP, Чжан З.Й., Ван В.К. (2003). «Обзор суперсемейства протеинтирозинфосфатаз». Curr Top Med Chem. 3 (7): 739–48. Дои:10.2174/1568026033452302. PMID  12678841.
  7. ^ Алонсо А., Сасин Дж. И др. (2004). «Белковые тирозинфосфатазы в геноме человека». Клетка. 117 (6): 699–711. Дои:10.1016 / j.cell.2004.05.018. PMID  15186772.
  8. ^ Карти NC, Xu J, Kurup P, Brouillette J, Goebel-Goody SM, Austin DR, Yuan P, Chen G, Correa PR, Haroutunian V, Pittenger C, Lombroso PJ (2012). «Тирозинфосфатаза STEP: значение при шизофрении и молекулярный механизм, лежащий в основе антипсихотических препаратов». Трансляционная психиатрия. 2 (7): e137. Дои:10.1038 / tp.2012.63. ЧВК  3410627. PMID  22781170.
  9. ^ Куруп П.К., Сюй Дж., Видейра Р.А., Ононеньи К., Балтазар Дж., Ломброзо П.Дж., Нэрн А.С. (январь 2015 г.). «STEP61 является субстратом паркина лигазы Е3 и активируется при болезни Паркинсона». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 112 (4): 1202–7. Дои:10.1073 / pnas.1417423112. ЧВК  4313846. PMID  25583483.
  10. ^ Сааведра А., Хиральт А., Руэ Л., Ксифро Х, Сюй Дж., Ортега З, Лукас Дж. Дж., Ломброзо П. Дж., Альберх Дж., Перес-Наварро Е. (июнь 2011 г.). «Экспрессия и активность протеинтирозинфосфатазы, обогащенной полосатым железом, при болезни Хантингтона: ЭТАП в сопротивлении эксайтотоксичности». Журнал неврологии. 31 (22): 8150–62. Дои:10.1523 / JNEUROSCI.3446-10.2011. ЧВК  3472648. PMID  21632937.
  11. ^ Гладдинг CM, Сеперс, доктор медицины, Сюй Дж., Чжан Л.Я., Милнервуд А.Дж., Ломброзо П.Дж., Раймонд Л.А. (сентябрь 2012 г.). «Активация кальпаина и STriatal-Enriched протеинтирозинфосфатазы (STEP) вносит вклад в внесинаптическую локализацию рецептора NMDA на мышиной модели болезни Хантингтона». Молекулярная генетика человека. 21 (17): 3739–52. Дои:10.1093 / hmg / dds154. ЧВК  3412376. PMID  22523092.
  12. ^ Деб И., Манхас Н., Поддар Р., Раджагопал С., Аллан А. М., Ломброзо П. Дж., Розенберг Г. А., Канделарио-Джалил Е., Пол С. (ноябрь 2013 г.). «Нейропротекторная роль тирозинфосфатазы, обогащенной мозгом, STEP, в очаговой ишемии головного мозга». Журнал неврологии. 33 (45): 17814–26. Дои:10.1523 / JNEUROSCI.2346-12.2013. ЧВК  3818554. PMID  24198371.
  13. ^ Hicklin TR, Wu PH, Radcliffe RA, Freund RK, Goebel-Goody SM, Correa PR, Proctor WR, Lombroso PJ, Browning MD (апрель 2011 г.). «Алкогольное подавление функции рецептора NMDA, долгосрочное потенцирование и обучение страху требует наличия протеинтирозинфосфатазы, обогащенной полосатым телом». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 108 (16): 6650–5. Дои:10.1073 / pnas.1017856108. ЧВК  3081035. PMID  21464302.
  14. ^ Дарк Э., Хамида С.Б., Ву С., Фамлуонг К., Харазия В., Сюй Дж., Ломброзо П., Рон Д. (июнь 2014 г.). «Ингибирование обогащенной полосатым телом тирозинфосфатазы 61 в дорсомедиальном полосатом теле достаточно для увеличения потребления этанола». Журнал нейрохимии. 129 (6): 1024–34. Дои:10.1111 / jnc.12701. ЧВК  4055745. PMID  24588427.
  15. ^ Ян Ч., Хуанг СС, Сюй К.С. (май 2012 г.). «Решающая роль нерецептора протеинтирозинфосфатазы типа 5 в определении индивидуальной предрасположенности к развитию когнитивных и морфологических изменений, связанных со стрессом». Журнал неврологии. 32 (22): 7550–62. Дои:10.1523 / JNEUROSCI.5902-11.2012. PMID  22649233.
  16. ^ Дабровска Дж., Хазра Р., Гуо Дж. Д., Ли К., Девитт С., Сюй Дж., Ломброзо П. Дж., Рэйнни Д. Дж. (Декабрь 2013 г.). «Обогащенная полосатым телом протеинтирозинфосфатаза - ЭТАПЫ на пути к пониманию вызванной хроническим стрессом активации нейронов рилизинг-фактора кортикотропина в ядре концевой полоски крысы». Биологическая психиатрия. 74 (11): 817–26. Дои:10.1016 / j.biopsych.2013.07.032. ЧВК  3818357. PMID  24012328.
  17. ^ Во YY, Шабановиц Дж., Хант Д.Ф., Дэвис Дж. П., Митчелл Г.Л., Ван Эттен Р.Л., Маккормак А.Л. (1992). «Секвенирование, клонирование и экспрессия кислой фосфатазы типа красных клеток человека, цитоплазматической фосфотирозилпротеинфосфатазы». J. Biol. Chem. 267 (15): 10856–10865. PMID  1587862.
  18. ^ Шекельс Л.Л., Смит А.Дж., Бернлор Д.А., Ван Эттен Р.Л. (1992). «Идентификация кислой фосфатазы адипоцитов как PAO-чувствительной тирозилфосфатазы». Белковая наука. 1 (6): 710–721. Дои:10.1002 / pro.5560010603. ЧВК  2142247. PMID  1304913.
  19. ^ Чен MJ, Диксон Дж., Мэннинг Дж. (Апрель 2017 г.). «Геномика и эволюция протеинфосфатаз». Научная сигнализация. 10 (474). Дои:10.1126 / scisignal.aag1796. PMID  28400531.
  20. ^ Плакстон В.К., Макманус М.Т. (2006). Контроль первичного метаболизма у растений. Вили-Блэквелл. С. 130–. ISBN  978-1-4051-3096-7. Получено 12 декабря 2010.
  21. ^ Knapp S, Longman E, Debreczeni JE, Eswaran J, Barr AJ (2006). «Кристаллическая структура человеческого рецепторного белка тирозинфосфатазы каппа-фосфатазы домена 1». Белковая наука. 15 (6): 1500–1505. Дои:10.1110 / пс 062128706. ЧВК  2242534. PMID  16672235.
  22. ^ Perrimon N, Джонсон М.Р., Перкинс Л.А., Мельник МБ (1996). «Нерецепторная протеиновая тирозинфосфатаза функционирует во многих путях рецепторной тирозинкиназы у дрозофилы». Dev. Биол. 180 (1): 63–81. Дои:10.1006 / dbio.1996.0285. PMID  8948575.CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка на сайт)
  23. ^ Барфорд Д., Дас А. К., Эглофф М. П. (1998). «Структура и механизм протеинфосфатазы s: понимание катализа и регулирования». Анну. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 27 (1): 133–64. Дои:10.1146 / annurev.biophys.27.1.133. PMID  9646865.
  24. ^ Су XD, Таддей Н., Стефани М., Рампони Дж., Нордлунд П. (август 1994 г.). «Кристаллическая структура низкомолекулярной фосфотирозинфосфатазы». Природа. 370 (6490): 575–8. Дои:10.1038 / 370575a0. PMID  8052313.
  25. ^ Стаки Дж. А., Шуберт Х. Л., Фауман Э. Б., Чжан З. Я., Диксон Дж. Э., Сапер М. А. (август 1994 г.). «Кристаллическая структура протеинтирозинфосфатазы Yersinia при 2,5 А и комплекс с вольфраматом» (PDF). Природа. 370 (6490): 571–5. Дои:10.1038 / 370571a0. PMID  8052312.
  26. ^ Yuvaniyama J, Denu JM, Dixon JE, Saper MA (май 1996 г.). «Кристаллическая структура протеина фосфатазы двойной специфичности VHR». Наука. 272 (5266): 1328–31. Дои:10.1126 / science.272.5266.1328. PMID  8650541.
  27. ^ Aceti DJ, Bitto E, Yakunin AF, et al. (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. ЧВК  4437517. PMID  18433060.
  28. ^ Mustelin T, Vang T, Bottini N (2005). «Белковые тирозинфосфатазы и иммунный ответ». Nat. Rev. Immunol. 5 (1): 43–57. Дои:10.1038 / nri1530. PMID  15630428.
  29. ^ Ломброзо П.Дж., Мердок Г., Лернер М. (август 1991 г.). «Молекулярная характеристика протеин-тирозин-фосфатазы, обогащенной полосатым телом». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 88 (16): 7242–6. Дои:10.1073 / пнас.88.16.7242. ЧВК  52270. PMID  1714595.
  30. ^ Бульт А., Чжао Ф., Дирккс Р., Шарма Е., Лукачи Е., Солимена М., Наэгеле Дж. Р., Ломброзо П. Дж. (Декабрь 1996 г.). «ШАГ61: член семейства обогащенных головным мозгом ПТБ локализуется в эндоплазматическом ретикулуме». Журнал неврологии. 16 (24): 7821–31. Дои:10.1523 / JNEUROSCI.16-24-07821.1996. PMID  8987810.
  31. ^ Lombroso PJ, Naegele JR, Sharma E, Lerner M (июль 1993 г.). «Протеинтирозинфосфатаза, экспрессируемая в допаминоцептивных нейронах базальных ганглиев и связанных структур». Журнал неврологии. 13 (7): 3064–74. Дои:10.1523 / JNEUROSCI.13-07-03064.1993. PMID  8331384.

Источники

внешняя ссылка