VDAC3
Ген, кодирующий белок у вида Homo sapiens
VDAC3
Идентификаторы
ПсевдонимыVDAC3 , HD-VDAC-3, потенциалзависимый анионный канал 3
Внешние идентификаторыОМИМ : 610029; МГИ : 106922; Гомологен : 36115; Генные карты : VDAC3; OMA :VDAC3 — ортологи
Ортологи
РазновидностьЧеловекМышь
Энтрез

7419

22335

Ансамбль

ENSG00000078668

ENSMUSG00000008892

UniProt

Q9Y277

Q60931

РефСек (мРНК)

NM_001135694
NM_005662

NM_001198998
NM_011696

RefSeq (белок)

NP_001129166
NP_005653

NP_001185927
NP_035826

Местоположение (UCSC)Хр 8: 42.39 – 42.41 МбХр 8: 23.07 – 23.08 Мб
Поиск в PubMed[3][4]
Викиданные
Просмотр/редактирование человекаПросмотр/редактирование мыши

Белок 3 потенциал-зависимого анион-селективного канала ( VDAC3 ) — это белок , который у людей кодируется геном VDAC3 на хромосоме 8. [5] [6] Белок , кодируемый этим геном, является потенциал-зависимым анионным каналом и имеет высокую структурную гомологию с другими изоформами VDAC. [5] [6] [7] Тем не менее, VDAC3 демонстрирует ограниченную способность к образованию пор и вместо этого взаимодействует с другими белками для выполнения своих биологических функций, включая сборку жгутиков сперматозоидов и сборку центриолей. [8] [9] Мутации в VDAC3 связаны с мужским бесплодием, а также с болезнью Паркинсона . [10] [11]

Структура

Три изоформы VDAC у человека высококонсервативны, особенно в отношении их трехмерной структуры. VDAC образуют широкую структуру β-цилиндра, внутри которой находится N-конец, частично закрывающий пору. Последовательность изоформы VDAC3 содержит большое количество цистеинов, которые позволяют образовывать дисульфидные мостики и, в конечном счете, влияют на гибкость β-цилиндра. [7] VDAC также содержат митохондриальную последовательность нацеливания для транслокации белка на внешнюю митохондриальную мембрану. [12] VDAC3 все еще обладает несколькими изоформами, включая полноразмерную форму и более короткую форму, называемую VDAC3b. Эта более короткая форма преимущественно экспрессируется над полноразмерной формой в клеточных центросомах. [8]

Функция

VDAC3 принадлежит к семейству митохондриальных поринов и, как ожидается, имеет схожие биологические функции с другими изоформами VDAC. VDAC участвуют в клеточном метаболизме, транспортируя АТФ и другие небольшие метаболиты через внешнюю митохондриальную мембрану . Кроме того, VDAC образуют часть митохондриальной поры перехода проницаемости (MPTP) и, таким образом, способствуют высвобождению цитохрома C, что приводит к апоптозу. [13] Также было замечено, что VDAC взаимодействуют с про- или антиапоптотическими белками, такими как белки семейства Bcl-2 и киназы, и поэтому могут способствовать апоптозу независимо от MPTP. [14] Тем не менее, эксперименты показывают отсутствие способности к образованию пор у изоформы VDAC3, что позволяет предположить, что она может выполнять различные биологические функции. [10] [15] Примечательно, что хотя все изоформы VDAC повсеместно экспрессируются, VDAC3 в основном обнаруживается в наружном плотном волокне сперматозоидов (ODF), где, как предполагается, он способствует правильной сборке и поддержанию жгутиков сперматозоидов. [8] [9] Поскольку мембраны ODF, скорее всего, не поддерживают образование пор, VDAC3 может взаимодействовать с белковыми партнерами для выполнения других функций в ODF. [16] Например, внутри клеток VDAC3 преимущественно локализуется в центросоме и привлекает Mps1 для регуляции сборки центриолей. [8] [9] В случае локализации в митохондриях взаимодействие VDAC3 с Mps1 вместо этого приводит к разборке ресничек. [9]

Клиническое значение

VDAC3 принадлежит к группе митохондриальных мембранных каналов, участвующих в транслокации адениновых нуклеотидов через внешнюю мембрану. Эти каналы также могут функционировать как митохондриальный сайт связывания для гексокиназы и глицеролкиназы . VDAC является важным компонентом в апоптотической сигнализации и окислительном стрессе , в первую очередь как часть пути митохондриальной смерти и сигнализации апоптоза кардиомиоцитов. [17] Запрограммированная смерть клеток является отдельным генетическим и биохимическим путем, необходимым для метазоа. Неповрежденный путь смерти необходим для успешного эмбрионального развития и поддержания нормального гомеостаза тканей. Апоптоз, как оказалось, тесно переплетен с другими необходимыми клеточными путями. Определение критических контрольных точек в пути клеточной смерти дало фундаментальные знания для базовой биологии, а также предоставило рациональные цели для новых терапевтических средств. В нормальных эмбриологических процессах или во время повреждения клеток (например, ишемически-реперфузионного повреждения во время сердечных приступов и инсультов ) или во время развития и процессов при раке апоптотическая клетка претерпевает структурные изменения, включая усадку клетки, блеббинг плазматической мембраны, ядерную конденсацию и фрагментацию ДНК и ядра . За этим следует фрагментация на апоптотические тельца, которые быстро удаляются фагоцитами , тем самым предотвращая воспалительную реакцию. [18] Это режим клеточной смерти, определяемый характерными морфологическими, биохимическими и молекулярными изменениями. Сначала он был описан как «некроз усадки», а затем этот термин был заменен на апоптоз, чтобы подчеркнуть его роль, противоположную митозу в кинетике ткани. На более поздних стадиях апоптоза вся клетка становится фрагментированной, образуя ряд апоптотических телец, ограниченных плазматической мембраной, которые содержат ядерные и/или цитоплазматические элементы. Ультраструктурный вид некроза совершенно иной, основными признаками являются митохондриальный отек, разрушение плазматической мембраны и клеточный распад. Апоптоз происходит во многих физиологических и патологических процессах. Он играет важную роль в эмбриональном развитии как запрограммированная гибель клеток и сопровождает множество нормальных инволюционных процессов, в которых он служит механизмом удаления «нежелательных» клеток.

Кроме того, VDAC3 участвует в кардиопротекции от ишемически-реперфузионного повреждения, например, во время ишемического прекондиционирования сердца. [19] Хотя известно, что большой выброс активных форм кислорода приводит к повреждению клеток, умеренное высвобождение ROS из митохондрий, которое происходит во время нелетальных коротких эпизодов ишемии, может играть значительную запускающую роль в путях передачи сигнала ишемического прекондиционирования, приводя к уменьшению повреждения клеток. Было даже замечено, что во время этого высвобождения активных форм кислорода VDAC3 играет важную роль в трансдукции пути гибели митохондриальных клеток, тем самым регулируя апоптотическую сигнализацию и гибель клеток.

Поскольку VDAC3 является регулятором подвижности сперматозоидов, самцы мышей, у которых отсутствует VDAC3, приводят к бесплодию. [10] Мутации в VDAC3 также связаны с болезнью Паркинсона, поскольку было замечено, что VDAC3 нацеливает паркин на дефектные митохондрии, чтобы устранить их путем митофагии. Неспособность устранить эти митохондрии приводит к накоплению активных форм кислорода , что обычно приписывается причине болезни Паркинсона. [11] Кроме того, было обнаружено, что мыши с нулевым VDAC3 рождались с ожидаемым менделевским соотношением. Мутантные самки были фертильны, но самцы не были фертильны из-за заметно сниженной подвижности сперматозоидов. [20] Большинство эпидидимальных аксонем показали структурные дефекты, чаще всего потерю одного дублета микротрубочек в консервативном положении внутри аксонемы. В тестикулярной сперме дефект наблюдался лишь изредка, что говорит о том, что нестабильность нормально сформированной аксонемы произошла во время созревания сперматозоидов. Напротив, реснички эпителия трахеи не показали структурных аномалий, но было уменьшено количество реснитчатых клеток. В скелетных мышцах митохондрии были аномально сформированы, а активность ферментов комплекса дыхательной цепи была снижена. Активность цитратсинтазы не изменилась, что говорит об отсутствии митохондриальной пролиферации, которая обычно происходит в ответ на дефекты дыхательной цепи.

Взаимодействия

Было показано, что VDAC3 взаимодействует с:

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abc GRCh38: Ensembl выпуск 89: ENSG00000078668 – Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ abc GRCm38: Ensembl выпуск 89: ENSMUSG00000008892 – 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 Mao M, Fu G, Wu JS, Zhang QH, Zhou J, Kan LX, Huang QH, He KL, Gu BW, Han ZG, Shen Y, Gu J, Yu YP, Xu SH, Wang YX, Chen SJ, Chen Z (июль 1998 г.). «Идентификация генов, экспрессируемых в человеческих гемопоэтических стволовых/прогениторных клетках CD34(+) с помощью экспрессируемых последовательностей меток и эффективного клонирования полноразмерной кДНК». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 95 (14): 8175– 80. Bibcode : 1998PNAS...95.8175M. doi : 10.1073 /pnas.95.14.8175 . PMC 20949. PMID  9653160. 
  6. ^ ab Rahmani Z, Maunoury C, Siddiqui A (ноябрь 1998 г.). «Выделение нового гена человеческого потенциал-зависимого анионного канала». European Journal of Human Genetics . 6 (4): 337– 40. doi : 10.1038/sj.ejhg.5200198 . PMID  9781040.
  7. ^ ab Amodeo GF, Scorciapino MA, Messina A, De Pinto V, Ceccarelli M (2014). "Распределение заряженных остатков модулирует селективность открытого состояния человеческих изоформ потенциал-зависимого анион-селективного канала". PLOS ONE . ​​9 (8): e103879. Bibcode :2014PLoSO...9j3879A. doi : 10.1371/journal.pone.0103879 . PMC 4146382 . PMID  25084457. 
  8. ^ abcde Majumder S, Slabodnick M, Pike A, Marquardt J, Fisk HA (октябрь 2012 г.). «VDAC3 регулирует сборку центриолей, направляя Mps1 в центросомы». Cell Cycle . 11 (19): 3666– 78. doi :10.4161/cc.21927. PMC 3478317 . PMID  22935710. 
  9. ^ abcd Majumder S, Fisk HA (март 2013). "VDAC3 и Mps1 отрицательно регулируют цилиогенез". Cell Cycle . 12 (5): 849– 58. doi :10.4161/cc.23824. PMC 3610733 . PMID  23388454. 
  10. ^ abc Reina S, Palermo V, Guarnera A, Guarino F, Messina A, Mazzoni C, De Pinto V (июль 2010 г.). «Замена N-конца VDAC1 на VDAC3 восстанавливает полную активность канала и придает клетке антивозрастные свойства». FEBS Letters . 584 (13): 2837– 44. Bibcode :2010FEBSL.584.2837R. doi :10.1016/j.febslet.2010.04.066. hdl :11573/126366. PMID  20434446. S2CID  22130291.
  11. ^ abc Sun Y, Vashisht AA, Tchieu J, Wohlschlegel JA, Dreier L (ноябрь 2012 г.). «Потенциал-зависимые анионные каналы (VDAC) привлекают паркин в дефектные митохондрии для содействия митохондриальной аутофагии». Журнал биологической химии . 287 (48): 40652– 60. doi : 10.1074/jbc.M112.419721 . PMC 3504778. PMID  23060438 . 
  12. ^ De Pinto V, Messina A, Lane DJ, Lawen A (май 2010 г.). «Потенциал-зависимый анион-селективный канал (VDAC) в плазматической мембране». FEBS Letters . 584 (9): 1793– 9. Bibcode : 2010FEBSL.584.1793D. doi : 10.1016/j.febslet.2010.02.049 . PMID  20184885. S2CID  3391282.
  13. ^ "Ген Энтреза: потенциалзависимый анионный канал 3".
  14. ^ Lee MJ, Kim JY, Suk K, Park JH (май 2004 г.). «Идентификация гена HGTD-P, индуцируемого гипоксией-индуцируемого фактора 1 альфа, как медиатора в митохондриальном апоптотическом пути». Молекулярная и клеточная биология . 24 (9): 3918– 27. doi :10.1128/mcb.24.9.3918-3927.2004. PMC 387743. PMID  15082785 . 
  15. ^ Де Пинто В., Гуарино Ф., Гуарнера А., Мессина А., Рейна С., Томаселло Ф.М., Палермо В., Маццони С. (2010). «Характеристика изоформ VDAC человека: своеобразная функция VDAC3?». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) — Биоэнергетика . 1797 ( 6–7 ): 1268–75 . doi : 10.1016/j.bbabio.2010.01.031 . ПМИД  20138821.
  16. ^ Hinsch KD, De Pinto V, Aires VA, Schneider X, Messina A, Hinsch E (апрель 2004 г.). «Потенциал-зависимые анион-селективные каналы VDAC2 и VDAC3 являются распространенными белками в бычьих наружных плотных волокнах, цитоскелетном компоненте жгутика сперматозоидов». Журнал биологической химии . 279 (15): 15281– 8. doi : 10.1074/jbc.M313433200 . PMID  14739283.
  17. ^ Danial NN, Korsmeyer SJ (январь 2004). "Смерть клеток: критические контрольные точки". Cell . 116 (2): 205– 19. doi : 10.1016/S0092-8674(04)00046-7 . PMID  14744432. S2CID  10764012.
  18. ^ Керр Дж. Ф., Уайли АХ, Карри АР (август 1972 г.). «Апоптоз: базовое биологическое явление с широким спектром последствий в кинетике тканей». British Journal of Cancer . 26 (4): 239–57 . doi :10.1038/bjc.1972.33. PMC 2008650. PMID 4561027  . 
  19. ^ Liem DA, Honda HM, Zhang J, Woo D, Ping P (декабрь 2007 г.). «Прошлый и настоящий курс кардиопротекции против ишемически-реперфузионного повреждения». Журнал прикладной физиологии . 103 (6): 2129– 36. doi :10.1152/japplphysiol.00383.2007. PMID  17673563. S2CID  24815784.
  20. ^ Sampson MJ, Decker WK, Beaudet AL, Ruitenbeek W, Armstrong D, Hicks MJ, Craigen WJ (октябрь 2001 г.). «Неподвижная сперма и бесплодие у мышей, у которых отсутствует митохондриальный потенциал-зависимый анион-канал типа 3». Журнал биологической химии . 276 (42): 39206– 12. doi : 10.1074/jbc.M104724200 . hdl : 2066/185675 . PMID  11507092.

Дальнейшее чтение

  • Стельцль Ю, Ворм Ю, Лаловски М, Хениг С, Брембек ФХ, Гёлер Х, Стродике М, Ценкнер М, Шенхерр А, Кеппен С, Тимм Дж, Минцлафф С, Абрахам С, Бок Н, Китцманн С, Гёдде А, Токсёз Е, Дрёге А, Кробич С, Корн Б, Бирхмайер В, Лерах Х, Ванкер Э.Э. (сентябрь 2005 г.). «Сеть белок-белкового взаимодействия человека: ресурс для аннотирования протеома». Клетка . 122 (6): 957–68 . doi :10.1016/j.cell.2005.08.029. hdl : 11858/00-001M-0000-0010-8592-0 . PMID  16169070. S2CID  8235923.
  • Lefièvre L, Chen Y, Conner SJ, Scott JL, Publicover SJ, Ford WC, Barratt CL (сентябрь 2007 г.). «Сперматозоиды человека содержат несколько целей для S-нитрозилирования белка: альтернативный механизм модуляции функции сперматозоидов оксидом азота?». Proteomics . 7 (17): 3066– 84. doi :10.1002/pmic.200700254. PMC  2777308 . PMID  17683036.
  • Decker WK, Craigen WJ (май 2000 г.). «Тканеспецифичный, альтернативно сплайсированный одиночный экзон ATG гена потенциал-зависимого анионного канала типа 3 не создает укороченную изоформу белка in vivo». Молекулярная генетика и метаболизм . 70 (1): 69– 74. doi :10.1006/mgme.2000.2987. PMID  10833333.
  • Sampson MJ, Decker WK, Beaudet AL, Ruitenbeek W, Armstrong D, Hicks MJ, Craigen WJ (октябрь 2001 г.). «Неподвижная сперма и бесплодие у мышей, лишенных митохондриального потенциал-зависимого анионного канала типа 3». Журнал биологической химии . 276 (42): 39206– 12. doi : 10.1074/jbc.M104724200 . hdl : 2066/185675 . PMID  11507092.
  • Sampson MJ, Lovell RS, Craigen WJ (июль 1997 г.). «Семейство генов мышиных потенциал-зависимых анионных каналов. Сохраняющаяся структура и функция». Журнал биологической химии . 272 ​​(30): 18966– 73. doi : 10.1074/jbc.272.30.18966 . PMID  9228078.
  • Zhang QH, Ye M, Wu XY, Ren SX, Zhao M, Zhao CJ, Fu G, Shen Y, Fan HY, Lu G, Zhong M, Xu XR, Han ZG, Zhang JW, Tao J, Huang QH, Zhou J, Hu GX, Gu J, Chen SJ, Chen Z (октябрь 2000 г.). «Клонирование и функциональный анализ кДНК с открытыми рамками считывания для 300 ранее не определенных генов, экспрессируемых в гемопоэтических стволовых/прогениторных клетках CD34+». Genome Research . 10 (10): 1546– 60. doi :10.1101/gr.140200. PMC  310934 . PMID  11042152.
  • Мерле А., Розенфельдер Х., Шупп И., Дель Валь С., Арльт Д., Хане Ф., Бехтель С., Симпсон Дж., Хофманн О., Хиде В., Глаттинг К.Х., Хубер В., Пепперкок Р., Пустка А., Виманн С. (январь 2006 г.). «База данных LIFEdb в 2006 году». Исследования нуклеиновых кислот . 34 (Проблема с базой данных): D415–8. дои : 10.1093/nar/gkj139. ПМЦ  1347501 . ПМИД  16381901.
  • Hartley JL, Temple GF, Brasch MA (ноябрь 2000 г.). «Клонирование ДНК с использованием in vitro сайт-специфической рекомбинации». Genome Research . 10 (11): 1788– 95. doi :10.1101/gr.143000. PMC  310948. PMID  11076863 .
  • Hinsch KD, De Pinto V, Aires VA, Schneider X, Messina A, Hinsch E (апрель 2004 г.). «Потенциал-зависимые анион-селективные каналы VDAC2 и VDAC3 являются распространенными белками в наружных плотных волокнах быка, цитоскелетном компоненте жгутика сперматозоидов». Журнал биологической химии . 279 (15): 15281– 8. doi : 10.1074/jbc.M313433200 . PMID  14739283.
  • Decker WK, Bowles KR, Schatte EC, Towbin JA, Craigen WJ (октябрь 1999 г.). «Пересмотренное точное картирование локусов потенциалзависимых анионных каналов человека с помощью радиационного гибридного анализа». Геном млекопитающих . 10 (10): 1041– 2. doi :10.1007/s003359901158. PMID  10501981. S2CID  27663120.
  • Rush J, Moritz A, Lee KA, Guo A, Goss VL, Spek EJ, Zhang H, Zha XM, Polakiewicz RD, Comb MJ (январь 2005 г.). "Иммуноаффинное профилирование фосфорилирования тирозина в раковых клетках". Nature Biotechnology . 23 (1): 94– 101. doi :10.1038/nbt1046. PMID  15592455. S2CID  7200157.
  • Виманн С., Арльт Д., Хубер В., Велленройтер Р., Шлигер С., Мерле А., Бектель С., Зауэрманн М., Корф У., Пепперкок Р., Зюльтманн Х., Пустка А. (октябрь 2004 г.). «От ORFeome к биологии: конвейер функциональной геномики». Геномные исследования . 14 (10Б): 2136– 44. doi :10.1101/gr.2576704. ПМК  528930 . ПМИД  15489336.
  • Sampson MJ, Ross L, Decker WK, Craigen WJ (ноябрь 1998 г.). «Новая изоформа белка наружной мембраны митохондрий VDAC3 посредством альтернативного сплайсинга экзона из 3 оснований. Функциональные характеристики и субклеточная локализация». Журнал биологической химии . 273 (46): 30482– 6. doi : 10.1074/jbc.273.46.30482 . PMID  9804816.
  • Ewing RM, Chu P, Elisma F, Li H, Taylor P, Climie S, McBroom-Cerajewski L, Robinson MD, O'Connor L, Li M, Taylor R, Dharsee M, Ho Y, Heilbut A, Moore L, Zhang S, Ornatsky O, Bukhman YV, Ethier M, Sheng Y, Vasilescu J, Abu-Farha M, Lambert JP, Duewel HS, Stewart II, Kuehl B, Hogue K, Colwill K, Gladwish K, Muskat B, Kinach R, Adams SL, Moran MF, Morin GB, Topaloglou T, Figeys D (2007). "Крупномасштабное картирование взаимодействий белок-белок человека с помощью масс-спектрометрии". Молекулярная системная биология . 3 (1): 89. doi :10.1038/msb4100134. PMC  1847948. PMID  17353931 .
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=VDAC3&oldid=1234946264"