E3 SUMO-протеинлигаза PIAS3 — это фермент , который у человека кодируется геном PIAS3 . [5] [6]
Семья ПИАС
Семейство PIAS млекопитающих состоит из четырех членов: PIAS1, PIAS2, PIAS3 и PIAS4. У дрозофилы был идентифицирован единственный гомолог PIAS, названный dPIAS/Zimp. [7] У дрожжей были идентифицированы два белка, связанных с PIAS, а именно SIZ1 и SIZ2. [8] Семейство PIAS содержит более 60 белков, большинство из которых являются факторами транскрипции, которые могут регулироваться как положительно, так и отрицательно посредством множества механизмов.
Открытие
Белки IAS были первоначально идентифицированы в исследованиях, направленных на расшифровку сигнального пути Янус-киназы (JAK)/STAT. Первоначально было обнаружено, что PIAS3 специфически взаимодействует с фосфорилированным STAT3 в активированных интерлейкином-6 (IL-6) мышиных миелобластных клетках M1. [9] Это взаимодействие опосредовано связыванием PIAS3 с доменом связывания ДНК STAT3. Следовательно, транскрипционная активность STAT3 ингибируется физическим предотвращением его связывания с целевыми генами. Впоследствии было также обнаружено, что PIAS3 является регуляторным белком других ключевых факторов транскрипции, включая MITF , [10] NFκB , [11] SMAD [12] и рецептор эстрогена. [13]
Функция
Белок PIAS3 также функционирует как лигаза SUMO (малый убиквитин-подобный модификатор)-E3, которая катализирует ковалентное присоединение белка SUMO к определенным целевым субстратам. Он напрямую связывается с несколькими факторами транскрипции и либо блокирует, либо усиливает их активность. Были идентифицированы альтернативно сплайсированные варианты транскриптов этого гена, но полноразмерная природа некоторых из этих вариантов не была определена. [6]
Домены
Домен SAF-A/B, Acinus и PIAS (SAP) расположен на N-конце белков PIAS. [14] Этот эволюционно консервативный домен обнаружен в белках от дрожжей до человека и является общим для других связывающих хроматин белков, таких как факторы прикрепления каркаса A и B. [15] Домен SAP может распознавать и связываться с AT-богатыми последовательностями ДНК, присутствующими в областях прикрепления каркаса/областях прикрепления матрикса. [16] Эти элементы часто встречаются вблизи генных усилителей и взаимодействуют с белками ядерного матрикса, обеспечивая уникальное ядерное микроокружение для регуляции транскрипции. Сигнатурный мотив LXXLL присутствует в домене SAP всех белков PIAS. Было показано, что этот сигнатурный мотив опосредует взаимодействия между ядерными рецепторами и их корегуляторами. [17] Он также необходим для связывания PIAS3 с рецептором андрогена. Мотив LXXLL представляет собой минимальное требование для взаимодействия с субъединицей NFκB p65 и для ингибирования транскрипционной активности NFκB. [11] Ранее было описано, что мотив LXXLL также отвечает за удержание PIAS3 в ядре.
Мотив Pro-Ile-Asn-Ile-Thr (PINIT) представляет собой высококонсервативную область белков PIAS, которая, как было показано, участвует в ядерном удержании PIAS3. [18] Внутри домена PINIT, область PIAS382-132 была выделена и охарактеризована как ингибирующий домен, который связывает и ингибирует как факторы транскрипции MITF, так и STAT3. [19] Цинк-связывающий домен (RLD), похожий на RING-finger, является одним из наиболее консервативных доменов семейства PIAS и, как было показано, важен для активности PIAS3 как лигазы SUMO-E3. [20] Домен RLD также участвует в позитивной регуляции SMAD3 с помощью PIAS3. [21]
^ abc GRCh38: Ensembl выпуск 89: ENSG00000131788 – Ensembl , май 2017 г.
^ abc GRCm38: Ensembl выпуск 89: ENSMUSG00000028101 – 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 .
↑ Уэки Н., Секи Н., Яно К., Сайто Т., Масухо Ю., Мурамацу М. (июнь 1999 г.). «Выделение и хромосомное присвоение человеческого гена, кодирующего белок-ингибитор активированного STAT3 (PIAS3)». Журнал генетики человека . 44 (3): 193–6. дои : 10.1007/s100380050141 . PMID 10319586. S2CID 12454718.
^ ab "Ген Энтреза: ингибитор белка PIAS3 активированного STAT, 3".
^ Mohr SE, Boswell RE (март 1999). "Zimp кодирует гомолог мышиного Miz1 и PIAS3 и является важным геном в Drosophila melanogaster". Gene . 229 (1–2): 109–16. doi :10.1016/s0378-1119(99)00033-5. PMID 10095110.
^ Ислам Х.К., Фудзиока Ю., Томидокоро Т., Сугиура Х., Такахаши Т., Кондо С., Като Х. (2001). «Иммуногистохимическое исследование генетических изменений при внутрипротоковых и инвазивных протоковых опухолях поджелудочной железы». Гепато-гастроэнтерология . 48 (39): 879–83. ПМИД 11462947.
^ Chung CD, Liao J, Liu B, Rao X, Jay P, Berta P, Shuai K (декабрь 1997 г.). «Специфическое ингибирование передачи сигнала Stat3 с помощью PIAS3». Science . 278 (5344): 1803–5. Bibcode :1997Sci...278.1803C. doi :10.1126/science.278.5344.1803. PMID 9388184.
^ ab Levy C, Nechushtan H, Razin E (январь 2002 г.). «Новая роль ингибитора STAT3, PIAS3: репрессор фактора транскрипции микрофтальмии». Журнал биологической химии . 277 (3): 1962–6. doi : 10.1074/jbc.m109236200 . PMID 11709556. S2CID 25141003.
^ abc Jang HD, Yoon K, Shin YJ, Kim J, Lee SY (июнь 2004 г.). «PIAS3 подавляет транскрипцию, опосредованную NF-kappaB, взаимодействуя с субъединицей p65/RelA». Журнал биологической химии . 279 (23): 24873–80. doi : 10.1074/jbc.m313018200 . PMID 15140884. S2CID 20036187.
^ Bava KA, Gromiha MM, Uedaira H, Kitajima K, Sarai A (2004). "ProTherm, версия 4.0: термодинамическая база данных для белков и мутантов". Nucleic Acids Research . 32 (выпуск базы данных): D120–1. doi :10.1093/nar/gkh082. PMC 308816. PMID 14681373 .
^ Sentis S, Le Romancer M, Bianchin C, Rostan MC, Corbo L (2005). «Сумоилирование альфа-шарнирной области эстрогенового рецептора регулирует ее транскрипционную активность». Молекулярная эндокринология . 19 (11): 2671–84. doi : 10.1210/me.2005-0042 . PMID 15961505.
^ Шуай К (февраль 2006 г.). «Регуляция сигнальных путей цитокинов белками PIAS». Cell Research . 16 (2): 196–202. doi : 10.1038/sj.cr.7310027 . PMID 16474434. S2CID 755228.
^ Aravind L, Koonin EV (2000). "SAP - предполагаемый ДНК-связывающий мотив, участвующий в организации хромосом". Trends in Biochemical Sciences . 25 (3): 112–4. doi :10.1016/s0968-0004(99)01537-6. PMID 10694879.
^ Кипп, М.; и др . (2000). «SAF-Box, консервативный домен белка, который специфически распознает ДНК области прикрепления каркаса». Mol Cell Biol . 20 (20): 7480–7489. doi :10.1128/mcb.20.20.7480-7489.2000. PMC 86301. PMID 11003645.
^ Glass CK, Rosenfeld MG (январь 2000 г.). «Обмен корегуляторами в транскрипционных функциях ядерных рецепторов». Genes & Development . 14 (2): 121–41. doi : 10.1101/gad.14.2.121 . PMID 10652267. S2CID 12793980.
^ Duval D, Duval G, Kedinger C, Poch O, Boeuf H (ноябрь 2003 г.). «Мотив 'PINIT' недавно идентифицированного консервативного домена семейства белков PIAS необходим для ядерного удержания PIAS3L». FEBS Letters . 554 (1–2): 111–8. doi : 10.1016/s0014-5793(03)01116-5 . PMID 14596924. S2CID 23261716.
^ Levy C, Khaled M, Fisher DE (сентябрь 2006 г.). «MITF: главный регулятор развития меланоцитов и онкоген меланомы». Тенденции в молекулярной медицине . 12 (9): 406–14. doi :10.1016/j.molmed.2006.07.008. PMID 16899407.
^ Накагава, К.; Йокосава, Х. (2002). «PIAS3 индуцирует модификацию SUMO-1 и транскрипционную репрессию IRF-1». FEBS Lett . 530 (1–3): 204–208. doi : 10.1016/s0014-5793(02)03486-5 . PMID 12387893. S2CID 38456991.
^ Long J, Wang G, Matsuura I, He D, Liu F (январь 2004 г.). «Активация транскрипционной активности Smad ингибитором белка активированного STAT3 (PIAS3)». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 101 (1): 99–104. Bibcode : 2004PNAS..101...99L. doi : 10.1073/pnas.0307598100 . PMC 314145. PMID 14691252 .
^ Rödel B, Tavassoli K, Karsunky H, Schmidt T, Bachmann M, Schaper F, Heinrich P, Shuai K, Elsässer HP, Möröy T (ноябрь 2000 г.). «Цинковый палец белка Gfi-1 может усилить сигнализацию STAT3 путем взаимодействия с ингибитором STAT3 PIAS3». EMBO J . 19 (21): 5845–55. doi :10.1093/emboj/19.21.5845. PMC 305799 . PMID 11060035.
^ Zentner MD, Lin HH, Deng HT, Kim KJ, Shih HM, Ann DK (август 2001 г.). «Необходимость взаимодействия белка группы высокой подвижности HMGI-C с ингибитором STAT3 PIAS3 при репрессии транскрипции альфа-субъединицы эпителиального Na+-канала (альфа-ENaC) активацией Ras в эпителиальных клетках слюны». J. Biol. Chem . 276 (32): 29805–14. doi : 10.1074/jbc.M103153200 . PMID 11390395. S2CID 33084417.
^ Yagil Z, Nechushtan H, Kay G, Yang CM, Kemeny DM, Razin E (май 2010 г.). «Загадка роли ингибитора белка активированного STAT3 (PIAS3) в иммунном ответе». Trends Immunol . 31 (5): 199–204. doi :10.1016/j.it.2010.01.005. PMID 20181527.
^ ab Long J, Wang G, Matsuura I, He D, Liu F (январь 2004 г.). «Активация транскрипционной активности Smad ингибитором белка активированного STAT3 (PIAS3)». Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 101 (1): 99–104. Bibcode :2004PNAS..101...99L. doi : 10.1073/pnas.0307598100 . PMC 314145 . PMID 14691252.
^ Klopocki E, Schulze H, Strauss G, Ott CE, Hall J, Trotier F, Fleischhauer S, Greenhalgh L, Newbury-Ecob RA, Neumann LM, Habenicht R, König R, Seemanova E, Megarbane A, Ropers HH, Ullmann R, Horn D, Mundlos S (февраль 2007 г.). «Сложная модель наследования, напоминающая аутосомно-рецессивное наследование с участием микроделеции при синдроме тромбоцитопении и отсутствия лучевой кости». American Journal of Human Genetics . 80 (2): 232–40. doi :10.1086/510919. PMC 1785342 . PMID 17236129.
Дальнейшее чтение
Chung CD, Liao J, Liu B, Rao X, Jay P, Berta P, Shuai K (декабрь 1997 г.). "Специфическое ингибирование передачи сигнала Stat3 с помощью PIAS3". Science . 278 (5344): 1803–5. Bibcode :1997Sci...278.1803C. doi :10.1126/science.278.5344.1803. PMID 9388184.
Rödel B, Tavassoli K, Karsunky H, Schmidt T, Bachmann M, Schaper F, Heinrich P, Shuai K, Elsässer HP, Möröy T (ноябрь 2000 г.). «Цинковый палец белка Gfi-1 может усиливать сигнализацию STAT3 путем взаимодействия с ингибитором STAT3 PIAS3». The EMBO Journal . 19 (21): 5845–55. doi :10.1093/emboj/19.21.5845. PMC 305799. PMID 11060035 .
Junicho A, Matsuda T, Yamamoto T, Kishi H, Korkmaz K, Saatcioglu F, Fuse H, Muraguchi A (ноябрь 2000 г.). «Ингибитор белка активированного STAT3 регулирует сигнализацию андрогеновых рецепторов в клетках карциномы простаты». Biochemical and Biophysical Research Communications . 278 (1): 9–13. doi :10.1006/bbrc.2000.3753. PMID 11071847.
Kotaja N, Aittomäki S, Silvennoinen O, Palvimo JJ, Jänne OA (декабрь 2000 г.). "ARIP3 (белок 3, взаимодействующий с андрогеновыми рецепторами) и другие белки PIAS (белковый ингибитор активированного STAT) отличаются по своей способности модулировать транскрипционную активацию, зависящую от стероидных рецепторов". Молекулярная эндокринология . 14 (12): 1986–2000. doi : 10.1210/mend.14.12.0569 . PMID 11117529. S2CID 32965662.
Zentner MD, Lin HH, Deng HT, Kim KJ, Shih HM, Ann DK (август 2001 г.). «Необходимость взаимодействия белка группы высокой подвижности HMGI-C с ингибитором STAT3 PIAS3 при репрессии транскрипции альфа-субъединицы эпителиального Na+-канала (альфа-ENaC) активацией Ras в эпителиальных клетках слюны». Журнал биологической химии . 276 (32): 29805–14. doi : 10.1074/jbc.M103153200 . PMID 11390395. S2CID 33084417.
Wang LH, Yang XY, Mihalic K, Xiao W, Li D, Farrar WL (август 2001 г.). «Активация рецептора эстрогена блокирует индуцируемый интерлейкином-6 рост клеток множественной миеломы человека, включающий молекулярные перекрестные помехи между рецептором эстрогена и STAT3, опосредованные ко-регулятором PIAS3». Журнал биологической химии . 276 (34): 31839–44. doi : 10.1074/jbc.M105185200 . PMID 11429412. S2CID 24912586.
Накагава К., Йокосава Х. (октябрь 2002 г.). «PIAS3 индуцирует модификацию SUMO-1 и транскрипционную репрессию IRF-1». FEBS Letters . 530 (1–3): 204–8. doi : 10.1016/S0014-5793(02)03486-5 . PMID 12387893. S2CID 38456991.
Yamamoto T, Sato N, Sekine Y, Yumioka T, Imoto S, Junicho A, Fuse H, Matsuda T (июнь 2003 г.). «Молекулярные взаимодействия между STAT3 и ингибитором белка активированного STAT3 и рецептором андрогена». Biochemical and Biophysical Research Communications . 306 (2): 610–5. doi :10.1016/S0006-291X(03)01026-X. hdl : 2115/28119 . PMID 12804609.
Di Y, Li J, Zhang Y, He X, Lu H, Xu D, Ling J, Huo K, Wan D, Li YY, Gu J (июнь 2003 г.). «HCC-ассоциированный белок HCAP1, вариант GEMIN4, взаимодействует с белками цинковых пальцев». Журнал биохимии . 133 (6): 713–8. doi :10.1093/jb/mvg091. PMID 12869526.
Cheng J, Zhang D, Zhou C, Marasco WA (январь 2004 г.). «Понижение регуляции SHP1 и повышение регуляции отрицательных регуляторов сигнализации JAK/STAT в трансформированных клеточных линиях HTLV-1 и свежетрансформированных Т-клетках периферической крови человека CD4+». Leukemia Research . 28 (1): 71–82. doi :10.1016/S0145-2126(03)00158-9. PMID 14630083.
Long J, Wang G, Matsuura I, He D, Liu F (январь 2004 г.). «Активация транскрипционной активности Smad ингибитором белка активированного STAT3 (PIAS3)». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 101 (1): 99–104. Bibcode :2004PNAS..101...99L. doi : 10.1073/pnas.0307598100 . PMC 314145 . PMID 14691252.
Nojiri S, Joh T, Miura Y, Sakata N, Nomura T, Nakao H, Sobue S, Ohara H, Asai K, Ito M (январь 2004 г.). «ATBF1 усиливает подавление сигнализации STAT3 путем взаимодействия с PIAS3». Biochemical and Biophysical Research Communications . 314 (1): 97–103. doi :10.1016/j.bbrc.2003.12.054. PMID 14715251.
Ван Л., Банерджи С. (июнь 2004 г.). «Дифференциальная экспрессия PIAS3 при злокачественных опухолях человека». Oncology Reports . 11 (6): 1319–24. doi :10.3892/or.11.6.1319. PMID 15138572.