Прохибити́н ( англ. Prohibitin , PHB ) — многофункциональный белок , кодируемый у человека геном PHB . Ген Phb выявлен у животных , грибов , растений и одноклеточных эукариот . На основе сходства с дрожжевыми PHB1 и PHB2 соответственно прохибитины делятся на два класса — прохибитины типа I и типа II. Все организмы, за исключением приматов и грызунов , имеют единственную копию гена прохибитина . Название происходит от изначального предположения об ингибиторной роли белка в клеточном цикле .

Строение

У прохибитинов выделяют следующие домены: (1) N-концевая трансмембранная α-спираль (остатки 2—24), (2) эволюционно консервативный домен PHB (остатки 55—172), (3) C-концевой (остатки 175—252), (4) (NES, остатки 257—270) . Домен PHB характерен и для иных семейства SPFH ( s tomatin/ p rohibitin/ f lotillin/ H flK/C) . C-Концевой домен участвует во взаимодействии PHB1 и PHB2 . Более 50 % аминокислотных остатков PHB1 и PHB2 идентичны друг другу .

PHB1 и PHB2 образуют гетеродимеры, формирующие кольцеобразные заякоренные в мембране структуры диаметром 20—25 нм и массой порядка 1,2 МДа из чередующихся субъединиц . Стехиометрия этих структур надёжно не установлена .

Структура прохибитинов не установлена . Проводилось моделирование структуры различными методами .

Локализация

Гены прохибитина эволюционно консервативны , обнаружены у всех исследованных видов эукариот, экспрессируются повсеместно . Ген Phb (около 11 тысяч пар оснований, 7 экзонов ) расположен в локусе BRCA1 хромосомного региона и кодирует белок массой около 30 кДа ; ген Phb2 (около 7 тысяч пар оснований, 10 экзонов) расположен в хромосомном участке и кодирует белок массой около 37 кДа . У человека идентифицированы четыре псевдогена . Нарушение экспрессии одного гена не влияет на экспрессию другого, но приводит к разрушению белка .

Прохибитины локализованы в различных клеточных органеллах: митохондриях , ядре , плазматической мембране , эндоплазматической сети , фагосомах макрофагов . Наибольшая концентрация PHB наблюдается во внутренней митохондриальной мембране ; отсутствие его в цитозольной фракции свидетельствует о нерастворимости белка . Локализация прохибитинов определяет их функцию, особенно в опухолевых клетках . В частности, повышенная экспрессия PHB1 на поверхности таких клеток является важным фактором лекарственной устойчивости . В нормальных клетках молочной железы PHB1 локализован преимущественно в митохондриях, а при раке молочной железы — в ядре; при этом действие противоракового препарат приводит к транспорту прохибитина из ядра в митохондрии .

Функции

Первоначально считался суппрессором пролиферации клеток и опухолей . Эта антипролиферативная активность проявляется различным образом, в частности, 3'-нетранслируемая область (3'-НТО) гена PHB обладает самостоятельной антипролиферативной активностью . Мутации PHB человека сопутствуют спорадическому раку молочной железы . Прохибитин транскрибируется в виде двух мРНК с различной длиной 3'-НТО. Предполагается, что более длинная 3'-нетранслируемая область может функционировать как транс-регуляторная некодирующая РНК .

В дрожжах является важным фактором, влияющим на продолжительность жизни .

Протективная роль PHB при недостатке холестерина связана с активацией холестерин-зависимого промотора . Экспрессия PHB в матке индуцируется эстрогеном .

Играет важную роль в корректном развитии печени , однако повышенная экспрессия PHB может быть фактором риска при развитии рака печени . Нарушения активности PHB1 в печени приводят к ожирению .

На клеточном уровне прохибитин может иметь различные функции.

Митохондриальная функция и морфология

Прохибитины митохондрий подвергаются посттрансляционной модификации . Выступают в качестве шаперонов белков дыхательной цепи или структурного каркаса оптимальной морфологии митохондрий . Недавно у прохибитинов было продемонстрировано положительное, а не отрицательное регуляторное действие на пролиферацию клеток как растений, так и мышей ^{[ источник не указан 3158 дней ]} . Прохибитины участвуют в регуляции дыхательной активности митохондрий и отвечают за стабильность организации и количество копий митохондриальной ДНК .

Митохондриальные PHB защищают клетки от окислительного стресса и связанных с ним воспалительных процессов .

Отсутствие прохибитина приводит к нарушениям в формировании крист митохондрий из-за нарушений в процессинге . Целостность внутренней мембраны митохондрий при пониженной концентрации и кардиолипина также поддерживается прохибитином благодаря формированию функциональных липидных микродоменов .

Модуляция транскрипции

Оба человеческих прохибитина локализованы в ядре и модулируют транскрипционную активность, прямо или косвенно взаимодействуя с различными факторами транскрипции , в том числе ядерными рецепторами . Тем не менее, доказательств ядерной локализации прохибитинов и их связывания с факторами транскрипции у других организмов (дрожжей, растений, Caenorhabditis elegans и др.) было найдено мало, поэтому возможно, что модуляция транскрипции — уникальная функция прохибитинов млекопитающих .

Прохибитин подавляет транскрипцию, опосредованную факторами семейства . В большинстве случаев имеет антипролиферативное действие, однако в некоторых случаях проявляет противоапоптотический эффект .

B-Лимфоциты

Прохибитин заякорен в плазматической мембране B-лимфоцитов N-концевым фрагментом; остальная часть белка экспонирована в цитоплазму . Ассоциирован с рецептором антигенов IgM , как и прохибитин-подобный белок .

Роль в клеточной миграции и адгезии

Благодаря взаимодействию с C-Raf выступает в качестве модулятора адгезии и миграции эпителиальных клеток . Подавление экспрессии PHB приводит к повышению адгезии и формированию кластеров в клеточных линиях злокачественных опухолей .

Рецепторная функция и роль в патогенезе инфекционных заболеваний

В клетках эпителия желудочно-кишечного тракта связывается с капсульным полисахаридом Vi Salmonella Typhi , возбудителя брюшного тифа .

Прохибитин может выступать в качестве рецептора при . В частности, PHB1 человека может выступать в качестве рецептора для вируса чикунгунья (CHIKV) . Проникновение вируса денге серотипа 2 в клетки комаров Aedes aegypti и A. albopictus также опосредуется прохибитинами . О роли прохибитинов в известно мало ^{[ источник не указан 3162 дня ]} .

Показано взаимодействие прохибитина с гликопротеином ВИЧ-1 , неструктурным белком nsp2 SARS-CoV , капсидным белком VP1 , вирусным .

При вируса гепатита C экспрессия вирусного корового белка приводит к снижению концентрации прохибитина, нарушению его взаимодействия с и, как следствие, к окислительному стрессу, являющемуся причиной онкогенеза при гепатите C .

Регуляция

Регуляция прохибитинов осуществляется путём посттрансляционных модификаций — фосфорилирования остатков серина , треонина и тирозина (в частности, протеинкиназой Akt ), гликозилирования , , остатков тирозина .

Пальмитирование PHB по остатку цистеина -69 усиливает взаимодействие его с мембраной, транслокацию, фософрилирование по остатку тирозина и связывание с белком липидных рафтов Eps 15 homology domain protein 2

PHB2 регулируется вторичным мессенджером .

Прохибитины как биологическая мишень действия низкомолекулярных соединений

Наиболее изученные модуляторы прохибитинов относятся к классу , первоначально идентифицированных в растениях рода Аглайя . Их действие на прохибитины проводит к ингибированию сигнального пути Ras — C-Raf — — , критически важного для выживаемости раковых клеток. Синтетический флаваглин FL3 обладает действием в отношении кардиомиоцитов . Положительный эффект флаваглинов был продемонстрирован в моделях рака, воспалительных и сердечно-сосудистых заболеваний, однако клинические испытания не проводились .

Взаимодействие PHB1 с оказывает влияние на пигментацию млекопитающих .

Повышенная экспрессия PHB, локализованного на плазматической мембране, приводит к устойчивости раковых клеток к действию паклитаксела .

Взаимодействие PHB2 с капсаицином приводит к нарушению взаимодействия прохибитина с , выбросу прохибитина из митохондрий и транслокации его в ядро, разрушению митохондрий, выбросу цитохрома c в цитоплазму и индукции апоптоза .

Взаимодействия с другими белками

Выявлены взаимодействия прохибитинов более чем с 60 белками:

Список литературы