БНИП3
Ген, кодирующий белок у вида Homo sapiens
БНИП3
Доступные структуры
ПДБПоиск ортолога: PDBe RCSB
Идентификаторы
ПсевдонимыBNIP3 , NIP3, BCL2/аденовирусный E1B 19kDa взаимодействующий белок 3, BCL2 взаимодействующий белок 3, HABON
Внешние идентификаторыОМИМ : 603293; МГИ : 109326; гомологен : 2990; GeneCards : BNIP3; OMA :BNIP3 — ортологи
Ортологи
РазновидностьЧеловекМышь
Энтрез

664

12176

Ансамбль

ENSG00000176171

ENSMUSG00000078566

UniProt

Q12983

О55003

РефСек (мРНК)

NM_004052

NM_009760

RefSeq (белок)

NP_004043

NP_033890

Местоположение (UCSC)Хр 10: 131,97 – 131,98 МбХр 7: 138.49 – 138.51 Мб
Поиск в PubMed[3][4]
Викиданные
Просмотр/редактирование человекаПросмотр/редактирование мыши

Белок 3, взаимодействующий с белком BCL2/аденовируса E1B 19 кДа, представляет собой белок, обнаруженный у людей и кодируемый геном BNIP3 . [ 5]

BNIP3 является членом семейства апоптотических белков Bcl-2 . Он может вызывать гибель клеток, одновременно помогая выживанию клеток. Как и многие белки семейства Bcl-2, BNIP3 модулирует состояние проницаемости внешней митохондриальной мембраны, образуя гомо- и гетероолигомеры внутри мембраны. [6] Повышение регуляции приводит к снижению митохондриального потенциала, увеличению активных форм кислорода, набуханию и делению митохондрий и увеличению оборота митохондрий посредством аутофагии. [7] Сходство последовательностей с членами семейства Bcl-2 не обнаружено. Люди и другие животные ( Drosophila , Caenorhabditis ), а также низшие эукариоты ( Dictyostelium , Trypanosoma , Cryptosporidium , Paramecium ) кодируют несколько паралогов BNIP3, включая человеческий NIP3L, который вызывает апоптоз, взаимодействуя с вирусными и клеточными антиапоптозными белками.

Структура

Правосторонняя параллельная спираль-спиральная структура домена с богатым водородными связями His-Ser узлом в середине мембраны, доступность узла для воды и непрерывная гидрофильная дорожка через мембрану предполагают, что домен может обеспечить ионно-проводящий путь через мембрану. Включение трансмембранного домена BNIP3 в искусственный липидный бислой привело к увеличению проводимости, зависящему от pH. Некрозоподобная гибель клеток, вызванная BNIP3, может быть связана с этой активностью. [8]

Функция

BNIP3 взаимодействует с белком E1B 19 кДа, который отвечает за защиту от вирусно-индуцированной клеточной смерти, а также с E1B 19 кДа-подобными последовательностями BCL2, также апоптотическим протектором. Этот ген содержит домен BH3 и трансмембранный домен, которые связаны с проапоптотической функцией. Известно, что димерный митохондриальный белок, кодируемый этим геном, вызывает апоптоз даже в присутствии BCL2. [9] Изменение экспрессии BNIP3 у других членов семейства Bcl-2, измеренное с помощью количественной ПЦР, отражает важные характеристики злокачественной трансформации и определяется как маркеры устойчивости к клеточной смерти, ключевого признака рака. [10]

Реакция переноса

Реакция, катализируемая BNIP3:

малые молекулы (выход) ⇌ малые молекулы (вход)

Аутофагия

Аутофагия важна для переработки клеточного содержимого и продления жизни клетки. Ханна и др. показывают, что BNIP3 и LC3 взаимодействуют для удаления эндоплазматического ретикулума и митохондрий. [11] Когда неактивный BNIP3 активируется на мембране митохондрий, они образуют гомодимеры, где LC3 может связываться с мотивом LC3-взаимодействующей области (LIR) на BNIP3 и облегчает образование аутофагосомы. [11] [12] Интересно, что при нарушении взаимодействия BNIP3 и LC3 исследователи обнаружили, что аутофагия была снижена, но не полностью стерта. Это говорит о том, что BNIP3 — не единственный рецептор на митохондриях и ЭР, способствующий аутофагии. [11]

Эта связь между аутофагией и BNIP3 широко поддерживается во многих исследованиях. В обработанных церамидом и триоксидом мышьяка злокачественных клетках глиомы повышенная экспрессия BNIP3 приводила к митохондриальной деполяризации и аутофагии. [13] [14]

Аутофагическая гибель клеток

Было показано, что повышенная экспрессия BNIP3 вызывает гибель клеток различными способами в нескольких клеточных линиях. BNIP3 может вызывать классический апоптоз посредством активации цитохрома c и каспазы в некоторых клетках, в то время как в других клетках происходит аутофагическая гибель клеток, происходящая в отсутствие apaf-1, каспазы-1 или каспазы 3 и без высвобождения цитохрома c. [7] [15]

Однако до сих пор остается неясным, является ли гибель клеток следствием избыточной аутофагии или другого механизма. Гибель клеток вследствие избыточной аутофагии была показана только экспериментально, а не в моделях млекопитающих in vivo . Крёмер и Левин считают, что это название неверно, поскольку гибель клеток обычно происходит при аутофагии, а не посредством аутофагии. [16]

Формирование памяти NK-клеток

Врожденная иммунная система, как правило, не обладает свойствами памяти, но новые исследования доказали обратное. В 2017 году О'Салливан и др. обнаружили, что BNIP3 и BNIP3L играют необходимую роль в содействии формированию памяти NK-клеток. [17] Экспрессия BNIP3 в NK-клетках снижается при вирусной инфекции, поскольку происходит пролиферация NK-клеток, но возвращается к своим базовым значениям к 14-му дню и через фазу сокращения. [17] Используя мышей с нокаутом BNIP3, они обнаружили значительное снижение выживаемости NK-клеток, что позволяет предположить, что они важны для поддержания выживания NK-клеток памяти. [17] Кроме того, отслеживая количество и качество митохондрий, они обнаружили, что BNIP3 необходим для очистки дисфункциональных митохондрий с низким мембранным потенциалом и снижения накопления ROS для содействия выживанию клеток. [17] BNIP3L также был протестирован и, как было обнаружено, играет не избыточную роль в выживании клеток. [17]

Активность в митохондриальной мембране

Интеграция

Различные стимулы, такие как снижение внутриклеточного pH, повышение концентрации цитозольного кальция и другие токсические стимулы, могут вызывать интеграцию BNIP3 во внешнюю митохондриальную мембрану (OMM). [18] После интеграции его N-конец остается в цитоплазме, в то время как он остается прикрепленным к OMM через свой C-концевой трансмембранный домен (TMD). [19] TMD необходим для нацеливания BNIP3 на митохондрии, гомодимеризации и проапоптотической функции. [20] [21] [22] Его удаление приводит к неспособности вызывать аутофагию. [11] После интеграции в OMM BNIP3 существует как неактивный мономер до активации.

Активация

При активации BNIP3 может образовывать гетеродимеры с BCL2 и BCL-XL и связываться с самим собой. [15] Было показано, что различные условия вызывают активацию и апрегуляцию. Было показано, что гипоксия вызывает транскрипционную апрегуляцию BNIP3 через HIF1-зависимый путь в p53-независимой манере в клетках HeLa, клетках скелетных мышц человека и кардиомиоцитах взрослых крыс. [23]

Используя фосфомиметики BNIP3 в клетках HEK 293, исследователи обнаружили, что фосфорилирование C-конца BNIP3 необходимо для предотвращения повреждения митохондрий и содействия выживанию клеток, позволяя происходить значительному количеству аутофагии без индукции гибели клеток. [7] Такие факторы, как уровни цАМФ и цГМФ, доступность кальция и факторы роста, такие как IGF и EGF, могут влиять на эту активность киназы. [7]

Взаимодействия

Было показано, что BNIP3 взаимодействует с CD47 , [24] BCL2-подобным белком 1 [20] и Bcl-2 . [5] [20]

Ссылки

  1. ^ abc GRCh38: Ensembl выпуск 89: ENSG00000176171 – Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ abc GRCm38: Ensembl выпуск 89: ENSMUSG00000078566 – Ensembl , май 2017 г.
  3. ^ "Human PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  4. ^ "Mouse PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  5. ^ ab Boyd JM, Malstrom S, Subramanian T, Venkatesh LK, Schaeper U, Elangovan B, et al. (октябрь 1994 г.). «Аденовирусные белки E1B 19 кДа и Bcl-2 взаимодействуют с общим набором клеточных белков». Cell . 79 (2): 341– 51. doi :10.1016/0092-8674(94)90202-X. PMID  7954800. S2CID  38609845.
  6. ^ Сассоне Дж., Кольчаго С., Марки П., Акарди С., Альберти Л., Ди Пардо А. и др. (январь 2010 г.). «Мутантный хантингтин индуцирует активацию белка, взаимодействующего с Bcl-2/аденовирусом E1B 19-кДа (BNip3)». Смерть клеток и болезни . 1 (1): e7. дои : 10.1038/cddis.2009.6. ПМК 3032515 . ПМИД  21364626. 
  7. ^ abcd Liu KE, Frazier WA (2015-06-23). ​​"Фосфорилирование C-конца BNIP3 ингибирует повреждение митохондрий и гибель клеток, не блокируя аутофагию". PLOS ONE . ​​10 (6): e0129667. Bibcode :2015PLoSO..1029667L. doi : 10.1371/journal.pone.0129667 . PMC 4477977 . PMID  26102349. 
  8. ^ Бочаров EV, Пустовалова YE, Павлов KV, Волынский PE, Гончарук MV, Ермолюк YS, и др. (июнь 2007). "Уникальная димерная структура трансмембранного домена BNip3 предполагает мембранную пермеабилизацию как триггер клеточной смерти". Журнал биологической химии . 282 (22): 16256– 66. doi : 10.1074/jbc.M701745200 . PMID  17412696.
  9. ^ «Ген Entrez: BNIP3 BCL2/белок взаимодействия аденовируса E1B 19kDa 3».
  10. ^ Menyhárt O, Harami-Papp H, Sukumar S, Schäfer R, Magnani L, de Barrios O, Győrffy B (декабрь 2016 г.). «Руководство по выбору функциональных анализов для оценки признаков рака». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) — Обзоры рака . 1866 (2): 300–319 . doi : 10.1016/j.bbcan.2016.10.002 . hdl : 10044/1/42912 . PMID  27742530.
  11. ^ abcd Hanna RA, Quinsay MN, Orogo AM, Giang K, Rikka S, Gustafsson AB (июнь 2012 г.). «Связанная с микротрубочками легкая цепь белка 1 (LC3) взаимодействует с белком Bnip3 для селективного удаления эндоплазматического ретикулума и митохондрий посредством аутофагии». Журнал биологической химии . 287 (23): 19094– 104. doi : 10.1074/jbc.M111.322933 . PMC 3365942. PMID  22505714 . 
  12. ^ Birgisdottir AB, Lamark T, Johansen T (август 2013 г.). «Мотив LIR — решающий для селективной аутофагии». Journal of Cell Science . 126 (Pt 15): 3237– 47. doi : 10.1242/jcs.126128 . PMID  23908376.
  13. ^ Kanzawa T, Zhang L, Xiao L, Germano IM, Kondo Y, Kondo S (февраль 2005 г.). «Триоксид мышьяка индуцирует аутофагическую гибель клеток злокачественной глиомы путем повышения регуляции белка смерти митохондриальных клеток BNIP3». Онкоген . 24 (6): 980–91 . doi : 10.1038/sj.onc.1208095 . PMID  15592527.
  14. ^ Daido S, Kanzawa T, Yamamoto A, Takeuchi H, Kondo Y, Kondo S (июнь 2004 г.). «Основная роль фактора смерти клеток BNIP3 в аутофагической гибели клеток, вызванной церамидом, в злокачественных клетках глиомы». Cancer Research . 64 (12): 4286– 93. doi : 10.1158/0008-5472.CAN-03-3084 . PMID  15205343.
  15. ^ ab Zhang J, Ney PA (июль 2009). «Роль BNIP3 и NIX в клеточной смерти, аутофагии и митофагии». Cell Death and Differentiation . 16 (7): 939– 46. doi :10.1038/cdd.2009.16. PMC 2768230. PMID 19229244  . 
  16. ^ Kroemer G, Levine B (декабрь 2008 г.). «Аутофагическая смерть клеток: история неправильного названия». Nature Reviews. Molecular Cell Biology . 9 (12): 1004– 10. doi :10.1038/nrm2529. PMC 2727358. PMID  18971948 . 
  17. ^ abcde O'Sullivan TE, Johnson LR, Kang HH, Sun JC (август 2015 г.). «BNIP3- и BNIP3L-опосредованная митофагия способствует формированию памяти естественных клеток-киллеров». Иммунитет . 43 (2): 331– 42. doi :10.1016/j.immuni.2015.07.012. PMC 5737626. PMID  26253785 . 
  18. ^ Graham RM, Thompson JW, Wei J, Bishopric NH, Webster KA (сентябрь 2007 г.). «Регулирование путей смерти Bnip3 кальцием, фосфорилированием и гипоксией-реоксигенацией». Антиоксиданты и окислительно-восстановительная сигнализация . 9 (9): 1309– 15. doi :10.1089/ars.2007.1726. PMID  17638546.
  19. ^ Vande Velde C, Cizeau J, Dubik D, Alimonti J, Brown T, Israels S и др. (август 2000 г.). «BNIP3 и генетический контроль некрозоподобной клеточной смерти через пору перехода проницаемости митохондрий». Молекулярная и клеточная биология . 20 (15): 5454–68 . doi :10.1128/mcb.20.15.5454-5468.2000. PMC 85997. PMID  10891486 . 
  20. ^ abc Ray R, Chen G, Vande Velde C, Cizeau J, Park JH, Reed JC и др. (январь 2000 г.). «BNIP3 гетеродимеризуется с Bcl-2/Bcl-X(L) и вызывает гибель клеток независимо от домена гомологии Bcl-2 3 (BH3) как в митохондриальных, так и в немитохондриальных участках». Журнал биологической химии . 275 (2): 1439– 48. doi : 10.1074/jbc.275.2.1439 . PMID  10625696.
  21. ^ Chen G, Ray R, Dubik D, Shi L, Cizeau J, Bleackley RC и др. (декабрь 1997 г.). «Связывающий белок E1B 19K/Bcl-2 Nip3 — это димерный митохондриальный белок, активирующий апоптоз». Журнал экспериментальной медицины . 186 (12): 1975– 83. doi :10.1084/jem.186.12.1975. PMC 2199165. PMID  9396766 . 
  22. ^ Kubli DA, Quinsay MN, Huang C, Lee Y, Gustafsson AB (ноябрь 2008 г.). «Bnip3 функционирует как митохондриальный сенсор окислительного стресса во время ишемии миокарда и реперфузии». American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology . 295 (5): H2025-31. doi :10.1152/ajpheart.00552.2008. PMC 2614576. PMID  18790835 . 
  23. ^ Azad MB, Chen Y, Henson ES, Cizeau J, McMillan-Ward E, Israels SJ, Gibson SB (февраль 2008 г.). «Гипоксия вызывает аутофагическую гибель клеток, компетентных в апоптозе, посредством механизма, включающего BNIP3». Аутофагия . 4 (2): 195– 204. doi :10.4161/auto.5278. PMC 3164855 . PMID  18059169. 
  24. ^ Лами Л., Тиккиони М., Рукетт-Джазданян АК., Сэмсон М., Декерт М., Гринберг АХ., Бернард А. (июнь 2003 г.). «CD47 и взаимодействующий белок-3 массой 19 кДа (BNIP3) при апоптозе Т-клеток». Журнал биологической химии . 278 (26): 23915– 21. doi : 10.1074/jbc.M301869200 . PMID  12690108.

Дальнейшее чтение

  • Катаока Н., Оно М., Мода И., Шимура И. (сентябрь 1995 г.). «Идентификация факторов, взаимодействующих с NCBP, ядерным кэп-связывающим белком массой 80 кДа». Nucleic Acids Research . 23 (18): 3638– 41. doi :10.1093/nar/23.18.3638. PMC  307259. PMID  7478990 .
  • Маруяма К, Сугано С (январь 1994). «Олиго-кэппинг: простой метод замены кэп-структуры эукариотических мРНК олигорибонуклеотидами». Gene . 138 ( 1– 2): 171– 4. doi :10.1016/0378-1119(94)90802-8. PMID  8125298.
  • Suzuki Y, Yoshitomo-Nakagawa K, Maruyama K, Suyama A, Sugano S (октябрь 1997 г.). «Конструирование и характеристика библиотеки кДНК с полной длиной и обогащенной 5'-концом». Gene . 200 ( 1– 2): 149– 56. doi :10.1016/S0378-1119(97)00411-3. PMID  9373149.
  • Chen G, Ray R, Dubik D, Shi L, Cizeau J, Bleackley RC и др. (декабрь 1997 г.). "Связывающий белок E1B 19K/Bcl-2 Nip3 — это димерный митохондриальный белок, активирующий апоптоз". Журнал экспериментальной медицины . 186 (12): 1975– 83. doi :10.1084/jem.186.12.1975. PMC  2199165. PMID  9396766 .
  • Ясуда М., Теодоракис П., Субраманиан Т., Чиннадурай Г. (май 1998 г.). «Взаимодействующий белок BNIP3 аденовируса E1B-19K/BCL-2 содержит домен BH3 и митохондриальную целевую последовательность». Журнал биологической химии . 273 (20): 12415– 21. doi : 10.1074/jbc.273.20.12415 . PMID  9575197.
  • Chen G, Cizeau J, Vande Velde C, Park JH, Bozek G, Bolton J, et al. (Январь 1999). «Nix и Nip3 образуют подсемейство проапоптотических митохондриальных белков». Журнал биологической химии . 274 (1): 7– 10. doi : 10.1074/jbc.274.1.7 . PMID  9867803.
  • Yasuda M, Han JW, Dionne CA, Boyd JM, Chinnadurai G (февраль 1999 г.). "BNIP3alpha: человеческий гомолог митохондриального проапоптотического белка BNIP3". Cancer Research . 59 (3): 533–7 . PMID  9973195.
  • Охи Н., Токунага А., Цунода Х., Накано К., Харагути К., Ода К. и др. (апрель 1999 г.). «Новый аденовирусный E1B19K-связывающий белок B5 ингибирует апоптоз, индуцированный Nip3, образуя гетеродимер через С-концевую гидрофобную область». Смерть клеток и дифференцировка . 6 (4): 314–25 . doi : 10.1038/sj.cdd.4400493 . ПМИД  10381623.
  • Ray R, Chen G, Vande Velde C, Cizeau J, Park JH, Reed JC и др. (январь 2000 г.). «BNIP3 гетеродимеризуется с Bcl-2/Bcl-X(L) и вызывает гибель клеток независимо от домена гомологии Bcl-2 3 (BH3) как в митохондриальных, так и в немитохондриальных участках». Журнал биологической химии . 275 (2): 1439– 48. doi : 10.1074/jbc.275.2.1439 . PMID  10625696.
  • Vande Velde C, Cizeau J, Dubik D, Alimonti J, Brown T, Israels S и др. (август 2000 г.). «BNIP3 и генетический контроль некрозоподобной клеточной смерти через пору перехода проницаемости митохондрий». Молекулярная и клеточная биология . 20 (15): 5454– 68. doi :10.1128/MCB.20.15.5454-5468.2000. PMC  85997. PMID  10891486 .
  • Lee SM, Li ML, Tse YC, Leung SC, Lee MM, Tsui SK и др. (сентябрь 2002 г.). «Paeoniae Radix, китайский травяной экстракт, подавляет рост клеток гепатомы, вызывая апоптоз в независимом от p53 пути». Life Sciences . 71 (19): 2267– 77. doi :10.1016/S0024-3205(02)01962-8. PMID  12215374.
  • Lamy L, Ticchioni M, Rouquette-Jazdanian AK, Samson M, Deckert M, Greenberg AH, Bernard A (июнь 2003 г.). "CD47 и взаимодействующий белок-3 массой 19 кДа (BNIP3) при апоптозе Т-клеток". Журнал биологической химии . 278 (26): 23915– 21. doi : 10.1074/jbc.M301869200 . PMID  12690108.
  • Kothari S, Cizeau J, McMillan-Ward E, Israels SJ, Bailes M, Ens K и др. (июль 2003 г.). "BNIP3 играет роль в гипоксической гибели эпителиальных клеток человека, которая ингибируется факторами роста EGF и IGF". Oncogene . 22 (30): 4734– 44. doi : 10.1038/sj.onc.1206666 . PMID  12879018.
  • Okami J, Simeone DM, Logsdon CD (август 2004 г.). «Подавление белка смерти клеток, индуцируемого гипоксией BNIP3 при раке поджелудочной железы». Cancer Research . 64 (15): 5338– 46. CiteSeerX  10.1.1.326.628 . doi :10.1158/0008-5472.CAN-04-0089. PMID  15289340. S2CID  16163067.
  • Giatromanolaki A, Koukourakis MI, Sowter HM, Sivridis E, Gibson S, Gatter KC, Harris AL (август 2004 г.). «Экспрессия BNIP3 связана с экспрессией белка, регулируемой гипоксией, и с плохим прогнозом при немелкоклеточном раке легких». Clinical Cancer Research . 10 (16): 5566– 71. doi : 10.1158/1078-0432.CCR-04-0076 . PMID  15328198.
  • Shen XY, Zacal N, Singh G, Rainbow AJ (2005). «Изменения в митохондриальной и регулирующей апоптоз экспрессии генов в устойчивых к фотодинамической терапии вариантах клеток карциномы толстой кишки HT29». Фотохимия и фотобиология . 81 (2): 306– 13. doi :10.1562/2004-07-22-RA-242. PMID  15560738.

На момент редактирования эта статья использует контент из "1.A.20 The BCL2/Adenovirus E1B-interacting Protein 3 (BNip3) Family" , который лицензирован таким образом, что позволяет повторное использование в соответствии с Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Unported License , но не в соответствии с GFDL . Все соответствующие условия должны быть соблюдены.

Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=BNIP3&oldid=1254884534"