ДНК-связывающий белок TAR 43 - TAR DNA-binding protein 43

TARDBP
Белок TARDBP PDB 1wf0.png
Доступные конструкции
PDB Ортолог поиск: PDBe RCSB
Идентификаторы
Псевдонимы TARDBP , ALS10, TDP-43, ДНК-связывающий белок TAR
Внешние идентификаторы OMIM : 605078 MGI : 2387629 HomoloGene : 7221 GeneCards : TARDBP
Ортологи
Разновидность Человек Мышь
Entrez
Ансамбль
UniProt
RefSeq (мРНК)

NM_007375

RefSeq (белок)

NP_031401
NP_031401.1

Расположение (UCSC) Chr 1: 11.01 - 11.03 Мб Chr 4: 148,61 - 148,63 Мб
PubMed поиск
Викиданные
Просмотр / редактирование человека Просмотр / редактирование мыши

ТАР ДНК-связывающий белок 43 ( TDP-43 , транзактивной ДНК ответ связывающий белок 43  кДа ), представляет собой белок , который у человека кодируется TARDBP гена .

Состав

TDP-43 состоит из 414 аминокислотных остатков . Он состоит из 4 доменов : N-концевой домен, охватывающий остатки 1-76 (NTD) с четко определенной складкой, который, как было показано, образует димер или олигомер ; 2 высококонсервативных мотива узнавания свернутой РНК, охватывающие остатки 106-176 (RRM1) и 191-259 (RRM2), соответственно, необходимые для связывания РНК и ДНК- мишени ; неструктурированный C-концевой домен, включающий остатки 274-414 (CTD), который содержит богатую глицином область, участвует во взаимодействиях белок-белок и несет в себе большинство мутаций, связанных с семейным боковым амиотрофическим склерозом .

Был очищен весь белок, лишенный крупных солюбилизирующих меток. Полноразмерный белок представляет собой димер. Димер образуется из-за самовзаимодействия между двумя доменами NTD, где димеризация может распространяться с образованием олигомеров более высокого порядка.

Белковая последовательность также имеет сигнал ядерной локализации (NLS, остатки 82–98), бывший сигнал ядерного экспорта (остатки NES 239–250) и 3 предполагаемых сайта расщепления каспазой-3 (остатки 13, 89, 219).

Функция

TDP-43 представляет собой репрессор транскрипции, который связывается с интегрированной в хромосомы ДНК TAR и подавляет транскрипцию ВИЧ-1 . Кроме того, этот белок регулирует альтернативный сплайсинг гена CFTR . В частности, TDP-43 представляет собой фактор сплайсинга, связывающийся с соединением интрон8 / экзон9 гена CFTR и с областью интрон2 / экзон3 гена апоА-II. Похожий псевдоген присутствует на хромосоме 20.

Было показано, что TDP-43 связывает как ДНК, так и РНК и выполняет множество функций в репрессии транскрипции, сплайсинге пре-мРНК и регуляции трансляции. Недавняя работа охарактеризовала сайты связывания по всему транскриптому, показав, что тысячи РНК связаны с TDP-43 в нейронах.

Первоначально TDP-43 был идентифицирован как репрессор транскрипции, который связывается с ДНК интегрированного в хромосомы элемента ответа на трансактивацию (TAR) и подавляет транскрипцию ВИЧ-1 . Сообщалось также, что он регулирует альтернативный сплайсинг гена CFTR и гена апоА-II .

В моторных нейронах спинного мозга TDP-43, как было показано, у людей является мРНК-связывающим белком с низким молекулярным весом нейрофиламента (hNFL). Также было показано, что он является фактором реакции нейрональной активности в дендритах нейронов гиппокампа, что позволяет предположить его возможную роль в регуляции стабильности, транспорта и локальной трансляции мРНК в нейронах.

Было продемонстрировано, что ионы цинка способны вызывать агрегацию эндогенного TDP-43 в клетках. Более того, цинк может связываться с РНК-связывающим доменом TDP-43 и индуцировать образование амилоидоподобных агрегатов in vitro.

Ремонт ДНК

TDP-43 белок является ключевым элементом негомологичной конца присоединения (NHEJ) ферментативный путь , который ремонт ДНК двунитевых разрывов (ДР) в плюрипотентных стволовых клеток -derived двигательных нейронов . TDP-43 быстро набрана в DSBs , где он выступает в качестве каркаса для дальнейшего набора из XRCC4 - ДНК - лигазы белкового комплекса , который затем действует , чтобы запечатать разрывы ДНК. В двигательных нейронах, полученных из нервных стволовых клеток человека, истощенных по TDP-43, а также в образцах спинного мозга у пациентов со спорадическим БАС наблюдается значительное накопление DSB и сниженные уровни NHEJ.

Клиническое значение

Гипер- фосфорилируется , убиквитинируются и расщепляются форма TDP43 известно как патологический TDP43-является основным белок заболевания в убиквитин -положительного, Тау и альфа-синуклеин -отрицательное лобно - височная деменция (FTLD-TDP, ранее называемый FTLD -U) и при боковом амиотрофическом склерозе (БАС). Повышенные уровни белка TDP-43 также были выявлены у лиц с диагнозом хроническая травматическая энцефалопатия , а также были связаны с БАС, что привело к заключению, что спортсмены, перенесшие множественные сотрясения мозга и другие виды травм головы, подвергаются повышенному риску как энцефалопатия, так и заболевание двигательных нейронов (БАС). Аномалии TDP-43 также встречаются у важной подгруппы пациентов с болезнью Альцгеймера , коррелируя с показателями клинических и невропатологических особенностей. Неправильно свернутый TDP-43 обнаруживается в мозге пожилых людей старше 85 лет с преобладающей лимбической возрастной энцефалопатией , связанной с TDP-43 (ПОЗДНЕЕ), формой деменции. Новые моноклональные антитела, 2G11 и 2H1, были разработаны для определения различных типов включения TDP-43, которые встречаются при нейродегенеративных заболеваниях, без использования гиперфосфорилированных эпитопов. Эти антитела были индуцированы против эпитопа в домене RRM2 (аминокислотные остатки 198-216).

ВИЧ- 1, возбудитель синдрома приобретенного иммунодефицита (СПИД), содержит геном РНК, который продуцирует интегрированную в хромосому ДНК во время репликативного цикла. Активация экспрессии гена ВИЧ-1 трансактиватором «Tat» зависит от регуляторного элемента РНК (TAR), расположенного «ниже по течению» (т.е. подлежащего транскрипции в более поздний момент времени) сайта инициации транскрипции.

Мутации в гене TARDBP связаны с нейродегенеративными расстройствами, включая лобно-височную долевую дегенерацию и боковой амиотрофический склероз (БАС). В частности, мутанты TDP-43 M337V и Q331K изучаются на предмет их роли в БАС. Цитоплазматическая патология TDP-43 является доминирующим гистопатологическим признаком мультисистемной протеинопатии . N-концевой домен, который вносит важный вклад в агрегацию С-концевой области, имеет новую структуру с двумя отрицательно заряженными петлями. Недавнее исследование продемонстрировало, что клеточный стресс может вызвать аномальную цитоплазматическую неправильную локализацию TDP-43 в моторных нейронах спинного мозга in vivo, что дает представление о том, как патология TDP-43 может развиваться у спорадических пациентов с БАС.

использованная литература

дальнейшее чтение

внешние ссылки