Белок Gap-43
Ген, кодирующий белок у вида Homo sapiens
GAP43
Доступные структуры
ПДБПоиск ортолога: PDBe RCSB
Идентификаторы
ПсевдонимыGAP43 , B-50, PP46, белок роста 43, GAP-43
Внешние идентификаторыОМИМ : 162060; МГИ : 95639; Гомологен : 1545; Генные карты : GAP43; OMA :GAP43 — ортологи
Ортологи
РазновидностьЧеловекМышь
Энтрез

2596

14432

Ансамбль

ENSG00000172020

ENSMUSG00000047261

UniProt

P17677

Р06837

РефСек (мРНК)

NM_002045
NM_001130064

NM_008083

RefSeq (белок)

NP_001123536
NP_002036

NP_032109

Местоположение (UCSC)Хр 3: 115,62 – 115,72 МбХр 16: 42.07 – 42.16 Мб
Поиск в PubMed[3][4]
Викиданные
Просмотр/редактирование человекаПросмотр/редактирование мыши

Белок роста 43 ( GAP43 ) — это белок, кодируемый геном GAP43 [5] у человека.

GAP43 называют белком «роста» или «пластичности», поскольку он экспрессируется на высоком уровне в конусах роста нейронов во время развития [6] и регенерации аксонов, а также фосфорилируется после долговременной потенциации и после обучения. [ необходима цитата ]

GAP43 является важнейшим компонентом аксона и пресинаптического окончания. Его нулевая мутация приводит к смерти в течение нескольких дней после рождения из-за дефектов поиска пути аксона. [7]

Синонимы

GAP43 также называют:

  • белок F1
  • нейромодулин
  • нейронный фосфопротеин B-50
  • аксональный мембранный белок GAP-43
  • кальмодулин-связывающий белок P-57
  • пептид, связанный с ростом нервов GAP43
  • белок, связанный с ростом нейронов 43

Функция

GAP43 — это специфический для нервной ткани цитоплазматический белок, который может быть прикреплен к мембране посредством двойной последовательности пальмитоилирования на цистеинах 3 и 4. Эта последовательность нацеливает GAP43 на липидные рафты . Он является основным субстратом протеинкиназы C ( PKC ) и, как считается, играет ключевую роль в формировании, регенерации и пластичности нейритов . [8] [9] Роль GAP-43 в развитии ЦНС не ограничивается воздействием на аксоны: он также является компонентом центросомы , и дифференцирующиеся нейроны, которые не экспрессируют GAP-43, демонстрируют неправильную локализацию центросомы и митотических веретен , особенно при нейрогенных клеточных делениях. Как следствие, в мозжечке пул нейрональных предшественников не может нормально расширяться, и мозжечок значительно меньше. [10]

Несколько разных лабораторий, изучающих один и тот же белок, теперь называемый GAP43, изначально использовали разные названия. Он был обозначен как F1, затем B-50, затем GAP43, pp46 и, наконец, нейромодулин, каждое название отражало другую функцию одной и той же молекулы. [11] F1 был локализован в синапсах и его фосфорилирование увеличивалось через день после обучения. Однако F1 не зависел от цАМФ-киназы. B-50 регулировался гипофизарным пептидом АКТГ и был связан с поведением груминга. В случае GAP-43 он был обозначен как белок, связанный с ростом, поскольку его синтез был повышен во время регенерации аксонов. Pp46 был сконцентрирован в нейрональных конусах роста и, таким образом, постулировался как играющий важную роль в развитии мозга. В случае нейромодулина было показано, что он активно связывает кальмодулин .

GAP43, консенсусный выбор для его обозначения, [11] является специфическим для нервной системы белком, который прикреплен к мембране посредством двойной последовательности пальмитоилирования на цистеинах 3 и 4, хотя он может существовать в несвязанной форме в цитоплазме . Эта двойная последовательность обеспечивает ассоциацию фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфата [PI(4,5)P2] или PIP2 с актином , облегчая полимеризацию последнего, тем самым регулируя нейронную структуру. Это может происходить внутри липидного рафта, чтобы компартментализировать и локализовать подвижность филоподий в конусах роста в развивающемся мозге, а также может ремоделировать пресинаптические окончания у взрослых в зависимости от активности. GAP-43 также является субстратом протеинкиназы C (PKC). Фосфорилирование серина-41 на GAP-43 с помощью PKC регулирует образование нейритов, регенерацию и синаптическую пластичность. [8]

Из-за ассоциации и потенциального связывания GAP43 с рядом различных молекул, включая PKC, PIP2 , актин , кальмодулин , спектрин , пальмитат, синаптофизин , амилоид и тау-белок , может быть полезно думать о GAP43 как о адаптерном белке, расположенном внутри терминала в надмолекулярном комплексе, регулирующем пресинаптические терминальные функции, в частности двунаправленную связь с постсинаптическим процессом. Его важная роль в памяти и хранении информации выполняется через его клеточные биологические механизмы фосфорилирования, пальмитоилирования , взаимодействия белок-белок и структурного ремоделирования посредством полимеризации актина.

Клиническое значение

У людей с делецией одного аллеля гена GAP43 не формируются теленцефалические спайки, и они страдают от умственной отсталости. [12] [13]

Ссылки

  1. ^ abc GRCh38: Ensembl выпуск 89: ENSG00000172020 – Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ abc GRCm38: Ensembl выпуск 89: ENSMUSG00000047261 – 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. ^ Kosik KS, Orecchio LD, Bruns GA, Benowitz LI, MacDonald GP, Cox DR, Neve RL (апрель 1988 г.). "Человеческий GAP-43: его выведенная аминокислотная последовательность и хромосомная локализация у мыши и человека". Neuron . 1 (2): 127– 32. doi :10.1016/0896-6273(88)90196-1. PMID  3272162. S2CID  12067138.
  6. ^ Ссылка в: Rosskothen-Kuhl N, Illing RB (2014). "Gap43 Transcription Modulation in the Adult Brain Depends on Sensory Activity and Synaptic Cooperation". PLOS ONE . 9 (3): e92624. Bibcode : 2014PLoSO...992624R. doi : 10.1371/journal.pone.0092624 . PMC 3960265. PMID  24647228 . 
  7. ^ "Ген Энтреза: белок 43, ассоциированный с ростом GAP43".
  8. ^ ab Benowitz LI, Routtenberg A (февраль 1997 г.). "GAP-43: внутренняя детерминанта нейронального развития и пластичности". Trends in Neurosciences . 20 (2): 84– 91. doi :10.1016/S0166-2236(96)10072-2. PMID  9023877. S2CID  35082372.
  9. ^ Aarts LH, Schotman P, Verhaagen J, Schrama LH, Gispen WH (1998). "Роль белка B-50/Gap-43, ассоциированного с ростом нейронов, в морфогенезе". Молекулярные и клеточные механизмы нейрональной пластичности . Достижения экспериментальной медицины и биологии. Т. 446. С.  85–106 . doi :10.1007/978-1-4615-4869-0_6. ISBN 978-1-4613-7209-7. PMID  10079839.
  10. ^ Mishra R, ManiS (2008). «GAP-43 — ключ к контролю митотического веретена и поляризации на основе центросомы в нейронах». Cell Cycle . 7 (3): 348– 357. doi : 10.4161/cc.7.3.5235 . PMID  18235238.
  11. ^ ab Benowitz LI, Routtenberg A (1987). «Мембранный фосфопротеин, связанный с развитием нейронов, регенерацией аксонов, метаболизмом фосфолипидов и синаптической пластичностью». Trends in Neurosciences . 10 (12): 527– 532. doi :10.1016/0166-2236(87)90135-4. S2CID  54322365.
  12. ^ Genuardi M, Calvieri F, Tozzi C, Coslovi R, Neri G (октябрь 1994 г.). «Новый случай интерстициальной делеции хромосомы 3q, del(3q)(q13.12q21.3), с агенезией мозолистого тела». Клиническая дисморфология . 3 (4): 292– 6. doi :10.1097/00019605-199410000-00003. PMID  7894733. S2CID  38716384.
  13. ^ Mackie Ogilvie C, Rooney SC, Hodgson SV, Berry AC (март 1998). «Делетация проксимальной области хромосомы 3q приводит к изменчивому фенотипу». Clinical Genetics . 53 (3): 220– 2. doi :10.1111/j.1399-0004.1998.tb02681.x. PMID  9630079. S2CID  20499346.

Дальнейшее чтение

  • Fantini F, Johansson O (декабрь 1992 г.). «Экспрессия белка 43, связанного с ростом, и рецептора фактора роста нервов в коже человека: сравнительное иммуногистохимическое исследование». Журнал исследовательской дерматологии . 99 (6): 734– 42. doi :10.1111/1523-1747.ep12614465. PMID  1281863.
  • Mercken M, Lübke U, Vandermeeren M, Gheuens J, Oestreicher AB (апрель 1992 г.). «Иммуноцитохимическое обнаружение белка B-50, связанного с ростом, с помощью недавно охарактеризованных моноклональных антител в мозге и мышцах человека». Журнал нейробиологии . 23 (3): 309–21 . doi :10.1002/neu.480230310. PMID  1385623.
  • Spencer SA, Schuh SM, Liu WS, Willard MB (май 1992). "GAP-43, белок, связанный с ростом аксонов, фосфорилируется в трех местах в культивируемых нейронах и мозге крысы". Журнал биологической химии . 267 (13): 9059– 64. doi : 10.1016/S0021-9258(19)50388-X . PMID  1533624.
  • Apel ED, Litchfield DW, Clark RH, Krebs EG, Storm DR (июнь 1991 г.). «Фосфорилирование нейромодулина (GAP-43) казеинкиназой II. Идентификация участков фосфорилирования и регуляция кальмодулином». Журнал биологической химии . 266 (16): 10544– 51. doi : 10.1016/S0021-9258(18)99258-6 . PMID  1828073.
  • Apel ED, Byford MF, Au D, Walsh KA, Storm DR (март 1990). «Идентификация участка фосфорилирования протеинкиназы C в нейромодулине». Биохимия . 29 (9): 2330– 5. doi :10.1021/bi00461a017. PMID  2140056.
  • Kosik KS, Orecchio LD, Bruns GA, Benowitz LI, MacDonald GP, Cox DR, Neve RL (апрель 1988 г.). "Человеческий GAP-43: его выведенная аминокислотная последовательность и хромосомная локализация у мыши и человека". Neuron . 1 (2): 127– 32. doi :10.1016/0896-6273(88)90196-1. PMID  3272162. S2CID  12067138.
  • Ng SC, de la Monte SM, Conboy GL, Karns LR, Fishman MC (апрель 1988 г.). «Клонирование человеческого GAP-43: связь роста и ишемического возрождения». Neuron . 1 (2): 133– 9. doi :10.1016/0896-6273(88)90197-3. PMID  3272163. S2CID  19627547.
  • Nielander HB, De Groen PC, Eggen BJ, Schrama LH, Gispen WH, Schotman P (сентябрь 1993 г.). «Структура человеческого гена нейронного фосфопротеина B-50 (GAP-43)». Исследования мозга. Молекулярные исследования мозга . 19 (4): 293– 302. doi :10.1016/0169-328X(93)90128-C. hdl : 1874/4067 . PMID  8231732.
  • Oehrlein SA, Parker PJ, Herget T (июль 1996 г.). «Фосфорилирование GAP-43 (белка, связанного с ростом, массой 43 кДа) обычными, новыми и атипичными изотипами семейства генов протеинкиназы C: различия между фосфорилированием олигопептидов и полипептидов». The Biochemical Journal . 317. 317 (1): 219– 24. doi :10.1042/bj3170219. PMC  1217466 . PMID  8694767.
  • Kanazir S, Ruzdijic S, Vukosavic S, Ivkovic S, Milosevic A, Zecevic N, Rakic ​​L (май 1996 г.). "Экспрессия мРНК GAP-43 в раннем развитии нервной системы человека". Brain Research. Molecular Brain Research . 38 (1): 145– 55. doi :10.1016/0169-328X(96)00008-3. PMID  8737678.
  • de Groen PC, Eggen BJ, Gispen WH, Schotman P, Schrama LH (1996). «Клонирование и анализ промотора человеческого гена B-50/GAP-43». Журнал молекулярной нейронауки . 6 (2): 109– 19. doi :10.1007/BF02736770. PMID  8746449. S2CID  22911100.
  • Chao S, Benowitz LI, Krainc D, Irwin N (сентябрь 1996 г.). «Использование двухгибридной системы для исследования молекулярных взаимодействий GAP-43». Исследования мозга. Молекулярные исследования мозга . 40 (2): 195– 202. doi :10.1016/0169-328X(96)00049-6. PMID  8872303.
  • Gamby C, Waage MC, Allen RG, Baizer L (октябрь 1996 г.). «Анализ роли связывания и секвестрации кальмодулина в функции нейромодулина (GAP-43)». Журнал биологической химии . 271 (43): 26698– 705. doi : 10.1074/jbc.271.43.26698 . PMID  8900147.
  • Heuss D, Schlötzer-Schrehardt U (июнь 1998 г.). «Субклеточная локализация фосфопротеина B-50 в регенерирующих мышцах. Иммуно-электронное микроскопическое исследование». Neurological Research . 20 (4): 360– 4. doi :10.1080/01616412.1998.11740532. PMID  9618702.
  • Neve RL, Coopersmith R, McPhie DL, Santeufemio C, Pratt KG, Murphy CJ, Lynn SD (октябрь 1998 г.). «Ассоциированный с ростом нейронов белок GAP-43 взаимодействует с рабаптином-5 и участвует в эндоцитозе». The Journal of Neuroscience . 18 (19): 7757– 67. doi :10.1523/JNEUROSCI.18-19-07757.1998. PMC  6793001 . PMID  9742146.
  • Arni S, Keilbaugh SA, Ostermeyer AG, Brown DA (октябрь 1998 г.). «Связь GAP-43 с мембранами, устойчивыми к детергентам, требует двух остатков пальмитоилированного цистеина». Журнал биологической химии . 273 (43): 28478– 85. doi : 10.1074/jbc.273.43.28478 . PMID  9774477.
  • Eastwood SL, Harrison PJ (сентябрь 1998 г.). "Гиппокампа и кортикального роста ассоциированный белок-43 мессенджер РНК при шизофрении". Neuroscience . 86 (2): 437– 48. doi :10.1016/S0306-4522(98)00040-2. PMID  9881859. S2CID  41460546.
  • Cargill M, Altshuler D, Ireland J, Sklar P, Ardlie K, Patil N, Shaw N, Lane CR, Lim EP, Kalyanaraman N, Nemesh J, Ziaugra L, Friedland L, Rolfe A, Warrington J, Lipshutz R, Daley GQ, Lander ES (июль 1999 г.). "Характеристика однонуклеотидных полиморфизмов в кодирующих областях генов человека". Nature Genetics . 22 (3): 231– 8. doi :10.1038/10290. PMID  10391209. S2CID  195213008.
  • Riederer BM, Routtenberg A (август 1999). "Может ли GAP-43 взаимодействовать с мозговым спектрином?". Исследования мозга. Молекулярные исследования мозга . 71 (2): 345– 8. doi :10.1016/S0169-328X(99)00179-5. PMID  10521589.
  • Vento P, Soinila S (ноябрь 1999). «Количественное сравнение связанного с ростом белка GAP-43, нейрон-специфической енолазы и продукта гена белка 9.5 как нейрональных маркеров в зрелом кишечнике человека». Журнал гистохимии и цитохимии . 47 (11): 1405– 16. doi : 10.1177/002215549904701107 . PMID  10544214.
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Gap-43_protein&oldid=1190650574"