Protein kinaza C tip zeta

Protein kinaza C tip zeta
Identificatori
Simboluri protein kinaza C zeta tipPKC-zetaPRKCZ
ID-uri externe GeneCards:
Profilul expresiei ARN
Mai multe informatii
ortologii
feluri Uman Mouse
Entrez
Ansamblu
UniProt
RefSeq (ARNm)

N / A

N / A

RefSeq (proteină)

N / A

N / A

Locus (UCSC) N / A N / A
Căutare PubMed N / A
Editare (uman)

Protein kinaza de tip C zeta ( abreviar PRCζ ), cunoscută și sub numele de PRKCZ  , este o proteină umană codificată de gena PRKCZ . Gena PRKCZ codifică cel puțin două transcrieri alternative: o PKCζ cu lungime completă și o formă trunchiată la N-terminal a PKMζ. Se crede că PKMζ este responsabil pentru menținerea amintirilor pe termen lung în creier. Importanța PKCζ în crearea și menținerea potențării pe termen lung a fost descrisă pentru prima dată de Todd Sactor și colegii de la Universitatea de Stat din New York din Brooklyn în 1993 [1] .

Lungimea lanțului polipeptidic proteic este de 592 de resturi de aminoacizi, iar greutatea moleculară este de 67660 Da [2] .

Structura

PKC-ζ are un domeniu reglator N-terminal urmat de o regiune balama și un domeniu catalitic C-terminal. Mesagerii secunde stimulează PKC prin legarea la domeniul reglator, translocând enzima din citosol în membrană și provocând o schimbare conformațională care elimină autoinhibarea activității catalitice a proteinei kinazei PKC. PKM-ζ, o izoformă specifică creierului a PKC-ζ derivată dintr-o transcriere alternativă, nu are regiunea de reglare PKC-ζ de lungime completă și, prin urmare, este activ constitutiv [3] .

PKMζ este un domeniu catalitic independent al PKCζ și, lipsit de domeniul reglator autoinhibitor al PKCζ de lungime completă, este activ constitutiv și permanent, fără a fi nevoie de molecule de mesager secund. Inițial se credea că este un produs de scindare al PKCζ de lungime completă, o izoformă atipică a protein kinazei C (PKC). Ca și alte izoforme ale PKC, PKCζ este o serină/treonin kinază care transferă grupări fosfat la resturile de aminoacizi corespunzătoare ale proteinelor țintă (reacție de fosforilare). Reacția de fosforilare a acestei proteine ​​kinaze este atipică deoarece, spre deosebire de alte izoforme PKC, PKCζ nu necesită ioni de calciu (Ca 2+ ) sau diacilglicerol (DAG) pentru a deveni activi, ci se bazează mai degrabă pe un al doilea mesager, probabil generat de fosfoinozitide-3. -calea kinazei. Acum se știe că PKMζ nu este rezultatul clivajului PKCζ de lungime completă, ci mai degrabă, în creierul mamiferelor, este tradus din propriul său așa-numit ARNm specific creierului , care este transcris de promotorul intern al genei PKCζ. [3] . În creierul anterior , promotorul pentru PKCζ de lungime completă este în mare măsură inactiv și, prin urmare, PKMζ este forma ζ dominantă în creierul anterior și singura PKM care este tradusă din propriul ARNm.

Funcții

PKCζ

Izoformele atipice de PKC (aPKC) [ζ-zeta (această enzimă), precum și λ/ι (lambda/iota)] joacă un rol important în transportul de glucoză stimulat de insulină. Adipocitele umane conțin PKC-ζ mai degrabă decât PKC-λ/ι ca izoforme atipice majore (aPKC). Inhibarea enzimei PKCζ inhibă transportul de glucoză stimulat de insulină, în timp ce activarea PKCζ îmbunătățește intrarea glucozei în celule [4] .

PKMζ

Se crede că PKMζ este responsabil pentru menținerea fazei târzii de potențare pe termen lung (LTP ) [ 5 ] [ 6 ] [7] .  Potențarea pe termen lung este unul dintre principalele mecanisme celulare despre care se crede că stau la baza învățării și memoriei [8] . Această teorie a apărut din observația că perfuzarea PKMζ în neuronii postsinaptici induce potențarea sinaptică, iar inhibitorii selectivi ai peptidei inhibitoare zeta (ZIP) asemănătoare PKMζ, atunci când sunt scăldate la o oră după tetanizare, inhibă faza târzie sau menținerea LTP. Astfel, PKMζ este atât necesar, cât și suficient pentru a menține LTP. Lucrările ulterioare au arătat că inhibarea PKMζ a inversat întreținerea LTP atunci când este aplicată până la 5 ore după ce LTP a fost indus în secțiunile hipocampului și după 22 de ore in vivo . Inhibarea PKMζ în comportamentul animal șterge amintirile spațiale pe termen lung din hipocamp care au fost de până la o lună, fără a afecta amintirile spațiale pe termen scurt [7] și șterge amintirile pe termen lung pentru formarea fricii și suprimarea evitării în amigdala bazolaterală [9] ] . Când ZIP a fost injectat în cortexul senzoriomotor al șobolanilor, a șters memoria musculară folosită pentru a îndeplini sarcini chiar și după săptămâni de antrenament [10] . În neocortex, considerat a fi locul de stocare a memoriei pe termen lung, inhibarea PKMζ șterge amintirile asociate pentru aversiunea la gust condiționată în cortexul insular până la 3 luni după exercițiu [11] [12] . Această proteină pare să fie, de asemenea, implicată, prin intermediul nucleului accumbens, în consolidarea și reconsolidarea memoriei asociate cu dependența. Astfel, PKMζ este prima moleculă care este o componentă a mecanismului de stocare a memoriei pe termen lung [13] . Deși rezultatele de la șoarecii PKMζ/PKMζ-null indică faptul că LTP și memoria sunt în mare măsură compatibile cu șoarecii de tip sălbatic [14] [15] , s-a dovedit că funcția normală PKMζ în LTP și stocarea memoriei pe termen lung este compensată de alte PKC atipice. izoformele knockout ale PKCι/λ [16] [17] [18] .

Modificările în PKMζ pot fi asociate cu neurodegenerarea care apare în boala Alzheimer .

Organisme model

Au fost folosite organisme model pentru a studia funcția PRKCZ. O tulpină de șoarece knockout condiționată, numită Prkcz tm1a(EUCOMM)Wtsi [19] [20] , a fost creată în cadrul programului International Knockout Mice Consortium, un proiect de mutageneză de mare performanță care vizează crearea și diseminarea modelelor de boli la animale de către oamenii de știință interesați [21]. ] [22] [23] .

Masculii și femelele au fost supuse unui screening fenotipic standardizat pentru a determina efectele deleției [24] [25] . Douăzeci și cinci de teste au fost efectuate pe șoareci mutanți, care au dus la trei abateri semnificative [24] . Mutanții homozigoți aveau papila lui Bergmeister, în timp ce ambele sexe aveau chimie plasmatică atipică și morfologie anormală a melanocitelor [24] .

Inhibitori

Inhibitorii PKCζ sunt pirazoline 1,3,5-trisubstituite [26] .

Interacțiuni

PRKCZ interacționează cu:

Note

  1. Sacktor TC, Osten P., Valsamis H., Jiang X., Naik MU, Sublette E. Activarea persistentă a izoformei zeta a proteinei kinazei C în menținerea potențarii pe termen lung  //  Proceedings of the National Academy of Sciences of Statele Unite ale Americii  : jurnal. - 1993. - Vol. 90 , nr. 18 . - P. 8342-8346 . - doi : 10.1073/pnas.90.18.8342 . — PMID 8378304 .
  2. UniProt  ,  Q05513 . Preluat la 14 octombrie 2019. Arhivat din original la 11 octombrie 2019.
  3. 1 2 Hernandez AI, Blace N., Crary JF, Serrano PA, Leitges M., Libien JM, Weinstein G., Tcherapanov A., Sacktor TC Protein kinaza M zeta sinteza dintr-un ARNm cerebral care codifică o protein kinaza C zeta catalitică independentă domeniu. Implicații pentru mecanismul molecular al memoriei  //  J. Biol. Chim.  : jurnal. - 2003. - octombrie ( vol. 278 , nr. 41 ). - P. 40305-40316 . - doi : 10.1074/jbc.M307065200 . — PMID 12857744 .
  4. Bandyopadhyay G., Sajan MP, Kanoh Y., Standaert ML, Quon MJ, Lea-Currie R., Sen A., Farese RV PKC -zeta mediază efectele insulinei asupra transportului de glucoză în adipocite umane cultivate derivate din preadipocite   // J. Clin. Endocrinol. Metab. : jurnal. - 2002. - Februarie ( vol. 87 , nr. 2 ). - P. 716-723 . - doi : 10.1210/jc.87.2.716 . — PMID 11836310 .
  5. Ling DS, Benardo LS, Serrano PA, Blace N., Kelly MT, Crary JF, Sacktor TC Protein kinaza Mzeta este necesară și suficientă pentru întreținerea LTP   // Nat . neurosci.  : jurnal. - 2002. - Vol. 5 , nr. 4 . - P. 295-296 . - doi : 10.1038/nn829 . — PMID 11914719 .
  6. Serrano P., Yao Y., Sacktor TC Fosforilarea persistentă prin protein kinaza Mzeta menține potențarea pe termen lung în faza târzie  // J  Neurosci : jurnal. - 2005. - Vol. 25 , nr. 8 . - P. 1979-1984 . - doi : 10.1523/JNEUROSCI.5132-04.2005 . — PMID 15728837 .
  7. 1 2 Pastalkova E., Serrano P., Pinkhasova D., Wallace E., Fenton AA, Sacktor TC Stocarea informațiilor spațiale prin mecanismul de întreținere al LTP  //  Science : journal. - 2006. - Vol. 313 , nr. 5790 . - P. 1141-1144 . - doi : 10.1126/science.1128657 . — PMID 16931766 .
  8. Cooke SF, Bliss TV Plasticitatea în sistemul nervos central  uman //  Creierul. - Oxford University Press , 2006. - Vol. 129 , nr. Pt7 . - P. 1659-1673 . - doi : 10.1093/brain/awl082 . — PMID 16672292 .
  9. Serrano P., Friedman EL, Kenney J., Taubenfeld SM, Zimmerman JM, Hanna J., Alberini C., Kelley AE, Maren S., Rudy JW, Yin JC, Sacktor TC, Fenton AA PKMζ menține spațial, instrumental, și amintiri pe termen lung condiționate clasic  // PLoS Biology : journal  /  Lu, Bai. - 2008. - Vol. 6 , nr. 12 . - P. 2698-2706 . - doi : 10.1371/journal.pbio.0060318 . — PMID 19108606 .
  10. von Kraus LM, Sacktor TC, Francis JT Erasing Sensorimotor Memories via PKMζ Inhibition  // PLoS ONE : journal  /  Brezina, Vladimir. - 2010. - Vol. 5 , nr. 6 . — P.e11125 . - doi : 10.1371/journal.pone.0011125 . — PMID 20559553 .
  11. Shema R., Sacktor TC, Dudai Y. Rapid ștergere a asociațiilor de memorie pe termen lung în cortex de către un inhibitor al PKMζ  //  Science: journal. - 2007. - Vol. 317 , nr. 5840 . - P. 951-953 . - doi : 10.1126/science.1144334 . — PMID 17702943 .
  12. Shema R., Hazvi S., Sacktor TC, Dudai Y. Condiții de limită pentru menținerea memoriei de către PKMζ în neocortex   // Aflați . Mem. : jurnal. - 2009. - Vol. 16 , nr. 2 . - P. 122-128 . - doi : 10.1101/lm.1183309 . — PMID 19181618 .
  13. Crespo JA, Stöckl P., Ueberall F., Jenny M., Saria A., Zernig G. Activarea PKCzeta și PKMzeta în miezul nucleus accumbens este necesară pentru regăsirea, consolidarea și reconsolidarea  memoriei medicamentului  // PLoS ONE  : jurnal. - 2012. - Februarie ( vol. 7 , nr. 2 ). — P.e30502 . - doi : 10.1371/journal.pone.0030502 . — PMID 22348011 .
  14. Volk LJ, Bachman JL, Johnson R., Yu Y., Huganir RL PKM-ζ nu este necesar pentru plasticitatea sinaptică hipocampală, învățare și memorie  //  Nature : journal. - 2013. - ianuarie ( vol. 493 , nr. 7432 ). - P. 420-423 . - doi : 10.1038/nature11802 . — PMID 23283174 .
  15. Lee AM, Kanter BR, Wang D., Lim JP, Zou ME, Qiu C., McMahon T., Dadgar J., Fischbach-Weiss SC, Messing RO  Prkcz //null mice show normal learning and memory - 2013. - ianuarie ( vol. 493 , nr. 7432 ). - P. 416-419 . - doi : 10.1038/nature11803 . — PMID 23283171 .
  16. Tsokas P., Hsieh C., Yao Y., Lesburguères E., Wallace EJ, Tcherepanov A., Jothianandan D., Hartley BR, Pan L., Rivard B., Farese RV, Sajan MP, Bergold PJ, Hernández AI , Cottrell JE, Shouval HZ, Fenton AA, Sacktor TC Compensarea pentru PKMζ în potențarea pe termen lung și memoria spațială pe termen lung la șoarecii mutanți  // eLife  :  journal. - 2016. - Vol. 5 . —P.e14846 . _ - doi : 10.7554/eLife.14846 . — PMID 27187150 .
  17. Morris RG Nu mă uita  // eLife  :  jurnal. - 2016. - 17 mai ( vol. 5 ). — P. e16597 . doi : 10.7554 /eLife.16597 . — PMID 27187147 .
  18. Frankland PW, Josselyn SA Neuroscience: În căutarea moleculei de memorie   // Nature . - 2016. - iulie ( vol. 535 , nr. 7610 ). - P. 41-2 . - doi : 10.1038/nature18903 . — PMID 27362229 .
  19. International Knockout Mouse Consortium .  (link indisponibil)
  20. Mouse Genome Informatica . Preluat la 23 octombrie 2017. Arhivat din original la 24 octombrie 2017.
  21. Skarnes WC, Rosen B., West AP, Koutsourakis M., Bushell W., Iyer V., Mujica AO, Thomas M., Harrow J., Cox T., Jackson D., Severin J., Biggs P., Fu J., Nefedov M., de Jong PJ, Stewart AF, Bradley A. O resursă knockout condiționată pentru studiul la nivelul întregului genom al funcției genei de șoarece  //  Nature: journal. - 2011. - iunie ( vol. 474 , nr. 7351 ). - P. 337-342 . - doi : 10.1038/nature10163 . — PMID 21677750 .
  22. Biblioteca Dolgin E. Mouse setată să fie knockout   // Nature . - 2011. - Vol. 474 , nr. 7351 . - P. 262-263 . - doi : 10.1038/474262a . — PMID 21677718 .
  23. Collins F.S., Rossant J., Wurst W. A Mouse for All Reasons   // Cell . - Cell Press , 2007. - Vol. 128 , nr. 1 . - P. 9-13 . - doi : 10.1016/j.cell.2006.12.018 . — PMID 17218247 .
  24. 1 2 3 Gerdin AK Programul de genetică a șoarecilor Sanger: Caracterizarea cu randament ridicat a șoarecilor knockout  //  Acta Ophthalmologica : jurnal. - Wiley-Liss , 2010. - Vol. 88 . - P. 925-927 . - doi : 10.1111/j.1755-3768.2010.4142.x .
  25. van der Weyden L., White JK, Adams DJ, Logan DW Setul de instrumente pentru genetica șoarecilor: dezvăluirea funcției și mecanismului   // Genome Biol : jurnal. - 2011. - Vol. 12 , nr. 6 . — P. 224 . - doi : 10.1186/gb-2011-12-6-224 . — PMID 21722353 .
  26. Abdel-Halim M., Diesel B., Kiemer AK, Abadi AH, Hartmann RW, Engel M. Descoperirea și optimizarea pirazolinelor 1,3,5-trisubstituite ca inhibitori alosterici puternici și foarte selectivi ai proteinei kinazei C-  ζ.)  // Journal of Medicinal Chemistry : jurnal. - 2014. - august ( vol. 57 , nr. 15 ). - P. 6513-6530 . doi : 10.1021 / jm500521n . — PMID 25058929 .
  27. Hodgkinson CP, Sale EM, Sale GJ Caracterizarea activității PDK2 împotriva protein kinazei B gamma  //  Biochimie : jurnal. - 2002. - Vol. 41 , nr. 32 . - P. 10351-10359 . - doi : 10.1021/bi026065r . — PMID 12162751 .
  28. 1 2 3 4 Van Der Hoeven PC, Van Der Wal JC, Ruurs P., Van Dijk MC, Van Blitterswijk J. Izotipurile 14-3-3 facilitează cuplarea proteinei kinazei C-zeta la Raf-1: reglarea negativă cu 14 -3-3 fosforilare  (engleză)  // Biochim. J. : jurnal. - 2000. - Vol. 345 , nr. 2 . - P. 297-306 . - doi : 10.1042/0264-6021:3450297 . — PMID 10620507 .
  29. Storz P., Hausser A., ​​​​Link G., Dedio J., Ghebrehiwet B., Pfizenmaier K., Johannes FJ Protein kinaza C [micro] este reglată de proteina chaperon multifuncțională p32  //  J. Biol . Chim.  : jurnal. - 2000. - Vol. 275 , nr. 32 . - P. 24601-24607 . - doi : 10.1074/jbc.M002964200 . — PMID 10831594 .
  30. 1 2 Zemlickova E., Dubois T., Kerai P., Clokie S., Cronshaw AD, Wakefield RI, Johannes FJ, Aitken A. Centaurin-alfa(1) se asociază cu și este fosforilată de izoforme ale proteinei kinazei  C.)  // Biochim. Biophys. Res. comun. : jurnal. - 2003. - Vol. 307 , nr. 3 . - P. 459-465 . - doi : 10.1016/S0006-291X(03)01187-2 . — PMID 12893243 .
  31. Kuroda S., Nakagawa N., Tokunaga C., Tatematsu K., Tanizawa K. Omologul mamiferului al proteinei Caenorhabditis elegans UNC-76 implicat în creșterea axonală este o proteină care interacționează cu zeta protein kinaza C  //  J : jurnal. - 1999. - Vol. 144 , nr. 3 . - P. 403-411 . doi : 10.1083/ jcb.144.3.403 . — PMID 9971736 .
  32. Fujita T., Ikuta J., Hamada J., Okajima T., Tatematsu K., Tanizawa K., Kuroda S. Identificarea unui omolog nespecific de țesut al proteinei zeta-1 de fasciculație și alungire axonală   // Biochem. Biophys. Res. comun. : jurnal. - 2004. - Vol. 313 , nr. 3 . - P. 738-744 . - doi : 10.1016/j.bbrc.2003.12.006 . — PMID 14697253 .
  33. Diaz-Meco MT, Moscat J. MEK5, o nouă țintă a izoformelor atipice de protein kinaza C în semnalizarea mitogenă   // Mol . celulă. Biol. : jurnal. - 2001. - Vol. 21 , nr. 4 . - P. 1218-1227 . - doi : 10.1128/MCB.21.4.1218-1227.2001 . — PMID 11158308 .
  34. San-Antonio B., Iñiguez MA, Fresno M. Protein kinase Czeta fosforilează factorul nuclear al celulelor T activate și își reglează activitatea de transactivare  //  J. Biol. Chim.  : jurnal. - 2002. - Vol. 277 , nr. 30 . - P. 27073-27080 . - doi : 10.1074/jbc.M106983200 . — PMID 12021260 .
  35. Rual JF, Venkatesan K., Hao T., Hirozane-Kishikawa T., Dricot A., Li N., Berriz GF, Gibbons FD, Dreze M., Ayivi-Guedehoussou N., Klitgord N., Simon C., Boxem M., Milstein S., Rosenberg J., Goldberg DS, Zhang LV, Wong SL, Franklin G., Li S., Albala JS, Lim J., Fraughton C., Llamosas E., Cevik S., Bex C ., Lamesch P., Sikorski RS, Vandenhaute J., Zoghbi HY, Smolyar A., ​​​​Bosak S., Sequerra R., Doucette-Stamm L., Cusick ME, Hill DE, Roth FP, Vidal M. Towards a Harta la scară proteom a rețelei de interacțiune proteină-proteină umană  (ing.)  // Nature : journal. - 2005. - Vol. 437 , nr. 7062 . - P. 1173-1178 . - doi : 10.1038/nature04209 . — PMID 16189514 .
  36. Liu XF, Ishida H., Raziuddin R., Miki T. Factorul de schimb de nucleotide ECT2 interacționează cu complexul proteic de polaritate Par6/Par3/protein kinaze Czeta (PKCzeta) și reglează activitatea PKCzeta  //  Mol . celulă. Biol. : jurnal. - 2004. - Vol. 24 , nr. 15 . - P. 6665-6675 . - doi : 10.1128/MCB.24.15.6665-6675.2004 . — PMID 15254234 .
  37. 1 2 Noda Y., Takeya R., Ohno S., Naito S., Ito T., Sumimoto H. Omologi umani ai proteinei de polaritate celulară Caenorhabditis elegans PAR6 ca adaptor care leagă micile GTPazele Rac și Cdc42 la proteina atipică kinaza C  //  Gene Celulele : jurnal. - 2001. - Vol. 6 , nr. 2 . - P. 107-119 . - doi : 10.1046/j.1365-2443.2001.00404.x . — PMID 11260256 .
  38. ^ Díaz-Meco MT, Municio MM, Frutos S., Sanchez P., Lozano J., Sanz L., Moscat J. Produsul par-4, o genă indusă în timpul apoptozei, interactiv selectiv cu izoformele atipice ale protein kinazei C  (engleză)  // Cell  : journal. - Cell Press , 1996. - Vol. 86 , nr. 5 . - P. 777-786 . - doi : 10.1016/S0092-8674(00)80152-X . — PMID 8797824 .
  39. Balendran A., Biondi RM, Cheung PC, Casamayor A., ​​​​Deak M., Alessi DR Un site de andocare a proteinei kinazei-1 (PDK1) dependent de 3-fosfoinozitide este necesar pentru fosforilarea proteinei kinazei Czeta (PKCzeta) şi kinaza 2 înrudită cu PKC de către PDK1  //  J. Biol. Chim.  : jurnal. - 2000. - Vol. 275 , nr. 27 . - P. 20806-20813 . - doi : 10.1074/jbc.M000421200 . — PMID 10764742 .
  40. Hodgkinson  CP, Sale GJ  . - 2002. - Vol. 41 , nr. 2 . - P. 561-569 . doi : 10.1021 / bi010719z . — PMID 11781095 .
  41. ^ Le Good JA, Ziegler WH, Parekh DB, Alessi DR, Cohen P., Parker PJ Izotipurile proteinei kinazei C controlate de fosfoinozitid 3-kinaza prin protein kinaza PDK1  //  Science : journal. - 1998. - Vol. 281 , nr. 5385 . - P. 2042-2045 . - doi : 10.1126/science.281.5385.2042 . — PMID 9748166 .
  42. Park J., Leong ML, Buse P., Maiyar AC, Firestone GL, Hemmings BA Serum și kinaza inductabilă de glucocorticoizi (SGK) este o țintă a căii de semnalizare stimulată de PI 3-kinaze  //  EMBO J . : jurnal. - 1999. - Vol. 18 , nr. 11 . - P. 3024-3033 . - doi : 10.1093/emboj/11.18.3024 . — PMID 10357815 .
  43. Leitges M., Sanz L., Martin P., Duran A., Braun U., García JF, Camacho F., Diaz-Meco MT, Rennert PD, Moscat J. Perturbarea vizată a genei zetaPKC are ca rezultat afectarea calea NF-kappaB  (engleză)  // Mol. celulă : jurnal. - 2001. - Vol. 8 , nr. 4 . - P. 771-780 . - doi : 10.1016/S1097-2765(01)00361-6 . — PMID 11684013 .
  44. Seibenhener ML, Roehm J., White WO, Neidigh KB, Vandenplas ML, Wooten MW  Identificarea Src ca o nouă proteină atipică care interacționează cu protein kinaza C  // Arhivele de biochimie și biofizică : jurnal. - Elsevier , 1999. - Vol. 2 , nr. 1 . - P. 28-31 . - doi : 10.1006/mcbr.1999.0140 . — PMID 10527887 .
  45. Büther K., Plaas C., Barnekow A., Kremerskothen J. KIBRA este un substrat nou pentru protein kinaza Czeta   // Biochem . Biophys. Res. comun. : jurnal. - 2004. - Vol. 317 , nr. 3 . - P. 703-707 . - doi : 10.1016/j.bbrc.2004.03.107 . — PMID 15081397 .

Referințe