Эукариотический фактор инициации трансляции 4E-связывающий белок 1 (также известный как 4E-BP1) — это белок , который у людей кодируется геном EIF4EBP1 . [ 5] ингибирует кэп-зависимую трансляцию, связываясь с фактором инициации трансляции eIF4E. Фосфорилирование 4E-BP1 приводит к его высвобождению из eIF4E, тем самым позволяя кэп-зависимой трансляции продолжаться, тем самым увеличивая скорость синтеза белка. [6]
Фосфорилирование
Фосфорилированный 4E-BP1 считается маркером активации восходящей сигнализации (mTOR). 4E-BP1 имеет семь фосфосайтов, три наиболее важных из которых — это сайт инициации Thr 37/Thr 46, второй сайт Thr 70 и конечный сайт Ser65. Более того, фосфорилирование только Ser 65 и Thr 70 было недостаточно для блокирования ингибирования трансляции мРНК 4E-BP1, что предполагает, что для увеличения скорости синтеза белка необходимо объединить несколько событий фосфорилирования. [7]
Функция
Этот ген кодирует один из членов семейства белков-репрессоров трансляции. Белок напрямую взаимодействует с эукариотическим фактором инициации трансляции 4E ( eIF4E ), который является ограничивающим компонентом мультисубъединичного комплекса, который рекрутирует рибосомальные субъединицы 40S на 5'-конец мРНК. Взаимодействие этого белка с eIF4E ингибирует сборку комплекса и подавляет трансляцию. Этот белок фосфорилируется в ответ на различные сигналы, включая УФ-облучение и инсулиновую сигнализацию, что приводит к его диссоциации от eIF4E и активации кэп-зависимой трансляции мРНК. [8]
Высокий уровень фосфорилированного 4E-BP1 широко описан при раковых заболеваниях у человека и связан с худшим исходом при нескольких злокачественных новообразованиях. [9]
^ abc GRCh38: Ensembl выпуск 89: ENSG00000187840 – Ensembl , май 2017 г.
^ abc GRCm38: Ensembl выпуск 89: ENSMUSG00000031490 – Ensembl , май 2017 г.
^ "Human PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
^ "Mouse PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
^ Pause A, Belsham GJ, Gingras AC, Donzé O, Lin TA, Lawrence JC, Sonenberg N (ноябрь 1994 г.). «Инсулинозависимая стимуляция синтеза белка путем фосфорилирования регулятора функции 5'-cap». Nature . 371 (6500): 762–767. Bibcode :1994Natur.371..762P. doi :10.1038/371762a0. PMID 7935836. S2CID 4360955.
^ Pause A, Belsham GJ, Gingras AC, Donzé O, Lin TA, Lawrence JC, Sonenberg N (1994-10-27). "Инсулинозависимая стимуляция синтеза белка фосфорилированием регулятора функции 5'-cap". Nature . 371 (6500): 762–767. Bibcode :1994Natur.371..762P. doi :10.1038/371762a0. ISSN 0028-0836. PMID 7935836. S2CID 4360955.
^ Гинграс AC, Раф Б, Гиги С.П., Недзвецка А, Мирон М, Берли С.К., Полакевич Р.Д., Выслух-Цешинска А, Эберсольд Р., Зоненберг Н. (01.11.2001). «Иерархическое фосфорилирование ингибитора трансляции 4E-BP1». Гены и развитие . 15 (21): 2852–2864. дои : 10.1101/gad.912401 . ISSN 0890-9369. ПМК 312813 . ПМИД 11691836.
^ Qin X, Jiang B, Zhang Y (18 марта 2016 г.). «4E-BP1, многофакторно регулируемый многофункциональный белок». Cell Cycle . 15 (6): 781–786. doi :10.1080/15384101.2016.1151581. PMC 4845917 . PMID 26901143.
^ Руал Дж. Ф., Венкатесан К., Хао Т., Хиродзан-Кисикава Т., Дрико А., Ли Н., Берриз Г.Ф., Гиббонс Ф.Д., Дрезе М., Айви-Гедесу Н., Клитгорд Н., Саймон С., Боксем М., Мильштейн С., Розенберг Дж., Голдберг Д.С., Чжан Л.В., Вонг С.Л., Франклин Г., Ли С., Альбала Дж.С., Лим Дж., Фротон С., Лламосас Е., Чевик С., Бекс С., Ламеш П., Сикорски Р.С., Ванденхауте Дж., Зогби Х.И., Смоляр А., Босак С. , Секерра Р., Дусетт-Стамм Л., Кьюсик М.Е., Хилл Д.Е., Рот Ф.П., Видал М. (октябрь 2005 г.). «К карте сети белок-белковых взаимодействий человека в масштабе протеома». Природа . 437 (7062): 1173–8. Bibcode : 2005Natur.437.1173R. doi : 10.1038/nature04209. PMID 16189514. S2CID 4427026.
^ Ewing RM, Chu P, Elisma F, Li H, Taylor P, Climie S, McBroom-Cerajewski L, Robinson MD, O'Connor L, Li M, Taylor R, Dharsee M, Ho Y, Heilbut A, Moore L, Zhang S, Ornatsky O, Bukhman YV, Ethier M, Sheng Y, Vasilescu J, Abu-Farha M, Lambert JP, Duewel HS, Stewart II, Kuehl B, Hogue K, Colwill K, Gladwish K, Muskat B, Kinach R, Adams SL, Moran MF, Morin GB, Topaloglou T, Figeys D (2007). "Крупномасштабное картирование взаимодействий белок-белок человека с помощью масс-спектрометрии". Mol. Syst. Biol . 3 : 89. doi :10.1038/msb4100134. PMC 1847948. PMID 17353931 .
^ Mader S, Lee H, Pause A, Sonenberg N (сентябрь 1995 г.). «Фактор инициации трансляции eIF-4E связывается с общим мотивом, разделяемым фактором трансляции eIF-4 гамма и белками, связывающими трансляцию репрессорами 4E». Mol. Cell. Biol . 15 (9): 4990–7. doi :10.1128/MCB.15.9.4990. PMC 230746. PMID 7651417 .
^ Rao RD, Mladek AC, Lamont JD, Goble JM, Erlichman C, James CD, Sarkaria JN (октябрь 2005 г.). «Нарушение параллельных и сходящихся сигнальных путей способствует синергетическому противоопухолевому эффекту одновременного ингибирования mTOR и EGFR в клетках GBM». Neoplasia . 7 (10): 921–9. doi :10.1593/neo.05361. PMC 1502028 . PMID 16242075.
^ ab Eguchi S, Tokunaga C, Hidayat S, Oshiro N, Yoshino K, Kikkawa U, Yonezawa K (июль 2006 г.). «Различные роли мотивов TOS и RAIP трансляционного регуляторного белка 4E-BP1 в ассоциации с raptor и фосфорилирование mTOR в регуляции размера клеток». Genes Cells . 11 (7): 757–66. doi : 10.1111/j.1365-2443.2006.00977.x . PMID 16824195. S2CID 30113895.
^ Yang D, Brunn GJ, Lawrence JC (июнь 1999). «Мутационный анализ участков в трансляционном регуляторе PHAS-I, которые селективно фосфорилируются mTOR». FEBS Lett . 453 (3): 387–90. doi : 10.1016/s0014-5793(99)00762-0 . PMID 10405182. S2CID 5023204.
^ Patel J, McLeod LE, Vries RG, Flynn A, Wang X, Proud CG (июнь 2002 г.). «Клеточные стрессы глубоко подавляют синтез белка и модулируют состояния фосфорилирования множественных факторов трансляции». Eur. J. Biochem . 269 (12): 3076–85. doi : 10.1046/j.1432-1033.2002.02992.x . PMID 12071973.
^ Kumar V, Sabatini D, Pandey P, Gingras AC, Majumder PK, Kumar M, Yuan ZM, Carmichael G, Weichselbaum R, Sonenberg N, Kufe D, Kharbanda S (апрель 2000 г.). «Регулирование рапамицина и FKBP-мишени 1/млекопитающих мишени рапамицина и зависимая от кэпа инициация трансляции с помощью белка-тирозинкиназы c-Abl». J. Biol. Chem . 275 (15): 10779–87. doi : 10.1074/jbc.275.15.10779 . PMID 10753870.
^ Kumar V, Pandey P, Sabatini D, Kumar M, Majumder PK, Bharti A, Carmichael G, Kufe D, Kharbanda S (март 2000 г.). «Функциональное взаимодействие между RAFT1/FRAP/mTOR и протеинкиназой cdelta в регуляции кэп-зависимой инициации трансляции». EMBO J . 19 (5): 1087–97. doi :10.1093/emboj/19.5.1087. PMC 305647 . PMID 10698949.
^ Gingras AC, Gygi SP, Raught B, Polakiewicz RD, Abraham RT, Hoekstra MF, Aebersold R, Sonenberg N (июнь 1999 г.). «Регулирование фосфорилирования 4E-BP1: новый двухступенчатый механизм». Genes Dev . 13 (11): 1422–37. doi :10.1101/gad.13.11.1422. PMC 316780. PMID 10364159 .
^ Connolly E, Braunstein S, Formenti S, Schneider RJ (май 2006 г.). «Гипоксия ингибирует синтез белка через путь киназы 4E-BP1 и фактора удлинения 2, контролируемый mTOR и не связанный в клетках рака молочной железы». Mol. Cell. Biol . 26 (10): 3955–65. doi :10.1128/MCB.26.10.3955-3965.2006. PMC 1489005. PMID 16648488 .
^ Shen X, Tomoo K, Uchiyama S, Kobayashi Y, Ishida T (октябрь 2001 г.). «Структурное и термодинамическое поведение эукариотического фактора инициации 4E в супрамолекулярном образовании с 4E-связывающим белком 1 и аналогом кэпа мРНК, изученное спектроскопическими методами». Chem. Pharm. Bull . 49 (10): 1299–303. doi : 10.1248/cpb.49.1299 . PMID 11605658.
^ Adegoke OA, Chevalier S, Morais JA, Gougeon R, Kimball SR, Jefferson LS, Wing SS, Marliss EB (январь 2009 г.). «Fed-state clamp стимулирует клеточные механизмы анаболизма мышечных белков и модулирует утилизацию глюкозы у нормальных мужчин». Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab . 296 (1): E105–13. doi :10.1152/ajpendo.90752.2008. PMC 2636991. PMID 18957614 .
^ ab Hara K, Maruki Y, Long X, Yoshino K, Oshiro N, Hidayat S, Tokunaga C, Avruch J, Yonezawa K (июль 2002 г.). "Raptor, связывающий партнер цели рапамицина (TOR), опосредует действие TOR". Cell . 110 (2): 177–89. doi : 10.1016/s0092-8674(02)00833-4 . PMID 12150926. S2CID 6438316.
^ ab Wang L, Rhodes CJ, Lawrence JC (август 2006 г.). «Активация мишени рапамицина млекопитающих (mTOR) инсулином связана со стимуляцией связывания 4EBP1 с димерным комплексом mTOR 1». J. Biol. Chem . 281 (34): 24293–303. doi : 10.1074/jbc.M603566200 . PMID 16798736.
^ ab Wang X, Beugnet A, Murakami M, Yamanaka S, Proud CG (апрель 2005 г.). «Различные сигнальные события ниже по течению mTOR кооперируются для опосредования эффектов аминокислот и инсулина на белки, связывающие фактор инициации 4E». Mol. Cell. Biol . 25 (7): 2558–72. doi :10.1128/MCB.25.7.2558-2572.2005. PMC 1061630. PMID 15767663 .
^ Ha SH, Kim DH, Kim IS, Kim JH, Lee MN, Lee HJ, Kim JH, Jang SK, Suh PG, Ryu SH (декабрь 2006 г.). «PLD2 формирует функциональный комплекс с mTOR/raptor для передачи митогенных сигналов». Cell. Signal . 18 (12): 2283–91. doi :10.1016/j.cellsig.2006.05.021. PMID 16837165.
^ Beugnet A, Wang X, Proud CG (октябрь 2003 г.). "Цель рапамициновой (TOR)-сигнализации и мотивы RAIP играют различные роли в млекопитающем TOR-зависимом фосфорилировании белка 1, связывающего фактор инициации 4E". J. Biol. Chem . 278 (42): 40717–22. doi : 10.1074/jbc.M308573200 . PMID 12912989.
^ Nojima H, Tokunaga C, Eguchi S, Oshiro N, Hidayat S, Yoshino K, Hara K, Tanaka N, Avruch J, Yonezawa K (май 2003 г.). "Партнер млекопитающих по мишени рапамицина (mTOR), raptor, связывает субстраты mTOR p70 S6 киназу и 4E-BP1 через их сигнальный мотив TOR (TOS)". J. Biol. Chem . 278 (18): 15461–4. doi : 10.1074/jbc.C200665200 . PMID 12604610.
^ Kim DH, Sarbassov DD, Ali SM, King JE, Latek RR, Erdjument-Bromage H, Tempst P, Sabatini DM (июль 2002 г.). "mTOR взаимодействует с raptor, образуя комплекс, чувствительный к питательным веществам, который подает сигналы механизму роста клеток". Cell . 110 (2): 163–75. doi : 10.1016/s0092-8674(02)00808-5 . PMID 12150925. S2CID 4656930.
^ Long X, Lin Y, Ortiz-Vega S, Yonezawa K, Avruch J (апрель 2005 г.). «Rheb связывает и регулирует киназу mTOR». Curr. Biol . 15 (8): 702–13. Bibcode :2005CBio...15..702L. doi : 10.1016/j.cub.2005.02.053 . PMID 15854902. S2CID 3078706.
^ Такахаши Т., Хара К., Иноуэ Х., Кава Ю., Токунага С., Хидаят С., Ёсино К., Курода Ю., Ёнезава К. (сентябрь 2000 г.). «Карбоксильная область, консервативная среди киназ, связанных с фосфоинозитидкиназой, необходима для функции mTOR in vivo и in vitro». Генные клетки . 5 (9): 765–75. дои : 10.1046/j.1365-2443.2000.00365.x . PMID 10971657. S2CID 39048740.
^ Burnett PE, Barrow RK, Cohen NA, Snyder SH, Sabatini DM (февраль 1998 г.). "RAFT1 фосфорилирование трансляционных регуляторов p70 S6 киназы и 4E-BP1". Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 95 (4): 1432–7. Bibcode :1998PNAS...95.1432B. doi : 10.1073/pnas.95.4.1432 . PMC 19032 . PMID 9465032.
Дальнейшее чтение
Арменгол Г, Рохо Ф, Кастельви Х, Иглесиас К, Куатрекасас М, Понс Б, Базельга Х, Рамон и Кахаль С (2007). «4E-связывающий белок 1: ключевой молекулярный «фактор воронки» при раке человека, имеющий клинические последствия». Рак Рез . 67 (16): 7551–7555. дои : 10.1158/0008-5472.CAN-07-0881 . ПМИД 17699757.
Mader S, Lee H, Pause A, Sonenberg N (1995). «Фактор инициации трансляции eIF-4E связывается с общим мотивом, разделяемым фактором трансляции eIF-4 гамма и трансляционными репрессорами 4E-связывающими белками». Mol. Cell. Biol . 15 (9): 4990–7. doi : 10.1128/MCB.15.9.4990. PMC 230746. PMID 7651417.
Haystead TA, Haystead CM, Hu C, Lin TA, Lawrence JC (1994). «Фосфорилирование PHAS-I митоген-активируемой протеинкиназой (MAP). Идентификация участка, фосфорилируемого MAP-киназой in vitro и в ответ на инсулин в адипоцитах крыс». J. Biol. Chem . 269 (37): 23185–91. doi : 10.1016/S0021-9258(17)31637-X . PMID 8083223.
Haghighat A, Mader S, Pause A, Sonenberg N (1996). "Репрессия кэп-зависимой трансляции 4E-связывающим белком 1: конкуренция с p220 за связывание с эукариотическим фактором инициации-4E". EMBO J . 14 (22): 5701–9. doi :10.1002/j.1460-2075.1995.tb00257.x. PMC 394685 . PMID 8521827.
Руссо Д., Жинграс А.С., Паузе А., Соненберг Н. (1997). «Связывающие белки eIF4E 1 и 2 являются отрицательными регуляторами роста клеток». Онкоген . 13 (11): 2415–20. PMID 8957083.
Tsukiyama-Kohara K, Vidal SM, Gingras AC, Glover TW, Hanash SM, Heng H, Sonenberg N (1997). "Распределение тканей, геномная структура и картирование хромосом белков 1 и 2, связывающих фактор инициации 4E у мышей и человека". Genomics . 38 (3): 353–363. doi :10.1006/geno.1996.0638. PMID 8975712.
Fadden P, Haystead TA, Lawrence JC (1997). «Идентификация участков фосфорилирования в трансляционном регуляторе PHAS-I, которые контролируются инсулином и рапамицином в адипоцитах крыс». J. Biol. Chem . 272 (15): 10240–10247. doi : 10.1074/jbc.272.15.10240 . PMID 9092573.
Brunn GJ, Fadden P, Haystead TA, Lawrence JC (1998). «Цель рапамицина у млекопитающих фосфорилирует сайты, имеющие мотив (Ser/Thr)-Pro, и активируется антителами к области вблизи его конца COOH». J. Biol. Chem . 272 (51): 32547–32550. doi : 10.1074/jbc.272.51.32547 . PMID 9405468.
Burnett PE, Barrow RK, Cohen NA, Snyder SH, Sabatini DM (1998). "RAFT1 фосфорилирование трансляционных регуляторов p70 S6 киназы и 4E-BP1". Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 95 (4): 1432–1437. Bibcode :1998PNAS...95.1432B. doi : 10.1073/pnas.95.4.1432 . PMC 19032 . PMID 9465032.
Нью Л., Цзян Ю., Чжао М., Лю К., Чжу В., Флад Л.Дж., Като Ю., Парри Г.К., Хань Дж. (1998). «PRAK, новая протеинкиназа, регулируемая киназой p38 MAP». ЭМБО Дж . 17 (12): 3372–3384. дои : 10.1093/emboj/17.12.3372. ПМЦ 1170675 . ПМИД 9628874.
Heesom KJ, Avison MB, Diggle TA, Denton RM (1999). «Стимулируемая инсулином киназа из жировых клеток крысы, которая фосфорилирует белок 1, связывающий фактор инициации 4E, на сайте, нечувствительном к рапамицину (серин-111)». Biochem. J . 336 (1): 39–48. doi :10.1042/bj3360039. PMC 1219839 . PMID 9806882.
Waskiewicz AJ, Johnson JC, Penn B, Mahalingam M, Kimball SR, Cooper JA (1999). "Фосфорилирование белка-связывающего эукариот фактора инициации трансляции 4E протеинкиназой Mnk1 in vivo". Mol. Cell. Biol . 19 (3): 1871–80. doi :10.1128/MCB.19.3.1871. PMC 83980 . PMID 10022874.
Seeley TW, Wang L, Zhen JY (1999). «Фосфорилирование человеческого MAD1 киназой BUB1 in vitro». Biochem. Biophys. Res. Commun . 257 (2): 589–595. doi :10.1006/bbrc.1999.0514. PMID 10198256.
Gingras AC, Gygi SP, Raught B, Polakiewicz RD, Abraham RT, Hoekstra MF, Aebersold R, Sonenberg N (1999). "Регулирование фосфорилирования 4E-BP1: новый двухступенчатый механизм". Genes Dev . 13 (11): 1422–1437. doi :10.1101/gad.13.11.1422. PMC 316780. PMID 10364159 .
Yang D, Brunn GJ, Lawrence JC (1999). «Мутационный анализ участков в трансляционном регуляторе PHAS-I, которые селективно фосфорилируются mTOR». FEBS Lett . 453 (3): 387–390. doi : 10.1016/S0014-5793(99)00762-0 . PMID 10405182. S2CID 5023204.
Kim ST, Lim DS, Canman CE, Kastan MB (2000). «Субстратная специфичность и идентификация предполагаемых субстратов членов семейства киназ ATM». J. Biol. Chem . 274 (53): 37538–37543. doi : 10.1074/jbc.274.53.37538 . PMID 10608806.
Mothe-Satney I, Yang D, Fadden P, Haystead TA, Lawrence JC (2000). «Множественные механизмы контролируют фосфорилирование PHAS-I в пяти сайтах (S/T)P, которые управляют трансляционной репрессией». Mol. Cell. Biol . 20 (10): 3558–3567. doi :10.1128/MCB.20.10.3558-3567.2000. PMC 85648. PMID 10779345 .
Mothe-Satney I, Brunn GJ, McMahon LP, Capaldo CT, Abraham RT, Lawrence JC (2000). "Цель млекопитающих для рапамицин-зависимого фосфорилирования PHAS-I в четырех сайтах (S/T)P, обнаруженная фосфоспецифичными антителами". J. Biol. Chem . 275 (43): 33836–33843. doi : 10.1074/jbc.M006005200 . PMID 10942774.