цГМФ-зависимая протеинкиназа

протеинкиназа, цГМФ-зависимая, тип II
протеинкиназа, цГМФ-зависимая, тип II
Идентификаторы
Символ	ПРКГ2
ген NCBI	5593
HGNC	9416
ОМИМ	601591
РефСек	NM_006259
UniProt	Q13237
Другие данные
Локус	Хр. 4 кв. 13.1-21.1
Структуры
Искать
Структуры	Швейцарская модель
Домены	ИнтерПро

Искать
Структуры	Швейцарская модель
Домены	ИнтерПро

протеинкиназа, цГМФ-зависимая, тип I
протеинкиназа, цГМФ-зависимая, тип I
	Кристаллографическая структура домена лейциновой молнии человеческой цГМФ-зависимой протеинкиназы I бета.
Идентификаторы
Символ	ПРКГ1
Альтернативные символы	ПРКГР1Б, ПРКГ1Б
ген NCBI	5592
HGNC	9414
ОМИМ	176894
РефСек	NM_006258
UniProt	Q13976
Другие данные
Локус	Хр. 10 q11.2
Структуры
Искать
Структуры	Швейцарская модель
Домены	ИнтерПро

Протеинкиназа

cGMP-зависимая протеинкиназа или протеинкиназа G (PKG) — это серин/треонин-специфическая протеинкиназа , которая активируется cGMP . Она фосфорилирует ряд биологически важных мишеней и участвует в регуляции расслабления гладких мышц , функции тромбоцитов , метаболизма спермы , деления клеток и синтеза нуклеиновых кислот .

Гены и белки

PKG — это сериновые/треониновые киназы, которые присутствуют у различных эукариот , от одноклеточного организма Paramecium до человека. У млекопитающих были идентифицированы два гена PKG , кодирующие PKG типа I (PKG-I) и типа II (PKG-II) . N-конец PKG-I кодируется двумя альтернативно сплайсированными экзонами , которые определяют изоформы PKG-Iα и PKG -Iβ. PKG-Iβ активируется при концентрациях цГМФ, в ~10 раз более высоких, чем PKG-Iα. PKG-I и PKG-II представляют собой гомодимеры двух идентичных субъединиц (~75 кДа и ~85 кДа соответственно) и имеют общие структурные особенности.

Каждая субъединица состоит из трех функциональных доменов :

(1) N-концевой домен , который опосредует гомодимеризацию, подавление активности киназы в отсутствие цГМФ и взаимодействие с другими белками, включая белковые субстраты
(2) регуляторный домен , содержащий два неидентичных участка связывания цГМФ
(3) домен киназы , катализирующий перенос фосфата от АТФ к гидроксильной группе боковой цепи серина/треонина целевого белка

Связывание cGMP с регуляторным доменом вызывает конформационное изменение, которое останавливает ингибирование каталитического ядра N-концом и позволяет фосфорилировать субстратные белки. В то время как PKG-I преимущественно локализуется в цитоплазме , PKG-II закреплен на плазматической мембране посредством N-концевого миристоилирования .

Распределение в тканях

В целом, PKG-I и PKG-II экспрессируются в разных типах клеток.

PKG-I был обнаружен в высоких концентрациях (выше 0,1 мкмоль/л) во всех типах гладкомышечных клеток (ГМК), включая сосудистые ГМК и тромбоциты . Более низкие уровни присутствуют в сосудистом эндотелии и кардиомиоцитах . Фермент также экспрессируется в фибробластах , некоторых типах почечных клеток и лейкоцитов , а также в определенных областях нервной системы , например, в гиппокампе , в мозжечковых клетках Пуркинье и в ганглиях задних корешков . Нейроны экспрессируют либо изоформу PKG-Iα, либо PKG-Iβ, тромбоциты преимущественно Iβ, и обе изоформы присутствуют в гладких мышцах.
PKG-II был обнаружен в почечных клетках, клетках клубочковой зоны коры надпочечников , клубочковых клетках дистальных дыхательных путей , слизистой оболочке кишечника , протоках поджелудочной железы , околоушных и подчелюстных железах , хондроцитах и нескольких ядрах мозга, но не в сердечных и сосудистых миоцитах .

В частности, в гладкомышечной ткани ПКГ способствует открытию кальций-активируемых калиевых каналов , что приводит к гиперполяризации и расслаблению клеток , а также блокирует агонистическую активность фосфолипазы С , уменьшая высвобождение запасенных ионов кальция инозитолтрифосфатом .

Роль в раке

Раковые клетки толстой кишки прекращают выработку PKG, что, по-видимому, ограничивает бета-катенин , тем самым позволяя ферменту VEGF инициировать ангиогенез . ^[2]

Поведенческая генетика вДрозофила меланогастер

У Drosophila melanogaster ген фуражировки ( for ) является полиморфным признаком , который лежит в основе различий в поведении поиска пищи. Локус for состоит из аллелей Rover ( для ^R ) и Sitter ( для ^S ) , при этом аллель Rover является доминирующим. Особи Rover обычно перемещаются на большие расстояния в поисках пищи, в то время как особи Sitter перемещаются на меньшие расстояния в поисках пищи. Фенотипы Rover и Sitter считаются фенотипами дикого типа , поскольку популяции плодовых мушек обычно демонстрируют соотношение Rover-к-Sitter 70:30. ^[3] Аллели Rover и Sitter расположены в области 24A3-5 политенной хромосомы Drosophila melanogaster , области, которая содержит ген PKG d2g. Уровни экспрессии PKG объясняют различия в частоте аллелей R и S и, следовательно ^{, в поведении, поскольку особи Rover демонстрируют более высокую экспрессию PKG, чем особи Sitter, а фенотип Sitter}^может быть преобразован в Rover путем сверхэкспрессии гена dg2. ^[4]

Смотрите также

цАМФ-зависимая протеинкиназа (ПКА)

Ссылки

^ PDB : 3NMD ; Casteel DE, Smith-Nguyen EV, Sankaran B, Roh SH, Pilz RB, Kim C (октябрь 2010 г.). «Кристаллическая структура домена димеризации/стыковки циклической GMP-зависимой протеинкиназы I{beta} раскрывает молекулярные детали изоформ-специфического закрепления». Журнал биологической химии . 285 (43): 32684–8. doi : 10.1074/jbc.C110.161430 . PMC 2963381 . PMID 20826808.
^ Kwon IK, Schoenlein PV, Delk J, Liu K, Thangaraju M, Dulin NO и др. (апрель 2008 г.). «Экспрессия циклической гуанозинмонофосфатзависимой протеинкиназы в метастатических клетках карциномы толстой кишки блокирует ангиогенез опухоли». Cancer . 112 (7): 1462–70. doi : 10.1002/cncr.23334 . PMID 18260092. S2CID 4763327.
^ Sokolowski MB (ноябрь 2001 г.). «Дрозофила: генетика и поведение». Nature Reviews. Genetics . 2 (11): 879–90. doi :10.1038/35098592. PMID 11715043. S2CID 13152094.
^ Osborne KA, Robichon A, Burgess E, Butland S, Shaw RA, Coulthard A и др. (август 1997 г.). «Естественный поведенческий полиморфизм, вызванный цГМФ-зависимой протеинкиназой дрозофилы». Science . 277 (5327): 834–6. doi :10.1126/science.277.5327.834. PMID 9242616.

Внешние ссылки

ЕС 2.7.11.12
Циклические ГМФ-зависимые протеинкиназы и сердечно-сосудистая система
cGMP-зависимые+протеин+киназы в рубриках медицинских предметов Национальной медицинской библиотеки США (MeSH)

[pmid20826808-1] PDB : 3NMD ; Casteel DE, Smith-Nguyen EV, Sankaran B, Roh SH, Pilz RB, Kim C (октябрь 2010 г.). «Кристаллическая структура домена димеризации/стыковки циклической GMP-зависимой протеинкиназы I{beta} раскрывает молекулярные детали изоформ-специфического закрепления». Журнал биологической химии . 285 (43): 32684–8. doi : 10.1074/jbc.C110.161430 . PMC 2963381 . PMID 20826808.

[pmid18260092-2] Kwon IK, Schoenlein PV, Delk J, Liu K, Thangaraju M, Dulin NO и др. (апрель 2008 г.). «Экспрессия циклической гуанозинмонофосфатзависимой протеинкиназы в метастатических клетках карциномы толстой кишки блокирует ангиогенез опухоли». Cancer . 112 (7): 1462–70. doi : 10.1002/cncr.23334 . PMID 18260092. S2CID 4763327.

[3] Sokolowski MB (ноябрь 2001 г.). «Дрозофила: генетика и поведение». Nature Reviews. Genetics . 2 (11): 879–90. doi :10.1038/35098592. PMID 11715043. S2CID 13152094.

[4] Osborne KA, Robichon A, Burgess E, Butland S, Shaw RA, Coulthard A и др. (август 1997 г.). «Естественный поведенческий полиморфизм, вызванный цГМФ-зависимой протеинкиназой дрозофилы». Science . 277 (5327): 834–6. doi :10.1126/science.277.5327.834. PMID 9242616.