Бета-тимозины - Beta thymosins

альтернативный текст
ЯМР структура β-тимозина. Оба тимозина α1 [1] и β-тимозины являются внутренне неструктурированные белки, т.е. они лишены стабильной складки в свободном состоянии в водном растворе. Эта структура, в основном альфа спираль, был искусственно стабилизирован органическим растворителем.[2] Изображенный тимозин, первоначально названный β9 это корова ортолог человека β10

Бета-тимозины представляют собой семейство белков, которые имеют общую последовательность примерно из 40 аминокислот, аналогичную небольшому белку тимозин β4. Они встречаются почти исключительно у многоклеточных животных. Тимозин β4 изначально был получен из вилочковая железа в компании с несколькими другими небольшими белками, которые хотя и называются вместе "тимозины «теперь известно, что они структурно и генетически не связаны и присутствуют во многих различных тканях животных.

Однодоменные β-тимозины

Распределение

Семейство тимозина бета-4
PDB 1hj0 EBI.jpg
Структура тимозина бета 9.[3]
Идентификаторы
СимволТимозин
PfamPF01290
ИнтерПроIPR001152
УМНЫЙSM00152
PROSITEPDOC00433
SCOP21hj0 / Объем / СУПФАМ

Мономерный β-тимозины, то есть те, которые имеют молекулярную массу, аналогичную пептидам, первоначально выделенным из тимуса Голдштейном, обнаруживаются почти исключительно в клетках многоклеточных животных.[4] Известными исключениями являются мономерные тимозины, обнаруженные в нескольких одноклеточных организмах, в значительной степени тех, которые в настоящее время считаются ближайшими родственниками многоклеточных животных:[5] хоанофлагелляты [6] и филастерины.[7] Хотя мономерные тимозины обнаружены у очень ранних животных, таких как губки, мономерные тимозины отсутствуют у членистоногих и нематод, которые, тем не менее, обладают «белками с повторами β-тимозина», которые построены из нескольких сквозных повторов последовательностей β-тимозина.[8] Геномика показал, что четвероногие (наземные позвоночные) каждый экспрессирует три мономерных β-тимозина, которые являются эквивалентами (ортологами) человеческого β4, β10 и β15 тимозины соответственно. Тимозины человека кодируются генами TMSB4X, TMSB10 и TMSB15A и TMSB15B. (У людей белки, кодируемые двумя генами TMSB15, идентичны.) Костяная рыба в общем выражают ортологи этих трех, плюс дополнительная копия β4 ортолог.[9]

семьягенлокусбелок
β4TMSB4XChr. Икс q21.3-q22Тимозин β4
TMSB4YChr. YТимозин β4,
Y-хромосомный
β10TMSB10Chr. 2 стр. 11.2Тимозин β10
β15TMSB15AChr. Икс q21.33-q22.3Тимозин β15
TMSB15BChr. Икс q22.2Тимозин β15

Тимозин β1 оказался убиквитин (усеченный двумя С-концевыми остатками глицина).[10]

Отношение к WH2 модуль последовательности

N-концевая половина β-тимозинов имеет сильное сходство в аминокислотная последовательность к очень широко распространенному модулю последовательности, WH2 модуль. (Wasp Homology Domain 2 - название происходит от Белок синдрома Вискотта-Олдрича ).[11][12] Свидетельства из Рентгеновская кристаллография показывает, что эта часть β-тимозинов связывается с актин почти так же, как WH2 модули, оба при связывании принимают конформацию, которая была обозначена как β-тимозин / WH2 сложить. Следовательно, β-тимозины могли развиться путем добавления новой С-концевой последовательности к предковому WH2 модуль.[13] Однако поиск сходства последовательностей, предназначенный для идентификации современных доменов WH2[14] не распознают β-тимозины (и наоборот), а последовательность и функциональное сходство могут быть результатом конвергентная эволюция.[15]

Биологическая активность тимозина β4

Дальнейшая информация: Тимозин бета-4

Архетипическим β-тимозином является β4 (продукт в людях TMSB4X ген), который является основным клеточным компонентом многих тканей. Его внутриклеточная концентрация может достигать 0,5 мМ.[10] Следующий Тимозин α1, β4 был вторым из биологически активных пептидов из фракции 5 тимозина, который был полностью секвенирован и синтезирован.[16]

Из-за обилия цитозоль и его способность связывать G-актин, но не F-актин, тимозин β4 считается основным белком, связывающим актин, во многих типах клеток.[17]

Клинические применения

Тимозин β4 был протестирован в многоцентровых исследованиях, спонсируемых совместно RegeneRx Biopharmaceuticals Inc (Роквилл, Мэриленд, США) и Sigma Tau (Помеция, Италия) в США и Европе у пациентов с пролежни, язвы, вызванные веностаз, и Простой буллезный эпидермолиз и было установлено, что на один месяц ускоряет заживление пролежней и застойных язв. Он также был протестирован на пациентах с хроническими нейротрофическими дефектами эпителия роговицы и показал, что способствует восстановлению.

Тимозин β15 : Уровни человеческого тимозина β15 в моче показали себя в качестве диагностического маркера для рак простаты чувствительный к потенциальной агрессивности опухоли [18]

Допинг в спорте

Тимозин бета-4 предположительно использовался некоторыми игроками в различных футбольных кодексах Австралии.[19]

β-тимозиновые повторяющиеся белки

Структура ЯМР бычьего β9-тимозина, ортолога человеческого β10.[20] Цвет радуги, где N-конец = синий и C-конец = красный.

Распределение

Эти белки, которые обычно содержат 2-4 повтора последовательности β-тимозина, встречаются во всех типах животного мира, за исключением, вероятно, губок.[21] Единственный пример млекопитающих, димер у мышей, синтезируется путем считывания транскрипции между двумя копиями гена β15 мыши, каждая из которых также транскрибируется отдельно.[22] Уникальным многочисленным примером является белок типедин Гидра который имеет 27 повторов последовательности β-тимозина.[23]

Биологическая деятельность

Белки с β-тимозиновыми повторами напоминают мономерные формы по способности связываться с актином, но различия в последовательностях в одном изученном примере, трехповторном белке Ciboulot плодовой мушки Дрозофила, позволяют связываться с концами актиновых филаментов, активность, которая отличается от секвестрации мономера.[24]

Эти белки вызвали интерес в нейробиологии после открытия, что в голожаберных (морских слизняках) Hermissenda crassicornis, белок Csp24 (фосфопротеин-24 условного стимульного пути) с 4-мя повторами участвует в простых формах обучения: оба - однократное усиление возбудимости сенсорные нейроны в условном раздражительном пути,[25] и в многократных испытаниях Павлова кондиционирования.[26] Фосфорилирование Csp24, совместно с посттрансляционными модификациями ряда белков, связанных с цитоскелетом, может вносить вклад в динамику актиновых филаментов, лежащих в основе структурного ремоделирования чувствительных клеток.[26]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Grottesi A, Sette M, Palamara T, Rotilio G, Garaci E, Paci M (1998). «Конформация пептида тимозина альфа 1 в растворе и в мембраноподобной среде с помощью кругового дихроизма и ЯМР-спектроскопии. Возможная модель его взаимодействия с мембраной лимфоцитов». Пептиды. 19 (10): 1731–8. Дои:10.1016 / S0196-9781 (98) 00132-6. PMID  9880079.
  2. ^ PDB: 1HJ0​; Столл Р., Фоэлтер В., Холак Т.А. (май 1997 г.). «Конформация тимозина бета 9 в растворе вода / фторированный спирт, определенная с помощью ЯМР-спектроскопии». Биополимеры. 41 (6): 623–34. Дои:10.1002 / (SICI) 1097-0282 (199705) 41: 6 <623 :: AID-BIP3> 3.0.CO; 2-S. PMID  9108730. Тимозин представляет собой β9, бычий ортолог человеческого β10. Стабилизированная органическим растворителем структура была определена методом ЯМР. (Свободные β-тимозины не имеют стабильной складки в растворе)
  3. ^ Столл Р., Фоэлтер В., Холак Т.А. (май 1997 г.). «Конформация тимозина бета 9 в растворе вода / фторированный спирт, определенная с помощью ЯМР-спектроскопии». Биополимеры. 41 (6): 623–34. Дои:10.1002 / (SICI) 1097-0282 (199705) 41: 6 <623 :: AID-BIP3> 3.0.CO; 2-S. PMID  9108730.
  4. ^ «Семья: Тимозин (PF01290)». Pfam. Wellcome Trust Институт Сэнгера. Архивировано из оригинал 26 января 2008 г.
  5. ^ Шалчиан-Тебризи К., Минге М.А., Эспелунд М., Орр Р., Руден Т., Якобсен К.С., Кавальер-Смит Т. (2008). «Мультигенная филогения хоанозоа и происхождение животных». PLoS ONE. 3 (5): e2098. Bibcode:2008PLoSO ... 3.2098S. Дои:10.1371 / journal.pone.0002098. ЧВК  2346548. PMID  18461162.
  6. ^ "XYM2758.rev XYM Monosiga brevicollis быстро растет ... - результат EST". 2008-03-20. Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  7. ^ "NUE00005552 Capsaspora owczarzaki Amplicon express Capsaspora owczarza - EST - NCBI". 2008-11-20. Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите).
  8. ^ Мануэль М., Круз М., Мюллер В.Е., Le Parco Y (октябрь 2000 г.). «Сравнение гомологов бета-тимозина среди многоклеточных животных подтверждает кладу членистоногих-нематод». J. Mol. Evol. 51 (4): 378–81. Bibcode:2000JMolE..51..378M. Дои:10.1007 / s002390010100. PMID  11040289.
  9. ^ Эдвардс Дж (март 2010 г.). «Бета-тимозины позвоночных: консервативная синтения выявляет взаимосвязь между таковыми костных рыб и наземных позвоночных». FEBS Lett. 584 (5): 1047–53. Дои:10.1016 / j.febslet.2010.02.004. PMID  20138884.
  10. ^ а б Hannappel E (сентябрь 2007 г.). «бета-тимозины». Летопись Нью-Йоркской академии наук. 1112 (1): 21–37. Bibcode:2007НЯСА1112 ... 21ч. Дои:10.1196 / летопись.1415.018. PMID  17468232.
  11. ^ Паунола Э., Маттила П.К., Лаппалайнен П. (февраль 2002 г.). «Домен WH2: небольшой универсальный адаптер для мономеров актина». FEBS Lett. 513 (1): 92–7. Дои:10.1016 / S0014-5793 (01) 03242-2. PMID  11911886.
  12. ^ «Семья: WH2 (PF02205)». Pfam. Wellcome Trust Институт Сэнгера.[постоянная мертвая ссылка ]
  13. ^ Домингес Р. (сентябрь 2007 г.). «Бета-тимозин / WH2 складка: многофункциональность и структура». Летопись Нью-Йоркской академии наук. 1112 (1): 86–94. Bibcode:2007НЯСА1112 ... 86Д. Дои:10.1196 / летопись.1415.011. PMID  17468236.
  14. ^ «Семья: WH2 (PF02205)». Pfam. Wellcome Trust Институт Сэнгера.[постоянная мертвая ссылка ]
  15. ^ Эдвардс Дж (август 2004 г.). «Являются ли бета-тимозины WH2 доменами?». FEBS Lett. 573 (1–3): 231–2, ответ автора 233. Дои:10.1016 / j.febslet.2004.07.038. PMID  15328003.
  16. ^ Low TL, Hu SK, Goldstein AL (февраль 1981 г.). «Полная аминокислотная последовательность бычьего тимозина бета 4: гормона тимуса, который индуцирует активность терминальной дезоксинуклеотидилтрансферазы в популяциях тимоцитов». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 78 (2): 1162–6. Bibcode:1981PNAS ... 78.1162L. Дои:10.1073 / pnas.78.2.1162. ЧВК  319967. PMID  6940133.
  17. ^ Лодиш, Харви Ф. (2000). «Глава 18. Подвижность клеток и форма I: микрофиламенты. 18.2. Динамика сборки актина». Молекулярная клеточная биология. Сан-Франциско: W.H. Фримен. ISBN  978-0-7167-3706-3.
  18. ^ Хатчинсон Л.М., Чанг Е.Л., Беккер С.М., Ши М.К., Брайс М., ДеВольф В.К., Гастон С.М., Зеттер Б.Р. (июль 2005 г.). «Использование тимозина бета15 в качестве биомаркера в моче при раке простаты человека». Простата. 64 (2): 116–27. Дои:10.1002 / pros.20202. PMID  15666387.
  19. ^ «Cronulla Sharks и тимозин бета-4… это допинг?».
  20. ^ PDB: 1HJ0​; Столл Р., Фоэлтер В., Холак Т.А. (май 1997 г.). «Конформация тимозина бета 9 в растворе вода / фторированный спирт, определенная с помощью ЯМР-спектроскопии». Биополимеры. 41 (6): 623–34. Дои:10.1002 / (SICI) 1097-0282 (199705) 41: 6 <623 :: AID-BIP3> 3.0.CO; 2-S. PMID  9108730. Тимозин представляет собой β9, бычий ортолог человеческого β10. Стабилизированная органическим растворителем структура была определена методом ЯМР. (Свободные β-тимозины не имеют стабильной складки в растворе)
  21. ^ Пекка Лаппалайнен (2007). Белки, связывающие актин-мономер. Бостон, Массачусетс: Landes Bioscience и Springer Science + Business Media, LLC. ISBN  978-0-387-46407-7.
  22. ^ Dhaese S, Vandepoele K, Waterschoot D, Vanloo B, Vandekerckhove J, Ampe C, Van Troys M (апрель 2009 г.). «Семейство генов тимозина бета15 мыши демонстрирует уникальную сложность и кодирует функциональный тимозиновый повтор». J. Mol. Биол. 387 (4): 809–25. Дои:10.1016 / j.jmb.2009.02.026. PMID  19233202.
  23. ^ Herrmann D, Hatta M, Hoffmeister-Ullerich SA (ноябрь 2005 г.). «Типедин, многокопийный предшественник гидропептида педина, представляет собой белок, содержащий бета-тимозиновый повторяющийся домен». Мех. Dev. 122 (11): 1183–93. Дои:10.1016 / j.mod.2005.07.003. PMID  16169708.
  24. ^ Carlier MF, Hertzog M, Didry D, Renault L, Cantrelle FX, van Heijenoort C, Knossow M, Guittet E (сентябрь 2007 г.). «Структура, функция и эволюция бета-тимозина / WH2 (WASP-Homology2) актин-связывающего модуля». Летопись Нью-Йоркской академии наук. 1112 (1): 67–75. Bibcode:2007НЯСА1112 ... 67С. Дои:10.1196 / летопись.1415.037. PMID  17947587.
  25. ^ Ределл Дж. Б., Сюэ-Бян Дж. Дж., Бабб М. Р., Ворон Т. (август 2007 г.). «Однократное испытание кондиционирования in vitro регулирует связь между белком бета-тимозиновых повторов Csp24 и актином». Неврология. 148 (2): 413–20. Дои:10.1016 / j.neuroscience.2007.06.023. PMID  17681698.
  26. ^ а б Crow T., Сюэ-Бянь JJ (февраль 2010 г.). «Протеомный анализ посттрансляционных модификаций в условных Hermissenda». Неврология. 165 (4): 1182–90. Дои:10.1016 / j.neuroscience.2009.11.066. ЧВК  2815081. PMID  19961907.