HMGB1 - HMGB1

HMGB1
Белок HMGB1 PDB 1aab.png
Доступные конструкции
PDBHuman UniProt search: PDBe RCSB
Идентификаторы
ПсевдонимыHMGB1, HMG1, HMG3, SBP-1, HMG-1, блок группы высокой мобильности 1
Внешние идентификаторыOMIM: 163905 ГомолоГен: 110676 Генные карты: HMGB1
Расположение гена (человек)
Хромосома 13 (человек)
Chr.Хромосома 13 (человек)[1]
Хромосома 13 (человек)
Геномное расположение HMGB1
Геномное расположение HMGB1
Группа13q12.3Начинать30,456,704 бп[1]
Конец30,617,597 бп[1]
Экспрессия РНК шаблон
PBB GE HMGB1 214938 x at fs.png

PBB GE HMGB1 200680 x at fs.png

PBB GE HMGB1 200679 x at fs.png
Дополнительные данные эталонного выражения
Ортологи
РазновидностьЧеловекМышь
Entrez
Ансамбль
UniProt
RefSeq (мРНК)

NM_001313892
NM_001313893
NM_002128

н / д

RefSeq (белок)

н / д

Расположение (UCSC)Chr 13: 30.46 - 30.62 Мбн / д
PubMed поиск[2]н / д
Викиданные
Просмотр / редактирование человека

Бокс группы высокой мобильности 1 белок, также известный как белок группы высокой подвижности 1 (HMG-1) и амфотерин, это белок что у людей кодируется HMGB1 ген.[3][4]

HMG-1 принадлежит к группа высокой мобильности и содержит HMG-коробка домен.

Функция

Словно гистоны, HMGB1 является одним из наиболее важных белков хроматина. в ядро HMGB1 взаимодействует с нуклеосомы, факторы транскрипции и гистоны.[5] Этот ядерный белок организует ДНК и регулирует транскрипцию.[6] После связывания HMGB1 гнется[7] ДНК, что облегчает связывание других белков. HMGB1 поддерживает транскрипцию многих генов во взаимодействии со многими факторами транскрипции. Он также взаимодействует с нуклеосомами, ослабляя упакованную ДНК и модифицируя хроматин. Контакт с коровыми гистонами изменяет структуру нуклеосом.

Присутствие HMGB1 в ядре зависит от посттрансляционных модификаций. Когда белок не ацетилирован, он остается в ядре, но гиперацетилирование остатков лизина заставляет его перемещаться в цитозоль.[6]

Было показано, что HMGB1 играет важную роль в помощи Эндонуклеаза RAG образуют парный комплекс во время V (D) J рекомбинация.[8]

Роль в воспалении

HMGB1 секретируется иммунными клетками (например, макрофаги, моноциты и дендритные клетки ) через секреторный путь без лидера.[6] Активированные макрофаги и моноциты секретируют HMGB1 в виде цитокин посредник Воспаление.[9] Антитела, нейтрализующие HMGB1, обеспечивают защиту от повреждения и повреждения тканей во время артрит, колит, ишемия, сепсис, эндотоксемия и системная красная волчанка.[нужна цитата ] Механизм воспаления и повреждения состоит из связывания с TLR2 и TLR4, который опосредует HMGB1-зависимую активацию высвобождения цитокинов макрофагами. Это позиционирует HMGB1 на пересечении стерильных и инфекционных воспалительных реакций.[10][11]

АДФ-рибозилирование HMGB1 по PARP1 препятствует удалению апоптотический клетки, тем самым поддерживая воспаление.[12] Связывание TLR4 с помощью HMGB1 или LPS (липополисахарид ) поддерживает ADP-рибозилирование HMGB1 с помощью PARP1, тем самым служа петлей амплификации для воспаления.[12]

HMGB1 был предложен в качестве ДНК-вакцина адъювант.[13] Было продемонстрировано, что HMGB1, высвобождаемый из опухолевых клеток, опосредует противоопухолевые иммунные ответы путем активации передачи сигналов Toll-подобного рецептора 2 (TLR2) на полученных из костного мозга GBM-инфильтрирующих DC.[14]

Взаимодействия

HMGB1 должен взаимодействовать с P53.[15][16]

HMGB1 - это ядерный белок, который связывается с ДНК и действует как архитектурный фактор связывания хроматина. Он также может высвобождаться из клеток, в внеклеточной форме которых он может связывать воспалительный рецептор. ЯРОСТЬ (Рецептор для конечных продуктов гликирования) и Toll-подобные рецепторы (TLR). Выделение из клеток, по-видимому, связано с двумя различными процессами: некрозом, когда клеточные мембраны становятся проницаемыми, и внутриклеточные компоненты могут диффундировать из клетки; и некоторая форма активной или облегченной секреции, вызванной передачей сигналов через NF-κB. HMGB1 также перемещается в цитозоль в стрессовых условиях, таких как повышенное содержание АФК внутри клеток. В таких условиях HMGB1 способствует выживанию клеток, поддерживая аутофагию за счет взаимодействия с беклином-1. Он в значительной степени считается антиапоптотическим белком.

HMGB1 может взаимодействовать с лигандами и цитокинами TLR и активирует клетки через множество поверхностных рецепторов, включая TLR2, TLR4, и RAGE.[17]

Взаимодействие через TLR4

Некоторые действия HMGB1 опосредуются через толл-подобные рецепторы (TLR).[18] Взаимодействие между HMGB1 и TLR4 приводит к усилению регуляции NF-κB, что приводит к увеличению производства и выпуска цитокины. HMGB1 также может взаимодействовать с TLR4 на нейтрофилы стимулировать производство активные формы кислорода НАДФН-оксидазой.[6][19] Комплекс HMGB1-LPS активирует TLR4 и вызывает связывание адаптерных белков (MyD88 и др.), Что приводит к преобразование сигнала и активация различных сигнальных каскадов. Последующий эффект этой передачи сигналов заключается в активации MAPK и NF-κB, и, таким образом, вызывают продукцию воспалительных молекул, таких как цитокины.[20][21]

Клиническое значение

HMGB1 был предложен в качестве мишени для лечения рака,[22] и как вектор для уменьшения воспаления от SARS-CoV-2 инфекционное заболевание. [23]

В нейродегенеративный болезнь спиноцеребеллярная атаксия 1 типа (SCA1) вызвано мутация в атаксин 1 ген. В модели SCA1 на мышах мутантный белок атаксин 1 опосредовал снижение или ингибирование HMGB1 в митохондрии из нейроны.[24] HMGB1 регулирует ДНК архитектурные изменения, необходимые для ремонта Повреждение ДНК. В модели мыши SCA1 сверхэкспрессия белка HMGB1 с помощью введенного вирусного вектора, несущего ген HMGB1, способствовала репарации повреждений митохондриальной ДНК, уменьшала невропатология и двигательные дефекты мышей SCA1, а также увеличили продолжительность их жизни.[24] Таким образом, нарушение функции HMGB1, по-видимому, играет ключевую роль в патогенезе SCA1.

Рекомендации

  1. ^ а б c ГРЧ38: Ансамбль выпуск 89: ENSG00000189403 - Ансамбль, Май 2017
  2. ^ "Справочник человека по PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
  3. ^ Ferrari S, Finelli P, Rocchi M, Bianchi ME (июль 1996 г.). «Активный ген, который кодирует белок группы 1 высокой подвижности человека (HMG1), содержит интроны и отображается на хромосоме 13». Геномика. 35 (2): 367–71. Дои:10.1006 / geno.1996.0369. PMID  8661151.
  4. ^ Chou DK, Evans JE, Jungalwala FB (апрель 2001 г.). «Идентичность ядерного белка группы высокой подвижности, HMG-1, и сульфоглюкуронил-углевод-связывающего белка, SBP-1, в мозге». Журнал нейрохимии. 77 (1): 120–31. Дои:10.1046 / j.1471-4159.2001.t01-1-00209.x. PMID  11279268.
  5. ^ Bianchi ME, Agresti A (октябрь 2005 г.). «Белки HMG: динамические игроки в регуляции и дифференцировке генов». Текущее мнение в области генетики и развития. 15 (5): 496–506. Дои:10.1016 / j.gde.2005.08.007. PMID  16102963.
  6. ^ а б c d Klune JR, Dhupar R, Cardinal J, Billiar TR, Tsung A (2008). «HMGB1: сигнализация эндогенной опасности». Молекулярная медицина. 14 (7–8): 476–84. Дои:10.2119 / 2008-00034.Klune. ЧВК  2323334. PMID  18431461.
  7. ^ Murugesapillai D, McCauley MJ, Maher LJ, Williams MC (февраль 2017 г.). «Одномолекулярные исследования белков, изгибающих архитектурную ДНК группы B с высокой подвижностью». Биофизические обзоры. 9 (1): 17–40. Дои:10.1007 / s12551-016-0236-4. ЧВК  5331113. PMID  28303166.
  8. ^ Чуботару М., Трекслер А.Дж., Спиридон Л.Н., Surleac MD, Роадес Э., Петреску А.Дж., Шац Д.Г. (февраль 2013 г.). «RAG и HMGB1 создают большой изгиб в 23RSS в рекомбинационных синаптических комплексах V (D) J». Исследования нуклеиновых кислот. 41 (4): 2437–54. Дои:10.1093 / нар / гкс1294. ЧВК  3575807. PMID  23293004.
  9. ^ Wang H, Bloom O, Zhang M, Vishnubhakat JM, Ombrellino M, Che J, Frazier A, Yang H, Ivanova S, Borovikova L, Manogue KR, Faist E, Abraham E, Andersson J, Andersson U, Molina PE, Abumrad NN , Сама А., Трейси К.Дж. (июль 1999 г.). «HMG-1 как поздний медиатор летальности эндотоксина у мышей». Наука. 285 (5425): 248–51. Дои:10.1126 / science.285.5425.248. PMID  10398600.
  10. ^ Ян Х., Хреггвидсдоттир Х.С., Палмблад К., Ван Х., Очани М., Ли Дж., Лу Б., Чаван С., Росас-Баллина М., Аль-Абед Ю., Акира С., Бирхаус А., Эрландссон-Харрис Х, Андерссон Ю., Трейси К. Дж. (Июнь 2010 г.). «Критический цистеин необходим для связывания HMGB1 с Toll-подобным рецептором 4 и активации высвобождения цитокинов макрофагами». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 107 (26): 11942–7. Bibcode:2010PNAS..10711942Y. Дои:10.1073 / pnas.1003893107. ЧВК  2900689. PMID  20547845.
  11. ^ Ян Х, Трейси К.Дж. (2010). «Нацеливание на HMGB1 при воспалении». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - механизмы регуляции генов. 1799 (1–2): 149–56. Дои:10.1016 / j.bbagrm.2009.11.019. ЧВК  4533842. PMID  19948257.
  12. ^ а б Паццалья С, Пиоли С (2019). «Многогранная роль PARP-1 в репарации ДНК и воспалении: патологические и терапевтические последствия при раке и нераковых заболеваниях». Клетки. 9 (1): 41. Дои:10.3390 / ячейки9010041. ЧВК  7017201. PMID  31877876.
  13. ^ Fagone P, Shedlock DJ, Bao H, Kawalekar OU, Yan J, Gupta D, Morrow MP, Patel A, Kobinger GP, Muthumani K, Weiner DB (ноябрь 2011 г.). «Молекулярный адъювант HMGB1 усиливает противогриппозный иммунитет во время ДНК-вакцинации». Генная терапия. 18 (11): 1070–7. Дои:10.1038 / gt.2011.59. ЧВК  4141626. PMID  21544096.
  14. ^ Curtin JF, Liu N, Candolfi M, Xiong W, Assi H, Yagiz K, Edwards MR, Michelsen KS, Kroeger KM, Liu C, Muhammad AK, Clark MC, Arditi M, Comin-Anduix B, Ribas A, Lowenstein PR, Кастро М.Г. (январь 2009 г.). «HMGB1 опосредует активацию эндогенного TLR2 и регрессию опухоли головного мозга». PLOS Медицина. 6 (1): e10. Дои:10.1371 / journal.pmed.1000010. ЧВК  2621261. PMID  19143470.
  15. ^ Имамура Т., Изуми Х., Нагатани Дж., Исэ Т., Номото М., Ивамото Ю., Коно К. (март 2001 г.). «Взаимодействие с р53 усиливает связывание модифицированной цисплатином ДНК белком группы 1 с высокой подвижностью». Журнал биологической химии. 276 (10): 7534–40. Дои:10.1074 / jbc.M008143200. PMID  11106654.
  16. ^ Dintilhac A, Bernués J (март 2002 г.). «HMGB1 взаимодействует со многими очевидно неродственными белками, распознавая короткие аминокислотные последовательности». Журнал биологической химии. 277 (9): 7021–8. Дои:10.1074 / jbc.M108417200. PMID  11748221.
  17. ^ Sims GP, Rowe DC, Rietdijk ST, Herbst R, Coyle AJ (2010). «HMGB1 и RAGE при воспалении и раке». Ежегодный обзор иммунологии. 28: 367–88. Дои:10.1146 / annurev.immunol.021908.132603. PMID  20192808.
  18. ^ Ибрагим З.А., Armor CL, Фиппс С., Суккар МБ (декабрь 2013 г.). «RAGE и TLR: родственники, друзья или соседи?». Молекулярная иммунология. 56 (4): 739–44. Дои:10.1016 / j.molimm.2013.07.008. PMID  23954397.
  19. ^ Park JS, Gamboni-Robertson F, He Q, Svetkauskaite D, Kim JY, Strassheim D, Sohn JW, Yamada S, Maruyama I, Banerjee A, Ishizaka A, Abraham E (март 2006 г.). «Белок коробки 1 с высокой подвижностью взаимодействует с множеством Toll-подобных рецепторов». Американский журнал физиологии. Клеточная физиология. 290 (3): C917-24. Дои:10.1152 / ajpcell.00401.2005. PMID  16267105.
  20. ^ Bianchi ME (сентябрь 2009 г.). «HMGB1 любит компанию». Журнал биологии лейкоцитов. 86 (3): 573–6. Дои:10.1189 / jlb.1008585. PMID  19414536.
  21. ^ Hreggvidsdóttir HS, Lundberg AM, Aveberger AC, Klevenvall L, Andersson U, Harris HE (март 2012 г.). «Комплексы белок 1 группы с высокой подвижностью (HMGB1) - молекула-партнер усиливают продукцию цитокинов за счет передачи сигналов через рецептор молекулы-партнера». Молекулярная медицина. 18 (2): 224–30. Дои:10.2119 / молмед.2011.00327. ЧВК  3320135. PMID  22076468.
  22. ^ Лотце М.Т., ДеМарко Р.А. (декабрь 2003 г.). «Работа со смертью: HMGB1 как новая мишень для лечения рака». Текущее мнение об исследуемых лекарствах. 4 (12): 1405–9. PMID  14763124.
  23. ^ Андерссон Ю., Оттестад В., Трейси К. (2020). «Внеклеточный HMGB1: терапевтическая мишень при тяжелом воспалении легких, включая COVID-19?». Молекулярная медицина. 26 (1): 42. Дои:10.1186 / s10020-020-00172-4. ЧВК  7203545. PMID  32380958.
  24. ^ а б Ито Х, Фудзита К., Тагава К., Чен Х, Хомма Х, Сасабэ Т., Симидзу Дж., Симидзу С., Тамура Т., Мурамацу С., Окадзава Х (январь 2015 г.). «HMGB1 способствует восстановлению повреждений митохондриальной ДНК и увеличивает продолжительность жизни мышей с мутантным атаксином-1». EMBO Молекулярная медицина. 7 (1): 78–101. Дои:10.15252 / emmm.201404392. ЧВК  4309669. PMID  25510912.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка