ERCC6

ERCC6
Dostupne strukture
PDBPretraga ortologa: PDBe RCSB
Spisak PDB ID kodova

4CVO

Identifikatori
AliasiERCC6
Vanjski ID-jeviOMIM: 609413 MGI: 1100494 HomoloGene: 133552 GeneCards: ERCC6
Lokacija gena (miš)
Hromosom 14 (miš)
Hrom.Hromosom 14 (miš)[1]
Hromosom 14 (miš)
Genomska lokacija za ERCC6
Genomska lokacija za ERCC6
Bend14|14 BPočetak32,235,478 bp[1]
Kraj32,302,947 bp[1]
Ontologija gena
Molekularna funkcija• nucleotide binding
• ATP-dependent activity, acting on DNA
• protein tyrosine kinase activator activity
• GO:0008026 helicase activity
• protein N-terminus binding
• chromatin binding
• GO:0004003 DNA helicase activity
• protein C-terminus binding
• GO:0001948, GO:0016582 vezivanje za proteine
• hydrolase activity
• vezivanje sa DNK
• ATP binding
• RNA polymerase binding
• GO:0032403 protein-containing complex binding
• sequence-specific DNA binding
Ćelijska komponenta• nukleoplazma
• Jedarce
• transcription elongation factor complex
• jedro
• nuclear body
Biološki proces• pyrimidine dimer repair
• epigenetic maintenance of chromatin in transcription-competent conformation
• response to superoxide
• GO:0009373 regulation of transcription, DNA-templated
• multicellular organism growth
• regulation of DNA-templated transcription, elongation
• transcription by RNA polymerase II
• transcription, DNA-templated
• cellular response to DNA damage stimulus
• positive regulation of DNA-templated transcription, elongation
• GO:0001183 transcription elongation from RNA polymerase I promoter
• intrinsic apoptotic signaling pathway in response to DNA damage
• response to UV-B
• photoreceptor cell maintenance
• response to gamma radiation
• response to toxic substance
• response to X-ray
• base-excision repair
• GO:0001306 response to oxidative stress
• positive regulation of protein tyrosine kinase activity
• response to UV
• transcription-coupled nucleotide-excision repair
• GO:0100026 Popravka DNK
• DNA duplex unwinding
• GO:1900404 positive regulation of DNA repair
Izvori:Amigo / QuickGO
Ortolozi
VrsteČovjekMiš
Entrez

2074

319955

Ensembl

ENSG00000225830

ENSMUSG00000054051

UniProt

P0DP91
Q8N328

F8VPZ5

RefSeq (mRNK)

n/a

NM_001081221

RefSeq (bjelančevina)

NP_000115
NP_001263987
NP_001263988
NP_001333369
NP_736609

NP_001074690

Lokacija (UCSC)n/aChr 14: 32.24 – 32.3 Mb
PubMed pretraga[2][3]
Wikipodaci
Pogledaj/uredi – čovjekPogledaj/uredi – miš

Protein ekscizijskog popravka DNK ERCC-6 (CS-B protein) je protein koji je kod ljudi kodiran genom ERCC6.[4][5][6] Gen ERCC6 nalazi se na dugom (q) kraku ljudskog hromosoma 10, pozicija 11.23.[7]

Prisustvo jedne ili više kopija mutiranog ERCC6 uzrokuje Cockayneov sindrom, tip II.

Funkcija

DNK može se oštetiti ultraljubičastim zračenjem, toksinima, radioaktivnim supstancama i reaktivnim biohemijskim međuproduktima, kao što su slobodni radikali. Protein ERCC6 učestvuje u popravljanju genoma kada specifični geni koji prolaze transkripciju (nazvani "aktivni geni") ne rade; kao takav, ERCC6 služi kao popravljač ekscizije, vezane za transkripciju proteina, jedan od temeljnih enzima u aktivnoj popravci gena.[7]

Struktura i mehanizmi

Utvrđeno je da CSB ima svojstva ATPaza; postoje kontradiktorne publikacije u vezi sa efektom koncentracije ATP na aktivnost CSB-a.[8] Najnoviji dokazi sugeriraju da ADP/AMP alosterno regulira CSB.[6] Kao takav, nagađa se da CSB može promovirati stvaranje proteinskog kompleksa na mjestima popravki, koje podliježu omjeru ATP i ADP naboja.

Konzerviranost helikaza u eukariotskom CSB je evidentna; svih sedam glavnih proteinskih domena konzervirano je među brojnim RNK i DNK-helikazama. Izvršena je detaljna strukturna analiza CSB-a; motivi I, Ia, II i III zajednički se nazivaju domen 1, dok motivi IV, V i VI obuhvataju domen 2. Ti domeni obavijaju se oko interdomena pukotine uključene u vezanje i hidrolizu ATP. Motivi III i IV nalaze se u neposrednoj blizini aktivne lokacije; zato ostaci u tim regijama stabiliziraju vezanje ATP/ADP, putem vodikove veze.[9] Predloženo je da domen 2 utiče na vezanje DNK nakon induciranih konformacijskih promjena koje proizlaze iz hidrolize ATP-a. Konkretni ostaci koji su uključeni u vezanje gena tek trebaju biti identificirani.[10]

Evolucijski korijeni CSB-a naveli su neke na tvrdnju da pokazuje helikaznu aktivnost.[11] Dokazi o helikaznim svojstvima CSB-a vrlo su sporni. Ipak, utvrđeno je da protein sudjeluje u unutarćelijskom prometu, što je uobičajena uloga helikaza. Kompleksne interakcije između proteina za obnavljanje DNK sugeriraju da eukariotski CSB podržava neke, ali ne sve funkcije svojih prokariotskih prekursora.[12]

Interakcije

Dokazano je da CSB ima interakcija sa P53.[13][14]

Dokazano je da CSB djeluje kao faktor preoblikovanja hromatina za RNK-polimerazu II. Kada RNA-polimeraza II zastane greškom u genomu, CSB preoblikuje dvostruku spiralu DNK, tako da enzimima za obnavljanje omogući pristup leziji.[15]

CSB je uključen u put popravak bazne ekscizije (BER). To je zbog dokazanih interakcija s ljudskim AP-endonukleazama, iako interakcija između rekombinantnog CSB i endonukleze IV E. coli, kao ni fragmenti AP-endonukleaze AP nisu uočeni na N-kraju in vitro. Konkretno, CSB stimulira aktivnost isijecanja AP-mjesta na AP-endonukleazi, neovisno o ATP.[16]

Pored BER-puta, CSB je snažno integriran u popravak ekscizije nukleotida (NER). Iako BER, za prepoznavanje i ispravljanje glomaznih lezija, koristi glikozilaze, NER je posebno svestran u popravljanju DNK oštećene UV zračenjem, uklanjanjem oksidiranih baza. Uloga CSB-a u NER-u najbolje se očituje u interakcijama sa receptorima T-ćelija, u kojima je proteinska kolaboracija ključna u efikasnom vezanju antigena.[17]

Neurogeneza i nervna diferencijacija

Pokazalo se da nokaut ERCC6 unutar ljudskog neurvnih progenitornih ćelija smanjuje i neurogeneza i nervu diferencijaciju. Oba mehanizma su ključna u razvoju mozga, objašnjavajući karakteristične kognitivne nedostatke Cockayneovog sindroma – kao što je usporeni razvoj nervnog sistema – koji inače ne izgledaju povezani sa simptomima poput fotosenzibilnosti i gubitaka sluha.[18]

Cockayneov sindrom

Kod ljudi, Cockayneov sindrom (CS) je rijetka autosomno recesivna leukodistrofija (povezana s razgradnjom bijele tvari). CS nastaje zbog mutacija klicine linije u bilo kojem od dva gena, CSA (ERCC8) ili CSB (ERCC6). Otprilike dvije trećine pacijenata sa CS ima mutaciju gena CSB (ERCC6).[19] Mutacije u ERCC6 koje dovode do CS odnose se i na veličinu proteina, kao i na specifične aminokiselinske ostatke koji se koriste u biosintezi. Pacijenti koji imaju CS tipa II često imaju skraćeni i/ili pogrešno sklopljeni CSB, koji remeti ekspresiju i transkripciju gena. Karakteristični biološki učinak neispravnog rada ERCC6 je nervna ćelijska smrt, što rezultira preranim starenjem i oštećenjima rasta.[7]

Na mjeru ometanja oksidacijske popravke neispravnost CSB-a jako utiče na nervno funkcioniranje pacijenta. Dvije potforme poremećaja (od kojih posljednja odgovara ERCC6 defektima) – CS-A i CS-B – obje uzrokuju probleme u oksidacijskoj popravci, iako pacijenti sa CS-B češće pokazuju probleme sa nervnim sistemom, koji proizlaze iz oštećenja ovog puta. Većina pacijenata sa CS II tipa pokazuje fotosenzibilnost, u skladu s jako oksidativnim svojstvima UV-svjetlosti.[20][21]

Popravak DNK

Smatra se da proteini CSB i CSA funkcioniraju u transkripciji vezanoj za popravak ekscizije nukleotida (TC-NER). Ćelije sa nedostatkom CSB i CSA nisu u stanju da preferencijalno poprave ciklobutan pirimidinski dimer, induciran UV-zračenjem u aktivnim transkribiranim genima, u skladu s neuspjelim odgovorom TC-NER.[22] CSB se također akumulira na mjestima prekida dvolančanih molekula DNK, na način koji ovisi o transkripciji i utiče na popravak dvostrukog lanca.[23] CSB protein olakšava homolognu rekombinaciju popravka dvolančanih prekida i potiskuje nehomologno spajanje kraja.[23]

U oštećenoj ćeliji, CSB protein lokalizira se na mjestima oštećenja DNK. Na aktiviranje CSB-a na oštećenim mjestima utiče tip oštećenja DNK, a najbrže i najsnažnije djeluje na sljedeći način: međuslojne mrežne veze > dvostruki prelomi > monoaddukti > oksidativna oštećenja.[19] CSB protein u interakciji je sa SNM1A (DCLRE1A) proteinom, 5'-3'eksonukleazom, da bi promovirao uklanjanje umreženih DNK unakrsnih veza.[24]

Implikacije u kancerima

Jednonukleotidni polimorfizmi u genu ERCC6 korelirali su sa značajno povećanim rizikom od određenih oblika karcinom. Specifična mutacija na položaju 1097 (M1097V), kao i polimorfizmi na aminokiselinskim ostacima 1413, povezani su s povećanim rizikom od raka mokraćne bešike za eksperimentalne subjekte na Tajvanu; štaviše, za M1097V se tvrdilo da ima ključnu ulogu u patogenezi.[25] Rs1917799 polimorfizam bio je povezan sa povećanim rizikom od raka želuca za kineske eksperimentalne subjekte,[26] a mutacije na kodonu 399 povezane su s početkom oralnog karcinoma kod tajvanskih pacijenata.[27] Drugo istraživanje otkrilo je raznovrstan skup mutacija u genu ERCC6 među kineskim pacijentima sa rakom pluća u odnosu na opću populaciju (u smislu statističke značajnosti), ali nije uspelo da identifikuje specifične polimorfizme povezane sa bolešću pacijenata.[28]

Neispravan popravak DNK uzročno je uključen u razvoj tumora, zbog neispravnosti proteina, u nemogućnosti da isprave gene odgovorne za apoptozu i rast ćelija. Ipak, velika većina studija u vezi s efektima nokaut ERCC6 ili mutacija za karcinom temelji se na statističkim korelacijama dostupnih podataka o pacijentima, za razliku od mehaničke analize početka karcinoma "in vivo". Dakle, zbunjivanje zasnovano na interakcijama protein-protein, protein-supstrat i / ili supstrat-supstrat onemogućava zaključke koji postavljaju mutacije ERCC6 karcinoma "uzrokuju" na individualnoj osnovi.

Reference

  1. ^ a b c GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000054051 - Ensembl, maj 2017
  2. ^ "Human PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  3. ^ "Mouse PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  4. ^ Troelstra C, van Gool A, de Wit J, Vermeulen W, Bootsma D, Hoeijmakers JH (Dec 1992). "ERCC6, a member of a subfamily of putative helicases, is involved in Cockayne's syndrome and preferential repair of active genes". Cell. 71 (6): 939–53. doi:10.1016/0092-8674(92)90390-X. hdl:1765/3041. PMID 1339317.
  5. ^ Muftuoglu M, de Souza-Pinto NC, Dogan A, Aamann M, Stevnsner T, Rybanska I, Kirkali G, Dizdaroglu M, Bohr VA (Apr 2009). "Cockayne syndrome group B protein stimulates repair of formamidopyrimidines by NEIL1 DNA glycosylase". The Journal of Biological Chemistry. 284 (14): 9270–9. doi:10.1074/jbc.M807006200. PMC 2666579. PMID 19179336.
  6. ^ a b "Entrez Gene: ERCC6 excision repair cross-complementing rodent repair deficiency, complementation group 6".
  7. ^ a b c NIH. "ERCC6 Gene." Genetics Home Reference. National Institutes of Health, 16 Feb. 2015. Web. 22 Feb. 2015. <http://ghr.nlm.nih.gov/gene/ERCC6>.
  8. ^ Selby CP, Sancar A (Jan 17, 1997). "Human transcription-repair coupling factor CSB/CSB is a DNA-stimulated ATPase but is not a helicase and does not disrupt the ternary transcription complex of stalled RNA polymerase II". J Biol Chem. 272 (3): 1885–90. doi:10.1074/jbc.272.3.1885. PMID 8999876.
  9. ^ Durr H, Korner C, Muller M, Hickmann V, Hopfner KP (2005). "X-ray structures of the Sulfolobus solfataricus SWI2/SNF2 ATPase core and its complex with DNA". Cell. 121 (3): 363–373. doi:10.1016/j.cell.2005.03.026. PMID 15882619.
  10. ^ Lewis R, Durr H, Hopfner KP, Michaelis J (2008). "Conformational changes of a Swi2/ Snf2 ATPase during its mechano-chemical cycle". Nucleic Acids Res. 36 (6): 1881–1890. doi:10.1093/nar/gkn040. PMC 2346605. PMID 18267970.
  11. ^ Troelstra C, van Gool A, de Wit J, Vermeulen W, Bootsma D, Hoeijmakers JH (1993). "CSB, a member of a subfamily of putative helicases, is involved in Cockayne's syndrome and preferential repair of active genes". Cell. 71 (6): 939–53. doi:10.1016/0092-8674(92)90390-x. hdl:1765/3041. PMID 1339317.
  12. ^ Boulikas, T (March–April 1997). "Nuclear import of DNA repair proteins". Anticancer Research. 17 (2A): 843–63. PMID 9137418.
  13. ^ Wang XW, Yeh H, Schaeffer L, Roy R, Moncollin V, Egly JM, Wang Z, Freidberg EC, Evans MK, Taffe BG (Jun 1995). "p53 modulation of TFIIH-associated nucleotide excision repair activity". Nature Genetics. 10 (2): 188–95. doi:10.1038/ng0695-188. hdl:1765/54884. PMID 7663514.
  14. ^ Yu A, Fan HY, Liao D, Bailey AD, Weiner AM (maj 2000). "Activation of p53 or loss of the Cockayne syndrome group B repair protein causes metaphase fragility of human U1, U2, and 5S genes". Molecular Cell. 5 (5): 801–10. doi:10.1016/S1097-2765(00)80320-2. PMID 10882116.
  15. ^ Newman JC, Bailey AD, Weiner AM (Jun 2006). "Cockayne syndrome group B protein (CSB) plays a general role in chromatin maintenance and remodeling". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 103 (25): 9313–8. doi:10.1073/pnas.0510909103. PMC 1480455. PMID 16772382.
  16. ^ Wong HK, Muftuoglu M, Beck G, Imam SZ, Bohr VA, Wilson DM (juni 2007). "Cockayne syndrome B protein stimulates apurinic endonuclease 1 activity and protects against agents that introduce base excision repair intermediates". Nucleic Acids Research. 35 (12): 4103–13. doi:10.1093/nar/gkm404. PMC 1919475. PMID 17567611.
  17. ^ Frosina G (Jul 2007). "The current evidence for defective repair of oxidatively damaged DNA in Cockayne syndrome". Free Radical Biology & Medicine. 43 (2): 165–77. doi:10.1016/j.freeradbiomed.2007.04.001. PMID 17603927.
  18. ^ Ciaffardini F, Nicolai S, Caputo M, Canu G, Paccosi E, Costantino M, Frontini M, Balajee AS, Proietti-De-Santis L (2014). "The cockayne syndrome B protein is essential for neuronal differentiation and neuritogenesis". Cell Death Dis. 5 (5): e1268. doi:10.1038/cddis.2014.228. PMC 4047889. PMID 24874740.
  19. ^ a b Iyama T, Wilson DM (2016). "Elements That Regulate the DNA Damage Response of Proteins Defective in Cockayne Syndrome". J. Mol. Biol. 428 (1): 62–78. doi:10.1016/j.jmb.2015.11.020. PMC 4738086. PMID 26616585.
  20. ^ Laugel, V., C. Dalloz, M. Durrand, and H. Dollfus. "Mutation Update for the CSB/ERCC6 and CSA/ERCC8 Genes Involved in Cockayne Syndrome." Human Mutation. Human Genome Variation Society, 5 Nov. 2009. Web. 22 Feb. 2015. <http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/humu.21154/epdf>.
  21. ^ Nardo T, Oneda R, Spivak G, Mortier L, Thomas P, Orioli D, Laugel V, Stary A, Hanawalt PC, Sarasin A, Stefanini M (2009). "A UV-sensitive syndrome patient with a specific CSA mutation reveals separable roles for CSA in response to UV and oxidative DNA damage". Proc Natl Acad Sci USA. 106 (15): 6209–6214. doi:10.1073/pnas.0902113106. PMC 2667150. PMID 19329487.
  22. ^ van Hoffen A, Natarajan AT, Mayne LV, van Zeeland AA, Mullenders LH, Venema J (1993). "Deficient repair of the transcribed strand of active genes in Cockayne's syndrome cells". Nucleic Acids Res. 21 (25): 5890–5. doi:10.1093/nar/21.25.5890. PMC 310470. PMID 8290349.
  23. ^ a b Batenburg NL, Thompson EL, Hendrickson EA, Zhu XD (2015). "Cockayne syndrome group B protein regulates DNA double-strand break repair and checkpoint activation". EMBO J. 34 (10): 1399–416. doi:10.15252/embj.201490041. PMC 4491999. PMID 25820262.
  24. ^ Iyama T, Lee SY, Berquist BR, Gileadi O, Bohr VA, Seidman MM, McHugh PJ, Wilson DM (2015). "CSB interacts with SNM1A and promotes DNA interstrand crosslink processing". Nucleic Acids Res. 43 (1): 247–58. doi:10.1093/nar/gku1279. PMC 4288174. PMID 25505141.
  25. ^ Chang CH, Chiu CF, Wang HC, Wu HC, Tsai RY, Tsai CW, Wang RF, Wang CH, Tsou YA, Bau DT (2009). "Significant association of ERCC6 single nucleotide polymorphisms with bladder cancer susceptibility in Taiwan". Anticancer Res. 29 (12): 5121–4. PMID 20044625.
  26. ^ Liu JW, He CY, Sun LP, Xu Q, Xing CZ, Yuan Y (2013). "The DNA repair gene ERCC6 rs1917799 polymorphism is associated with gastric cancer risk in Chinese". Asian Pac. J. Cancer Prev. 14 (10): 6103–8. doi:10.7314/apjcp.2013.14.10.6103. PMID 24289633.
  27. ^ Chiu CF, Tsai MH, Tseng HC, Wang CL, Tsai FJ, Lin CC, Bau DT (2008). "A novel single nucleotide polymorphism in ERCC6 gene is associated with oral cancer susceptibility in Taiwanese patients". Oral Oncol. 44 (6): 582–6. doi:10.1016/j.oraloncology.2007.07.006. PMID 17933579.
  28. ^ Ma H, Hu Z, Wang H, Jin G, Wang Y, Sun W, Chen D, Tian T, Jin L, Wei Q, Lu D, Huang W, Shen H (2009). "ERCC6/CSB gene polymorphisms and lung cancer risk". Cancer Lett. 273 (1): 172–6. doi:10.1016/j.canlet.2008.08.002. PMID 18789574.

Dopunska literatura

Vanjski linkovi

Šablon:Reparacija DNK