ЛРП8 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Идентификаторы | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Псевдонимы | LRP8 , APOER2, HSZ75190, LRP-8, MCI1, белок 8, связанный с рецептором липопротеинов низкой плотности, белок 8, связанный с рецептором ЛПНП | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Внешние идентификаторы | ОМИМ : 602600; МГИ : 1340044; гомологен : 31250; Генные карты : LRP8; OMA :LRP8 — ортологи | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Викиданные | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Белок 8, связанный с рецептором липопротеинов низкой плотности ( LRP8 ), также известный как рецептор аполипопротеина E 2 ( ApoER2 ), представляет собой белок , который у людей кодируется геном LRP8 . [5] [6] [7] ApoER2 представляет собой рецептор клеточной поверхности , который является частью семейства рецепторов липопротеинов низкой плотности . Эти рецепторы функционируют в передаче сигнала и эндоцитозе специфических лигандов. Благодаря взаимодействию с одним из своих лигандов, рилином , ApoER2 играет важную роль в эмбриональной миграции нейронов и постнатальной долгосрочной потенциации . Другой рецептор семейства ЛПНП, VLDLR , также взаимодействует с рилином, и вместе эти два рецептора влияют на развитие и функционирование мозга. Снижение экспрессии ApoER2 связано с некоторыми неврологическими заболеваниями. [8]
ApoER2 — это белок, состоящий из 870 аминокислот. Он разделен на домен связывания лиганда из восьми областей связывания лиганда, домен, подобный EGF, содержащий три цистеин -богатых повтора, домен гликозилирования, связанный с O, из 89 аминокислот, трансмембранный домен из 24 аминокислот и цитоплазматический домен из 115 аминокислот, включая мотив NPXY. [9]
Каждая буква в мотиве NPXY представляет собой определенную аминокислоту, где N — аргинин , P — пролин , X — любая аминокислота, а Y — тирозин .
Все белки семейства рецепторов ЛПНП содержат цитоплазматический хвост с по крайней мере одним мотивом NPXY. Этот мотив важен для связывания внутриклеточных адаптерных белков и эндоцитоза . ApoER2 отличается от большинства других членов семейства рецепторов ЛПНП уникальной вставкой на своем цитоплазматическом хвосте. В ApoER2 есть богатая пролином вставка из 59 аминокислот, кодируемая альтернативно сплайсированным экзоном 19. Эта вставка допускает белковые взаимодействия, которые не могут происходить с другими рецепторами ЛПНП . Он связывает адаптерный белок PSD-95 , перекрестно связывая ApoER2 и рецепторы NMDA в процессе долговременной потенциации , а также специфически связывается с JIP-2 , важным взаимодействием в сигнальном пути JNK . Также предполагается, что эта вставка может снижать функцию ApoER2 в эндоцитозе липопротеинов , каким-то образом нарушая мотив NPXY. [8] [9]
ApoER2 играет важную роль в качестве рецептора в сигнальном пути рилина, который важен для развития мозга и постнатальной функции мозга. [10] Этот путь особенно влияет на кортикальную миграцию и долгосрочную потенциацию.
В процессе развития рилин секретируется клетками Кахаля-Ретциуса . Рилин действует как внеклеточный лиганд, связывающийся с ApoER2 и VLDLR на мигрирующих нейронах. Специфический остаток лизина на рилине связывается с первым повтором на домене связывания лиганда ApoER2. Это взаимодействие с двумя рецепторами активирует внутриклеточные процессы, которые начинаются с фосфорилирования Dab1, фосфорилированного тирозинкиназой белка, который кодируется геном DAB1 . Этот белок ассоциируется с мотивами NPXY на внутриклеточных хвостах ApoER2 и VLDLR. [11] После связывания с рилином Dab1 фосфорилируется двумя тирозинкиназами , Fyn и Src . Затем фосфорилированный Dab1 вызывает дальнейшую активацию этих двух киназ и других, включая фосфатидилинозитол-3-киназу (PI3K). Активация PI3K приводит к ингибирующему фосфорилированию тау-киназы гликогенсинтазы киназы 3 бета ( GSK3B ), что изменяет активность тау-белка, белка, участвующего в стабилизации микротрубочек. Эта трансдукция сочетается с активацией других путей, которые влияют на перестройку цитоскелета, необходимую для правильной миграции кортикальных клеток. [8] [10]
Результатом правильной миграции нейронов через кортикальную пластинку (КП) является расположение нейронов изнутри наружу, где более молодые нейроны мигрируют мимо более старых нейронов в их правильные места. Исследования на мутантных мышах reeler показывают, что отключение гена reeler приводит к аберрантной миграции, а также к расслоению снаружи внутрь, при котором более молодые нейроны неспособны перемещаться мимо более старых. Такое аномальное расслоение также наблюдается у мутантов VLDLR − apoER2 − и dab1 -, что указывает на важность всего этого пути в кортикальной миграции развивающегося эмбриона. [11]
Существует некоторая путаница относительно точной функции сигнального пути рилина в процессе миграции коры. Некоторые исследования показали, что высвобождение рилина необходимо для инициирования движения клеток в надлежащее место, тогда как другие показали, что это часть процесса завершения миграции. Эти противоречивые результаты заставили исследователей предположить, что он играет роль в обоих процессах посредством взаимодействия с различными молекулами на разных стадиях миграции нейронов . [11]
После развития рилин секретируется в коре и гиппокампе гамма-аминомасляной кислотой-ергическими интернейронами. Связываясь с ApoER2 в гиппокампе, он играет роль в активации рецептора NMDA , которая необходима для долговременной потенциации, механизма, посредством которого два нейрона получают более сильную, более длительную передачу из-за одновременной активации. Повышенная синаптическая пластичность , связанная с этим процессом, имеет важное значение для развития памяти и пространственного обучения. [8] Исследования на мышах показали, что меньшая экспрессия ApoER2 приводит к нарушению пространственного обучения, обучению, обусловленному страхом, и небольшому нарушению гиппокампа. [10]
В гиппокампе ApoER2 образует комплекс с рецепторами NMDA через белок-адаптер PSD-95 . Когда рилин связывает ApoER2, он инициирует фосфорилирование тирозина рецепторов NMDA. Это происходит через активацию Dab-1 киназ семейства Src , которые, как было показано, играют роль в регуляции синаптической пластичности. VLDLR также действует как рецептор, связанный с ApoER2, как он это делает во время развития, но его роль не совсем понятна. [10] ApoER2 играет более важную роль в этом процессе, скорее всего, из-за его способности связывать белок-адаптер PSD-95 через вставку из 59 аминокислот на его цитоплазматическом хвосте. Исследования на мышах показали, что отключение ApoER2 или только альтернативно сплайсированного экзона 19 вызывает гораздо большее нарушение LTP, чем отключение VLDLR. [9]
Аполипопротеин E (ApoE) играет важную роль в гомеостазе фосфолипидов и холестерина. После связывания ApoER2, ApoE попадает в клетку и может оставаться во внутриклеточном пространстве, транспортироваться на поверхность клетки или деградировать. Связывание ApoE приводит к расщеплению ApoER2 на секретируемые белки под действием гамма-секретазы плазматической мембраны . ApoE может быть сигнальным лигандом, ответственным за роль ApoER2 в модуляции сигнального пути JNK . [9] [10]
FE65 — это внутриклеточный белок, который связывается с мотивом NPXY ApoER2 и играет роль в связывании других белков, таких как белок-предшественник амилоида , с ApoER2. Этот белок помогает в миграционных функциях клетки. Исследования нокаута FE65 показали связь с лиссэнцефалией . [9]
JIP1 и JIP2 участвуют в сигнальном пути JNK и взаимодействуют с экзоном 19 ApoER2. Для JIP2 взаимодействие с экзоном 19 ApoER2 осуществляется через домен PID. Это взаимодействие привело исследователей к мысли, что ApoER2 участвует во многих взаимодействиях на поверхности клеток. [9]
Селенопротеин P переносит микроэлемент селен из печени в яички и мозг и связывается с ApoER2 в этих областях. ApoER2 функционирует для интернализации этого комплекса для поддержания нормального уровня селена в этих клетках. [9] Селен необходим в яичках для правильного развития сперматозоидов. У мышей, у которых была отключена экспрессия ApoER2 или селенопротеина P, наблюдаются нарушения развития сперматозоидов и снижение фертильности. В мозге дефицит селена и механизмов поглощения селена приводит к повреждению мозга. [12]
Тромбоспондин — это белок, обнаруженный во внеклеточном матриксе , который конкурирует с рилином за связывание ApoER2. Он участвует в межклеточной коммуникации и миграции нейронов, а также вызывает активацию Dab1. F-спондин — это секретируемый белок, который также связывает ApoER2 и приводит к фосфорилированию Dab1. [9]
Болезнь Альцгеймера является наиболее распространенной формой деменции, и исследования показали, что манипуляция путями, включающими LRP8/ApoER2, может привести к заболеванию. Определенные аллели , такие как apoe , app , ps1 и ps2 , могут привести к генетической предрасположенности к заболеванию. [13] Снижение экспрессии LRP8 наблюдается у пациентов с болезнью Альцгеймера. Примером снижения экспрессии LRP8 является ситуация, когда гамма-секретаза расщепляет LRP8, а также лигандный амилоидный белок-предшественник (APP). Продукты деградации контролируют факторы транскрипции, которые приводят к экспрессии белка тау . Каскадная дисфункция, вызванная измененной экспрессией гена, может быть связана с болезнью Альцгеймера. [14]
Наличие отложений белка бета-амилоида (Aβ) в нейрональном внеклеточном пространстве является одним из признаков болезни Альцгеймера. Роль ApoER2 в болезни Альцгеймера важна, но не до конца понята. Новые данные свидетельствуют о том, что ApoER2 играет важную роль в регуляции образования бета-амилоида в мозге. Пептид бета-амилоида образуется в результате расщепления APP гамма-секретазой. [15] ApoER2 снижает транспортировку APP, изменяя расщепление. Это взаимодействие снижает эндоцитоз APP , что приводит к увеличению продукции бета-амилоида. Кроме того, экспрессия ApoER2 во внутриклеточных компартментах приводит к повышению активности гамма-секретазы, протеазы, которая расщепляет APP на Aβ. [15] [16]
Варианты сплайсинга ApoER2 могут действовать как рецептор для альфа-2-макроглобулина , который может играть роль в клиренсе комплекса альфа-2-макроглобулин/протеиназа. Протеазы могут играть роль в синаптической пластичности, балансируя протеолитическую активность и ингибирование, которое контролируется протеолитическими ингибиторами, такими как альфа-2-макроглобулин. Исследования показали, что высокое присутствие альфа-2-макроглобулина присутствует в невритических бляшках у многих пациентов с болезнью Альцгеймера. Выделение кДНК , кодирующей белки, связанные с Aβ, использовалось для обнаружения альфа-2-макроглобулина. Эти открытия могут связывать альфа-2-макроглобулин и его рецепторы, одним из которых является ApoER2, с болезнью Альцгеймера. [17]
Взаимодействие ApoER2 с рилином и ApoE имеет значение при болезни Альцгеймера. Связывание рилина с ApoER2 приводит к каскаду сигналов, которые модулируют функции рецептора NMDA . ApoE конкурирует с рилином за связывание с ApoER2, что приводит к ослаблению сигнализации рилина. Снижение сигнализации рилина приводит к нарушению пластичности нейронов и увеличению фосфорилирования тау -белка, который является белком, стабилизирующим микротрубочки , который широко распространен в центральной нервной системе (ЦНС), производя нейрофибриллярные клубки , которые участвуют в болезни Альцгеймера. [18]
Антифосфолипидный синдром — это аутоиммунное заболевание, характеризующееся тромбозом и осложнениями во время беременности, часто приводящими к гибели плода . Оно вызвано наличием антител против анионных фосфолипидов и β2-гликопротеина I (β2GPI). Антитела против β2GPI наиболее распространены в возникновении симптомов заболевания. При связывании с антителом β2GPI начинает взаимодействовать с моноцитами , эндотелиальными клетками и тромбоцитами . Считается, что ApoER2 играет ключевую роль в процессе связывания тромбоцитов. β2GPI имеет надлежащий сайт связывания для взаимодействия с ApoER2 и другими рецепторами семейства ЛПНП, и предполагается, что комплексы антитело/β2GPI взаимодействуют с ApoER2 на тромбоцитах. Это вызывает фосфорилирование p38MAPкиназы , что приводит к образованию тромбоксана A2 . Тромбоксан А2 активирует больше тромбоцитов, и это приводит к большей вероятности образования тромбов . Также есть предположение, что комплексы антитела/β2GPI сенсибилизируют другие типы клеток через различные рецепторы семейства ЛПНП, что приводит к менее распространенным симптомам, нежели тромбоз. [19]
Было обнаружено, что ApoER2 способствует устойчивости к ферроптозу при раке . Потеря ApoER2 приводит к недостаточному уровню селена, что приводит к нарушению трансляции ключевого регулятора ферроптоза и селенопротеина GPX4 . [20]
Сниженная экспрессия ApoER2 в лимфоцитах периферической крови может способствовать развитию большого депрессивного расстройства (БДР) у некоторых пациентов. Большое депрессивное расстройство является наиболее распространенным психиатрическим расстройством, при котором у людей проявляются симптомы низкой самооценки и потери интереса к удовольствиям. Изучая уровни мРНК ApoER2 , были обнаружены низкие уровни ApoER2. Результаты экспериментов показали, что это может быть связано с транскрипционными изменениями в лимфоцитах. Однако низкие уровни ApoER2, по-видимому, не коррелируют с тяжестью или продолжительностью заболевания. Он только помогает в качестве маркера признака при идентификации заболевания. Влияние низких уровней функции мРНК ApoER2, связанных с заболеванием, остается неизвестным. [21]