Pregledom genomske PAC biblioteke miša, Griffin et al. (2000) utvrdili su da gen Pomp sadrži šest egzona koji pokrivaju područje od približno 16,3 kb. To je kratkotrajni faktor sazrijevanja potreban za biogenezu 20S proteasomske podjedinice.
Opis
Gen POMP kodira šaperon za pravilno sastavljanje proteasoma, koji je glavni ćelijskii nelizosomski proteolitski mehanizam koji razgrađuje poliubikvitinirane proteine radi održavanja homeostaze proteina (sažetak Poli et al., 2018).[7]
Proteasom 20S je proteolitski aktivna komponenta većeg kompleksa 26S proteasoma. Podjedinica 20S ima strukturu od četiri prstena, sa dva vanjska prstena formirana od po sedam alfa podjedinica (npr. PSMA1) i dva unutrašnja prstena formirana od po sedam beta podjedinica (npr. PSMB1).Sklapanje ove strukture odvija se preko različitih intermedijara, od približno po 13S i 16S. POMP se posebno povezuje s ovim prekursorskim međuproduktima i olakšava sklapanje sekvenci beta podjedinica na preformirane alfa podjedinice (Witt et al., 2000; Fricke et al., 2007).[8][9]Delecija jednog nukleotida u ovom genu uzrokuje autosomno recesivni poremećaj kože, keratosis linearis s urođenom ihtiozom i sklerozirajućom keratodermijom (KLICK) sindrom.[10]
Pretražujući EST baze podataka, Griffin et al. (2000) identificirali su ljudske i mišje homologe kvasca Ump1p i nazvali ih proteasemblin. Ljudski i mišji proteasemblini su 16-kD proteini koji dijele 95% identiteta sekvence, kao i 22,8%, odnosno 23,5% identiteta sa Ump1p kvasca. Skrining genomske PAC biblioteke miša ukazao je na prisustvo dva pseudogena. Northern blot analiza otkrila je proteasemblinsku iRNK u različitim tkivima miša, uključujući slezenu i timus.[12]
Sekvenciranjem peptida izvedenih iz podjedinice 16S proteasomskog intermedijara u ljudskoj B-ćelijskoj liniji, nakon čega je uslijedila analiza baze podataka, Witt et al. (2000) identificirali su POMP. Izvedeni 141-aminokiselinski protein ima izračunatu molekulsku masu od 15,8 kD.
Gel filtracijom pod nedenaturirajućim uvjetima, Hoefer et al. (2006) otkrili su da je nakon uklanjanja GST oznake rekombinantni humani POMP eluiran pri prividnoj molekulskoj masi od oko 64 kD, što ukazuje da nativni POMP tvori tetramere. Frakcioniranje dvije ljudske B-limfoidne ćelijske linije i imunoprecipitacija pokazali su da je POMP obogaćen citosolnom frakcijom. Imunohistohemijska analiza ćelija HEK293 također je pokazala jedarno tačkasto bojenje, uz više difuzno i jedarno i citoplazmatsko obojenje.[13]
Funkcija gena
Koristeći analizu gradijenta, Griffin et al. (2000) pokazali su da je ljudski proteasemblin sastavni dio preproteasoma, ali ne i 20S proteasoma.
Western blot analizom lizata HeLa ćelija i analizom imunoprecipitacije, Witt et al. (2000) potvrdili su da je POMP specifično povezan sa kompleksima prekursora proteasoma, ali ne i sa zrelim 20S proteasomom. Koristeći 2-hibridni test kvasca, Jayarapu i Griffin (2004) pokazali su da je ljudski proteasemblin vezan za pet susjednih 20S proteasomskih beta podjedinica, što ukazuje na to da se veže za preproteasome putem površine beta-podjedinice.[14]
Chondrogianni i Gonos (2007) otkrili su da je prekomjerna ekspresija POMP -a u embrionskimfibroblastima čovjeka povećala nivo funkcionalnog proteasoma i povećala kapacitet fibroblasta da se nose s različitim oksidativnim stresovima.[15]
Koristeći antitijela specifična za kompleks prekursora, Fricke et al. (2007) pokazali su da su se glavni koraci u formiranju kompleksa jezgra 20S dogodili na endoplazmatskom retikulumu (ER). POMP je povezan s mikrosomskim membranama i lahko se topio, što upućuje na zaključak da se radi o perifernim membranskim proteinima. Testovi interakcije s proteinima otkrili su da POMP veže sve oblike beta podjedinica, uključujući imunojedinice (npr. PSMB9). POMP je takođe direktno komunicirao sa podjedinicama alfa -3 (PSMA3), alfa-4 (PSMA4) i alfa-7 (PSMA7). POMP je in vitro stupio u interakciju s kompleksom alfa (1-7) prstena i postupno ugradio beta podjedinice u ER. Osiromašenjem POMP-a prekinuto je povezivanje beta podjedinica sa ER -om, što ukazuje na to da POMP posreduje u povezivanju pre20S s ER-om. Predložili su model za sastavljanje proteasoma u kojem sklapanje alfa prstena omogućuju PAC-ovi i ciljaju na ER bilo PAC1, bilo interakcijom s POMP-om. Tamo POMP regrutira preostale beta podjedinice u nastajući kompleks i podržava konačno sazrijevanje proteasoma.
^Poli, M. C., Ebstein, F., Nicholas, S. K., de Guzman, M. M., Forbes, L. R., Chinn, I. K., Mace, E. M., Vogel, T. P., Carisey, A. F., Benavides, F., Coban-Akdemir, Z. H., Gibbs, R. A., and 16 others. Heterozygous truncating variants in POMP escape nonsense-mediated decay and cause a unique immune dysregulatory syndrome. Am. J. Hum. Genet. 102: 1126-1142, 2018. PubMed: 29805043
^Witt, E., Zantopf, D., Schmidt, M., Kraft, R., Kloetzel, P.-M., Kruger, E. Characterisation of the newly identified human Ump1 homologue POMP and analysis of LMP7(beta-5i) incorporation into 20 S proteasomes. J. Molec. Biol. 301: 1-9, 2000. PubMed: 10926487
^Fricke, B., Heink, S., Steffen, J., Kloetzel, P.-M., Kruger, E. The proteasome maturation protein POMP facilitates major steps of 20S proteasome formation at the endoplasmic reticulum. EMBO Rep. 8: 1170-1175, 2007. PubMed: 17948026
^Griffin, T. A., Slack, J. P., McCluskey, T. S., Monaco, J. J., Colbert, R. A. Identification of proteassemblin, a mammalian homologue of the yeast protein, Ump1p, that is required for normal proteasome assembly. Molec. Cell Biol. Res. Commun. 3: 212-217, 2000. PubMed: 10891394
^Hoefer, M. M., Boneberg, E.-M., Grotegut, S., Kusch, J., Illges, H. Possible tetramerisation of the proteasome maturation factor POMP/proteassemblin/hUmp1 and its subcellular localisation. Int. J. Biol. Macromol. 38: 259-267, 2006. PubMed: 16624403
^Jayarapu, K., Griffin, T. A. Protein-protein interactions among human 20S proteasome subunits and proteassemblin. Biochem. Biophys. Res. Commun. 314: 523-528, 2004. PubMed: 14733938
^Chondrogianni, N., Gonos, E. S. Overexpression of hUMP1/POMP proteasome accessory protein enhances proteasome-mediated antioxidant defence. Exp. Gerontol. 42: 899-903, 2007. PubMed: 17349762
Dopunska literatura
Griffin TA, Slack JP, McCluskey TS, Monaco JJ, Colbert RA (april 2000). "Identification of proteassemblin, a mammalian homologue of the yeast protein, Ump1p, that is required for normal proteasome assembly". Molecular Cell Biology Research Communications. 3 (4): 212–7. doi:10.1006/mcbr.2000.0213. PMID10891394.
Witt E, Zantopf D, Schmidt M, Kraft R, Kloetzel PM, Krüger E (august 2000). "Characterisation of the newly identified human Ump1 homologue POMP and analysis of LMP7(beta 5i) incorporation into 20 S proteasomes". Journal of Molecular Biology. 301 (1): 1–9. doi:10.1006/jmbi.2000.3959. PMID10926487.
Tian S, Liu W, Wu Y, Rafi H, Segal AS, Desir GV (juli 2002). "Regulation of the voltage-gated K+ channel KCNA10 by KCNA4B, a novel beta-subunit". American Journal of Physiology. Renal Physiology. 283 (1): F142–9. doi:10.1152/ajprenal.00258.2001. PMID12060596.
Jayarapu K, Griffin TA (februar 2004). "Protein-protein interactions among human 20S proteasome subunits and proteassemblin". Biochemical and Biophysical Research Communications. 314 (2): 523–8. doi:10.1016/j.bbrc.2003.12.119. PMID14733938.
Hirano Y, Hendil KB, Yashiroda H, Iemura S, Nagane R, Hioki Y, Natsume T, Tanaka K, Murata S (oktobar 2005). "A heterodimeric complex that promotes the assembly of mammalian 20S proteasomes". Nature. 437 (7063): 1381–5. doi:10.1038/nature04106. PMID16251969.
Hoefer MM, Boneberg EM, Grotegut S, Kusch J, Illges H (maj 2006). "Possible tetramerisation of the proteasome maturation factor POMP/proteassemblin/hUmp1 and its subcellular localisation". International Journal of Biological Macromolecules. 38 (3–5): 259–67. doi:10.1016/j.ijbiomac.2006.03.015. PMID16624403.
