Бета-катенин

7 Q0224>RefSeq (мРНК)

Катенин бета-1, также известный как β-катенин, представляет собой белок, который у людей кодируется CTNNB1 ген.

β-катенин - это белок с двойной функцией, участвующий в регуляции и регуляции межклеточной адгезии и транскрипции гена. У человека белок CTNNB1 кодируется геном CTNNB1 . В Drosophila гомологичный белок называется броненосцем. β-катенин является субъединицей белкового кадгерин и работает как преобразователь внутриклеточного сигнала в пути передачи сигнала Wnt. Он является членом семейства белков и гомологичен γ-катенину, также известному как плакоглобин. Бета-катенин широко экспрессируется во многих тканях. В сердечной мышце бета-катенин локализуется в слипчивых соединенийх в интеркалированных дисковых структурах, которые имеют решающее значение для электрического и механического взаимодействия между соседними кардиомиоцитами.

Мутации и сверхэкспрессия β-катенина связаны со многими видами рака, включая гепатоцеллюлярную карциному карциному, колоректальную карциному, рак легких, злокачественные опухоли груди, рак яичников и рак эндометрия. Изменения локализации и уровней экспрессии бета-катенина связаны с различными формами болезни сердца, включая дилатационную кардиомиопатию. β-катенин регулируется и разрушается комплексом разрушения бета-катенина, и в частности белком аденоматозного полипоза кишечной палочки (APC), кодируемым подавляющим опухоль геном APC. Следовательно, генетическая мутация гена APC также прочно связана с раком, в частности колоректальным раком, развивающимся в результате семейного аденоматозного полипоза (FAP).

Содержание

• 1 Discovery
• 2 Структура
  • 2.1 Структура белка
  • 2.2 Партнеры, связывающиеся с доменом броненосца
• 3 Функция
  • 3.1 Регулирование деградации посредством фосфорилирования
  • 3.2 Бета Комплекс деструкции катенина
  • 3.3 Передача сигналов Wnt и регуляция деструкции
  • 3.4 Роль в межклеточной адгезии
  • 3.5 Роль в развитии
    • 3.5.1 Формирование раннего эмбрионального паттерна
    • 3.5.2 Асимметричное деление клеток
    • 3.5. 3 Обновление стволовых клеток
    • 3.5.4 Переход от эпителия к мезенхиме
  • 3.6 Участие в физиологии сердца
• 4 Клиническое значение
  • 4.1 Роль в депрессии
  • 4.2 Роль в сердечных заболеваниях
  • 4.3 Вовлечение в рак
  • 4.4 В качестве терапевтической цели
  • 4.5 Роль в алкогольном синдроме плода
• 5 Взаимодействия
• 6 См. Также
• 7 Ссылки
• 8 Дополнительная литература
• 9 Внешние ссылки

Discovery

Бета-катенин был впервые впервые в начале 1990-х годов как компонент комплекса адгезии клеток млекопитающих: про теин, ответственный за цитоплазматическое закрепление кадгеринов. Но очень скоро стало понятно, что белок броненосца Drosophila, участвующий в опосредовании морфогенных эффектов Wingless / Wnt, гомологичен β-катенину млекопитающих, не только по структуре, но и по функциям. Таким образом, бета-катенин стал одним из первых примеров подработки : белка, выполняющего более одной радикально отличной клеточной функции.

Структура

Структура белка

Ядро бета-катенина из нескольких очень характерных повторов, каждый длиной примерно 40 аминокислот. Все эти элементы, называемые повторами броненосца, складываются вместе в единый жесткий диск белковый домен с удлиненной формой, называемый доменом броненосца (ARM). Средний повтор броненосца состоит из трех альфа-спиралей. Первый повтор β-катенина (около N-конца) немного отличается от других - он имеет удлиненную спираль с изломом, образованный слиянием спиралей 1 и 2. Из-за сложной формы отдельных повторов, весь домен ARM не является прямым стержнем: он имеет небольшую кривизну, так что образует внешнюю (выпуклая) и внутреннюю (вогнутая) поверхности. Эта внутренняя поверхность служит сайтом связывания лиганда для различных партнеров по взаимодействию доменов ARM.

Сегменты N-концевой и C-концевой по отношению к домену ARM сами по себе не принимают никакой структуры в решении. Тем не менее эти внутренне неупорядоченные области играют решающую роль в функциях бета-катенина. N-концевая неупорядоченная область содержит консервативный короткий линейный мотив, ответственный за связывание TrCP1 (также известный как β-TrCP) E3 убиквитинлигазы - но только когда он фосфорилирован. Деградация β-катенина таким образом, опосредуется этим N-концевым сегментом. С другой стороны, С-концевой является сильным трансактиватором при рекрутировании на ДНК. Этот сегмент не полностью неупорядочен: часть С-концевого удлинения образует стабильную спираль, которая упаковывается против домена ARM, но может также взаимодействовать с отдельными партнерами по связыванию. Этот небольшой структурный элемент (HelixC) закрывает С-конец домена ARM, экранируя его гидрофобные остатки. HelixC не является необходимым для бета-катенина для функционирования в межклеточной адгезии. С другой стороны, это необходимо для передачи сигналов Wnt: возможно, для привлечения различных коактиваторов, таких как 14-3-3zeta. Однако его точные партнеры среди общих транскрипционных комплексов до сих пор неизвестны. Примечательно, что С-концевой сегмент β-катенина может имитировать эффекты всего пути Wnt, если он искусственно слит с ДНК-связывающим доменом LEF1 фактора транскрипции.

Плакоглобин (также называемый гамма-катенином) имеет поразительно похожую архитектуру на структуру бета-катенина. Их домены ARM не только похожи друг на друга как по архитектуре, так и по способности связывания лигандов, но и N-концевой β-TrCP-связывающий мотив также консервативен в плакоглобине, что указывает на общее происхождение и общую регуляцию с β-catenin. Однако плакоглобин является очень слабым трансактиватором при связывании с ДНК - это, вероятно, вызвано расхождением их С-концевых последовательностей (у плакоглобина, по-видимому, отсутствуют мотивы трансактиватора , и, таким образом, он ингибирует путь Wnt нацелены на гены вместо их активации).

Партнеры, связывающиеся с доменом броненосца

Как показано выше, домен ARM бета-катенина действует как платформа, с которой может связываться специфический. Расположенные в структурно разнородных партнерах, мотивы связывания β-катенина обычно неупорядочены сами по себе и обычно принимают жесткую структуру при взаимодействии с доменом ARM - как это видно для коротких линейных мотивов. Однако мотивы, взаимодействующие с β-катенином, также обладают рядом специфических характеристик. Во-первых, они могут достигать илидаже увеличенную длину 30 аминокислоты и контактировать с доменом ARM на чрезмерно большой площади поверхности. Другой необычной особенностью этих мотивов является их часто высокая степень фосфорилирования. Такие события фосфорилирования Ser / Thr значительно усиливают связывание многих связывающих β-катенин мотивов с доменом ARM.

Структура бета-катенина в комплексе с катенином связывающий домен партнера транскрипционной трансактивации TCF обеспечивает начальную структурную дорожную карту, сколько партнеров связывания бета-катенина может формировать взаимодействие. TCF адаптировался к тому, что жесткой конформацией, с мотивом связывания, охватывающим множеством повторов бета-катенина. Были «горячие» сильного заряженного поведения (предсказанные, а затем подтвержденные как консервативные для восприятия бета-катенин / E-кадгерин), а также гидрофобные области. ингибитор молекулы нацелен против определенных форм рака. Пластичность связывания N-конца TCF с бета-катенином.

Аналогичным образом мы находим знакомый E-кадгерин, цитоплазматический хвост которого контактирует с доменом ARM таким же каноническим образом. каркасный белок аксин (два близкородных паралога, аксин 1 и аксин 2 ) содержит аналогичный мотив взаимодействия на своем длинном неупорядоченном среднем сегменте. Хотя одна молекула аксина содержит только один мотиватор β-катенина, его белок Аденоматозный полипоз кишечной палочки (APC), содержит 11 таких мотивов в тандемном расположении на протектор, таким образом, способный обработать с помощью β-катенинами.. молекулы сразу. На поверхности зоны ARM обычно может размещаться только один и тот же клеточный пул молекулы β-катенина. Эта конкуренция является ключом к пониманию того, как работает сигнальный путь Wnt.

Однако этот «главный» сайт связывания β-катенина домена ARM никоим образом не является единственным. Первые спирали домена ARM образуют дополнительный карман для взаимодействия белок-белок: он может вмещать образующий спираль линейный мотив, обнаруженный в коактиваторе BCL9 (или связанном с ним BCL9L ) - важный белок, участвующий в передаче сигналов Wnt. Хотя точные детали гораздо менее ясны, похоже, что тот самый сайт используется альфа-катенином, когда бета-катенин локализуется в слипчивых соединениях. Этот карман этот карман от «основного» сайта связывания домена ARM, нет отличий между альфа-катенином и E-кадгерином или между TCF1 и BCL9, соответственно. С другой стороны, BCL9 и BCL9L должны конкурировать с α-катенином, чтобы получить доступ к молекулам β-катенина.

Функция

Регулирование деградации посредством фосфорилирования

Клеточный уровень бета -катенин в основном контролируется его убиквитинированием и протеосомной деградацией. Убиквитинлигаза E3 TrCP1 (также известная как β-TrCP) может распознавать β-катенин в качестве своего субстрата через короткий линейный мотив на неупорядоченной N-конец. Однако этот мотив (Asp-Ser-Gly-Ile-His-Ser) β-катенина должен быть фосфорилирован на двух серинах, чтобы способным связывать β-TrCP. Фосфорилирование мотива осуществляется гликоген-синтазокиназой 3, альфа и бета (GSK3α и GSK3β). GSK3 конститутивно активными ферментами, участвующими в нескольких важных регуляторных процессах. Однако предложение: субстраты GSK3 должны быть фосфорилированы на четыре аминокислоты ниже (С-конец) фактического сайта-мишени. Таким образом, для его активности также требуется «прайминговая киназа». В случае использования бета-катенина при помощи киназой является казеинкиназа I (CKI). После того, как субстрат, богатый серин-треонином, был «праймирован», GSK3 может «ходить» по нему от С-конца к N-концу, фосфорилируя каждый 4-й серин или треонин остатки в ряд. Этот процесс также приведет к двойному фосфорилированию вышеупомянутого мотивации β-TrCP.

Комплекс разрушения бета-катенина

Для того, чтобы GSK3 была высокоэффективной киназой на субстрате, предварительного фосфорилирования недостаточно. Существует одно дополнительное требование: аналог митоген-активируемые протеинкиназам (MAPK), субстраты должны связываться с этим ферментом посредством высокоаффинных стыковочных мотивов. Бета-катенин не содержит специальных компонентов: аксин. Более того, его стыковочный мотив GSK3 находится непосредственно рядом с мотивом связывания β-катенина. Таким образом, аксин действует как настоящий каркасный белок, сближая фермент (GSK3) и его субстрат (β-катенин) в непосредственной близости друг от друга.

Но даже аксин не действует в одиночку. Через свой N-концевой регулятор домена (RGS) передачи сигналов G-белка он рекрутирует белок аденоматозного полипоза кишечной палочки (APC). APC подобен огромной «рождественской елке»: с множеством мотивов связывания β-катенина (одна молекула APC имеет 11 таких мотивов), он может собирать как можно больше молекул β-катенина. APC может взаимодействовать с молекулами аксина одновременно, поскольку он имеет три мотива SAMP (Ser-Ala-Met-Pro) для связывания доменов RGS, обнаруженных в аксине. Кроме того, аксин также может олигомеризоваться через свой C-концевой домен DIX. Результатом является огромная мультимерная сборка белка, предназначенная для фосфорилирования β-катенина. Этот комплекс обычно называют комплексом разрушения бета-катенина, хотя он отличается от аппарата протеосомы, фактически ответственного за деградацию бета-катенина. Он только маркирует молекулы β-катенина для последующего разрушения.

Передача сигналов Wnt и регуляция разрушения

В покоящихся клетках молекулы аксина олигомеризуются друг с другом через свои C-концевые домены DIX, которые имеют два интерфейса связывания. Таким образом они могут строить линейные олигомеры или даже полимеры внутри цитоплазмы клеток. Домены DIX уникальны: известны только другие белки, имеющие домен DIX: Disheveled и DIXDC1. (Один белок Dsh Drosophila соответствует трем паралогическим генам, Dvl1, Dvl2 и Dvl3 у млекопитающих.) Dsh ассоциируется с цитоплазматическими областями Рецепторы с завитками и их доменами PDZ и DEP . Когда молекула Wnt связывается с Frizzled, это вызывает малоизвестный каскад событий, которые приводят к обнажению домена DIX disheveled и создание идеального сайта связывания для аксина. Аксин затем титруется от его олигомерных ансамблей - комплекса деструкции β-катенина - с помощью Dsh. После связывания с рецепторным комплексом аксин становится неспособным к связыванию β-катенина и активности GSK3. Важно отметить, что цитоплазматические сегменты белков LRP5 и LRP6, связанные с Frizzled, содержат псевдосубстратные следовать GSK3 (Pro-Pro-Pro-Ser-Pro-x-Ser), соответственно »примированный (промышленно фосфорилированный) CKI, как если бы он был истинным субстратом GSK3. Эти ложные сайты-мишени значительно ингибируют активность GSK3 в конкурентной борьбе. Таким образом, аксин, связанный с рецептором, устраняет опосредование фосфорилирования β-катенина. Бета-версия бета-катенин больше не маркируется для разрушения, но продолжает вырабатывать, его улучшится. Как только уровни β-катенина поднимаются до уровня, достаточного для насыщения всех участков связывания в цитоплазме, он также перемещается в ядро. При взаимодействии с факторами транскрипции LEF1, TCF1, TCF2 или TCF3 β-катенин заставляет их отключить своих предыдущих партнеров: белки граучо. В отличие от Граучо, который рекрутирует репрессоры транскрипции (например, гистон-лизинметилтрансферазы ), бета-катенин связывает активаторы транскрипции, включая гены-мишени.

Роль в клеточно-клеточной адгезии

Межклеточная адгезия Комплексы необходимы для образования сложных тканей животных. β-катенин является частью белкового комплекса, который формирует адгезивные соединения. Эти комплексы межклеточной адгезии необходимы для создания и поддержания слоев и барьеров эпителиальных клеток. Как компонент комплекса, β-катенин может регулировать рост клеток и адгезию между клетками. Он также может быть ответственным за передачу сигнала контактного ингибирования, который заставляет клетки прекращать деление после того, как эпителиальный лист готов. Комплекс E-кадгерин-β-катенин-α-катенин слабо связан с актиновыми филаментами. Адгезивные соединения требуют образования динамики белка, чтобы связываться с актиновым цитоскелетом, тем самым механотрансдукцию.

. Важным компонентом адгезивных соединений являются белки кадгерин. Кадгерины образуют структуры межклеточных соединений, известные как адгезивные соединения, а также десмосомы. Кадгерины способны к гомофильным взаимодействиям через свои внеклеточные кадгериновые повторы доменов Са2 + -зависимым образом; это может удерживать вместе соседние эпителиальные клетки. Находясь в слипчивом соединении, кадгерины рекрутируют молекулы β-катенина на свои внутриклеточные области. β-катенин, в свою очередь, ассоциирует с другими высоко динамичным белком, α-катенином, который напрямую связывается с актиновыми филаментами. Это возможно, потому что α-катенин и кадгерины связываются с β-катенином на разных сайтах. Таким образом, комплекс β-катенин-α-катенин может физически образовывать мостик между кадгеринами и актиновым цитоскелетом. Организация комплекса кадгерин-катенин дополнительно регулируется посредством фосфорилирования и эндоцитоза его компонентов.

Роль в развитии

Бета-катенин имеет центральную роль в обеспечении процессами развития, так как он может напрямую связывать факторы транскрипции и регулировать диффузным внеклеточным веществом: Wnt. Он воздействует на ранние эмбрионы, индуцируя целые области тела, а также отдельные клетки на более поздних стадиях развития. Он также регулирует физиологические процессы регенерации.

Формирование паттерна раннего эмбриона

Передача сигналов Wnt и экспрессия зависимых от бета-катенина генов играют решающую роль во время формирования различных областей тела у раннего эмбриона. Экспериментально модифицированные эмбрионы, которые не экспрессируют этот белок, не могут развить мезодерму и инициировать гаструляцию. Во время стадий бластулы и гаструлы пути Wnt, а также BMP и FGF будут индуцировать образование переднезадней оси, регулировать размещение первичной полоски (формирование гаструляции и мезодермы), а также процесс нейруляции (формирование центральной нервной системы).

В ооцитах Xenopus β-катенин изначально одинаково локализован во всех областях яйца, но он нацелен на убиквитинирование и деградация комплексом деструкции β-катенина. Оплодотворение вызывает вращение внешних белков коры, перемещенные кластеры белков Frizzled и Dsh ближе к экваториальной области. β-катенин будет локально обогащаться под влиянием сигнального пути Wnt в клетках, которые наследуют эту часть цитоплазмы. В конечном итоге он переместится в ядро, чтобы связать TCF3, чтобы активировать несколько генов, которые вызывают характеристики дорсальных клеток. Эта передача сигналов приводит к образованию области клеток, известной как серый полумесяц, которая является классическим организатором эмбрионального развития. Если эта область удаляется из эмбриона хирургическим путем, гаструляция вообще не происходит. β-Катенин также играет решающую роль в индукции бластопора губы, который, в свою очередь, инициирует гаструляцию. Ингибирование трансляции GSK-3 путем инъекции антисмысловой мРНК может вызвать образование второго бластопора и избыточной оси тела. Подобный эффект может быть результатом сверхэкспрессии β-катенина.

Асимметричное деление клеток

Бета-катенин также участвует в регуляции судьбы клеток посредством асимметричного деления клеток в модельном организме C. elegans. Подобно ооцитам Xenopus, это по существу является результатом неравномерного распределения Dsh, Frizzled, аксина и APC в цитоплазме материнской клетки.

Обновление стволовых клеток

Одно из Наиболее важными результатами передачи сигналов Wnt и повышенного уровня бета-катенина в некоторых типах клеток является поддержание плюрипотентности. В других типах клеток и на стадиях развития β-катенин может способствовать дифференцировке, особенно к клонам мезодермальных клеток.

Эпителиально-мезенхимальный переход

Бета-катенин также действует как морфоген на более поздних стадиях эмбрионального развития. Вместе с TGF-β важной ролью β-катенина является индукция морфогенного изменения в эпителиальных клетках. Это побуждает их отказаться от прочной адгезии и принять более мобильный и слабо связанный мезенхимальный фенотип. Во время этого процесса эпителиальные клетки теряют экспрессию таких белков, как E-кадгерин, Zonula occludens 1 (ZO1) и цитокератин. В то же время они включают экспрессию виментина, альфа-актина гладких мышц (ACTA2) и фибробласт-специфического белка 1 (FSP1). Они также производят компоненты внеклеточного матрикса, такие как коллаген I типа и фибронектин. Аберрантная активация пути Wnt вовлечена в патологические процессы, такие как фиброз и рак. В развитии сердечной мышцы бета-катенин выполняет двухфазную роль. Первоначально активация Wnt / бета-катенина необходима для передачи мезенхимальных клеток по сердечной линии; однако на более поздних стадиях развития требуется подавление бета-катенина.

Участие в физиологии сердца

В сердечной мышце бета-катенин образует комплекс с N-кадгерин в слипчивых соединенийх внутри интеркалированных дисковых структур, которые отвечают за электрическое и механическое соединение соседних сердечных клеток. Исследования на модели желудочковых кардиомиоцитов взрослых крыс показали, что появление и появление бета-катенина происходят пространственно-временным путем во время повторной дифференцировки этих клеток в культуре. В частности, бета-катенин является частью отдельного комплекса с N-кадгерином и альфа-катенином, который присутствует в большом количестве в слипчивых соединенийх на ранних стадиях после изоляция кардиомиоцитов для реформирования межклеточных контактов. Было показано, что бета-катенин образует комплекс с эмерином в кардиомиоцитах в слипчивых соединенийх внутри интеркалированных дисков ; и это взаимодействие зависит от присутствия сайтов GSK 3-бета фосфорилирования на бета-катенине. Выключение эмерина значительно изменило локализацию бета-катенина и общую структурууру интеркалированного диска, которая напоминает фенотип дилатационной кардиомиопатии.

На животных моделях сердечной раскрыты функции бета-катенина. На модели морской свинки стеноза аорты и гипертрофии левого желудочка левого желудочка было показано, что бета-катенин изменяет субцеллярную локализацию от интеркалированных дисков к цитоз, на отсутствие изменений в общей клеточной среде бета-катенина. винкулин показал аналогичный профиль изменений. N-кадгерин не показал никаких изменений, и не было компенсаторной активации плакоглобина на интеркалированных дисках без бета-катенина. В модели хомяка кардиомиопатии и сердечной недостаточности межклеточные адгезии были нерегулярными и дезорганизованными, уровни экспрессии слипчивого соединения / интеркалированного диска и ядерные пулы бета-катенина были уменьшены. Эти данные предполагают, что потеря бета-катенина может играть роль в пораженных интеркалированных дисках, которые связаны с сердечной мышцей гипертрофией и сердцем. сбой. В модели у крыс инфаркт миокарда, аденовирусный перенос гена не фосфорилируемого, конститутивно-активный бета-катенин уменьшал размер ИМ, активировал клеточный цикл и уменьшили количество апоптоза в кардиомиоцитах и сердечных миофибробластах. Это открытие согласуется с повышенной экспрессией белков, способствующими выживанию, сурвивина и Bcl-2 и факторами эндотелия сосудов, одновременно способствующими дифференцировке сердечных фибробластов в миофибробласты. Эти данные свидетельствуют о том, что бета-катенин может производить регенерации и за инфаркта миокарда. На модели спонтанно гипертонической сердечной недостаточности на крысах исследователи обнаружили перемещение бета-катенина из интеркалированного диска / сарколеммы в ядро ​​, о чем свидетельствует снижение экспрессии бета-катенина во фракции мембранной белка и ядерной фракции. Кроме того, они появились ослабление ассоциации между киназой-3β гликогенсинтазы и бета-катенином, что может указывать на изменение стабильности белка. В целом, результаты показывают, что повышенная ядерная локализация бета-катенина может иметь важное значение в прогрессировании гипертрофии сердца.

Что касается механистической роли бета-катенина в сердечной гипертрофии, исследования трансгенных мышей показали несколько противоречивые результаты относительно того, является повышение уровня бета-катенина полезным или вредным. Недавнее использование мышей с условным нокаутом, у которых либо отсутствовала бета-катенин в целом, либо экспрессировалась форма бета-неразлагаемой формы бета-неразлагаемой формы в кардиомиоцитах, была устранена потенциальная причина этих несоответствий. По-видимому, существует строгий контроль над субклеточной локализацией бета-катенина в сердечной мышце. Мыши, лишенные бета-катенина, не имели явного фенотипа в левом желудочковом миокарде ; однако у мышей, несущих стабилизированную форму бета-катенина, развивалась дилатационная кардиомиопатия, что позволяет предположить, что временная регуляция бета-катенина с помощью механизмов деградации белка имеет решающее значение для нормального функционирования бета-катенина в клетках сердца. В модели на мышах с нокаутом десмосомального белка, плакоглобина, участвующего в аритмогенной кардиомиопатии правого желудочка, стабилизация бета-катенина также усиливалась, предположительно до компенсации потерю своего гомолога плакоглоблина. Эти изменения согласовывались с активацией акта и ингибированием киназы гликогенсинтазы 3β, что еще раз указывает на то, что аномальная стабилизация бета-катенина может быть вовлечена в развитие кардиомиопатии. Дальнейшие исследования с использованием двойного нокаута плакоглобина и бета-катенина показали, что двойной нокаут вызывает кардиомиопатию, фиброз и аритмию, что приводит к внезапной сердечной смерти. Архитектура интеркалированного диска была серьезно нарушена, резидентный коннексин 43, щелевые соединения были значительно уменьшены. Измерения электрокардиограммы фиксируют спонтанные летальные желудочковые аритмии у двойных трансгенных животных, что позволяет предположить, что два катенина - бета-катенин и плакоглобин имеют критические и незаменимые для мехового электрического взаимодействия у животных. кардиомиоциты.

Клиническая значимость

Роль в депрессии

Способность мозга конкретного человека эффективно справляться со стрессом и, следовательно, его предрасположенность к депрессии зависит от бета-катенина. в мозгу каждого человека, согласно исследованию, проведенному в Медицинской школе Икана на горе Синай и опубликованному 12 ноября 2014 года в журнале Nature. Более высокая передача сигналов бета-катенина увеличивает гибкость поведения, тогда как дефектная передача сигналов бета-катенина приводит к контролю депрессии и снижению стресса.

Роль в сердечных заболеваниях

Измененные профили экспрессии бета-катенина были связаны с дилатационная кардиомиопатия у человека. Повышение экспрессии бета-катенина обычно наблюдается у пациентов с дилатационной кардиомиопатией. В конкретном исследовании у пациентов с конечной стадией дилатационной кардиомиопатии были обнаружены почти удвоенные уровни рецептора эстрогена альфа (ER-альфа) мРНК и белка, а также ER- Взаимодействие альфа / бета-катенина, присутствующее на вставленных дисках контрольных, здоровых человеческих сердец было потеряно, что позволяет предположить, что потеря этого вставленного диска может играть в роли прогрессирования сердечная недостаточность.

раке

Бета-катенин является протоонкогеном. Мутации этого гена обычно появляются при различных раковых заболеваниях: первичной гепатоцеллюлярной карциноме, колоректальном раке, раке яичников, раке груди, рак легкого и глиобластома. Было подсчитано, что примерно 10% образцов тканей, секвенированных от всех видов рака, обнаруживают мутации в гене CTNNB1. Большинство этих мутаций группируются в крошечной области N-концевого сегмента β-катенина: мотив связывания β-TrCP. Мутации с потерей функции этого мотивационного средства делают невозможным убиквитинилирование и деградацию β-катенина. Это заставляет β-катенин перемещаться через какое-либо внешнее стимулирование и постоянно транскрипцию его генов-мишеней. Повышенные уровни базового β-катенина также отмечены при (BCC), плоскоклеточной карциноме головы и шеи (HNSCC), раке простаты (CaP), пиломатриксома (PTR) и медуллобластома (MDB) Эти наблюдения могут указывать или не указывать на мутацию в гене β-катенина: другие компоненты пути Wnt также могут быть ошибочными.

Подобные мутации также часто наблюдаются в мотивах рекрутирования β-катенина APC. Наследственные мутации с потерей функции APC вызывают состояние, известное как Семейный аденоматозный полипоз. У поражений людей в толстом кишечнике развиваются полипов , полипов. Большинство из этих полипов являются доброкачественными по своей природе, но со временем они могут трансформироваться в смертельный рак. Соматические мутации APC при колоректальном раке также не редкость. Бета-катенин и APC являются одними из основных генов (вместе с другими, такими как K-Ras и SMAD4 ), участвующих в развитии колоректального рака. Потенциал β-catenin еще ранее эпителиальный фенотип пораженных клеток на инвазивный, подобный мезенхиме тип, вносит большой вклад в образование метастазов.

В качестве терапевтического мишени

Из-за его развития рака ингибирование бета-катенина по-прежнему уделяется значительное внимание. Но нацеливание на сайт связывания на его домене броненосца - не самая простая задача из-за его обширной относительно плоской поверхности. Однако для эффективного ингибирования связывания с более мелкими «горячими точками» этой поверхности. Таким образом, «скрепленный» спиральный пептид, полученный из природного мотива связывания β-катенина, обнаруженного в LEF1, был достаточным для полного ингибирования зависимой от β-катенина транскрипции. Недавно было разработано несколько низкомолекулярных соединений, нацеленных на одну и ту же высоко положительно заряженную область домена ARM (CGP049090, PKF118-310, PKF115-584 и ZTM000990). Кроме того, на уровнях β-катенин также может влиять, воздействуя на вышестоящие компоненты пути Wnt, а также на комплекс деструкции β-катенин. Дополнительный N-концевой связывающий карман также важен для активации гена-мишени Wnt (необходим для рекрутирования BCL9). Этот сайт домена ARM может быть фармакологически нацелен, например, карнозиновой кислотой. Этот «вспомогательный» сайт - еще одна привлекательная цель для разработки лекарств. Несмотря на интенсивные доклинические исследования, ингибиторы β-катенина пока не доступны в терапевтических средствах. Однако его функция может быть исследована путем нокдауна siRNA на основе независимой проверки. Другой терапевтический подход к уменьшению накопления β-катенина в ядре заключается в ингибировании галектина-3. Ингибитор галектина-3 GR-MD-02 в настоящее время проходит клинические испытания в сочетании с одобренной FDA дозой ипилимумаба у пациентов с запущенной меланомой.

Роль в алкогольном синдроме плода

β-Дестабилизация катенина этанолом является одним из двух путей, вызывающим алкогольный синдром, вызывающим алкогольный синдром плода (другой - вызванный этанолом дефицит фолиевой кислоты). Этанол приводит к дестабилизации β-катенина через G-белок-зависимый путь, при котором активированный фосфолипаза Cβ гидролизует фосфатидилинозитол- (4,5) -бисфосфат до диацилглицерина и инозитол- (1,4,5) -трифосфата. Растворимый инозитол- (1,4,5) -трисфосфат вызывает высвобождение кальция из эндоплазматического ретикулума. Это внезапное увеличение цитоплазматического кальция активирует Ca2 + / кальмодулин-зависимую протеинкиназу (CaMKII). Активированный CaMKII дестабилизирует β-катенин посредством плохо изученного механизма, который, вероятно, включает фосфорилирование β-катенина с помощью CaMKII. Тем самым подавляется программа транскрипции β-катенина (которая необходима для нормального развития клеток нервного гребня), что приводит к преждевременному апоптозу клеток нервного гребня (гибели клеток).

Взаимодействия

Бета-катенин показано, что взаимодействует с:

• APC,
• AXIN1,
• рецептором андрогенов,
• CBY1,
• CDH1,
• CDH2,
• CDH3,
• CDK5R1,
• CHUK,
• CTNND1,
• CTNNA1,
• EGFR,
• Emerin
• ESR1
• FHL2,
• GSK3B,
• HER2 / neu,
• HNF4A,
• IKK2,
• LEF1,
• MAGI1,
• MUC1,
• NR5A1,
• PCAF,
• PHF17,
• Плакоглобин,
• PTPN14,
• PTPRF,
• PTPRK,
• 15>(PTPkappa),
• PTPRT (PTPrho),
• PTPRU (PCP-2),
• PSEN1,
• PTK7
• RuvB-like 1,
• SMAD7,
• SMARCA4
• SLC9A3R1,
• USP9X и
• VE-кадгерин.

См. Также

• Катенин

Ссылки

Дополнительная литература

ние ссылки

• beta + Catenin в Национальной медицинской библиотеке США Медицинские предметные рубрики (MeSH)
• «Разнообразный набор модулирующих канонический путь передачи сигналов Wnt / β-катенин». at race.gov
• «Роль β-катенина в передаче сигнала, определения судьбы клеток и трансдифференцировке» на nih.gov
• «Исследователи предоставляют первое прямое действие, как артрит разрушает хрящ» на rochester.edu
• Местоположение генома человека CTNNB1 и страница сведений о гене CTNNB1 в браузере генома UCSC.

Эта статья включает текст из Национальной медицинской библиотеки США, которая находится в общественном достоянии.

Обратная связь: support@alphapedia.ru

Соглашение

О проекте