Glutaminom i serinom bogati protein 1 ili QSER1 je protein koji je kodirangenomQSER1.[5]
Protein QSER1 je regulator metilacije DNK.[6]
QSER1 ima jednog alijasa, FLJ21924.[5]
Gen
Lokacija
Gen QSER1 nalazi se na kratkom kraku hromosoma 11, sekvenca (11p13), gdje počinje sa 32,914.792. bp i završava na 33,001.816. bp. Dužina je 87.024 bp. Nalazi se između gena DEPDC7 i PRRG4 i 500.000 bp nizvodno od gena za Wilmsov tumor 1 (WT1), koji je upleten u više patoloških promjena.[5][7]
QSER1 ima jedan paralog kod ljudi, protein 12 bogat prolinom ili PRR12. PRR12 se nalazi na hromosomu 9, na pozicili 9q13.33, a nema poznatu funkciju. PRR12 se nalazi u većini vrsta hordata još u celakantu.[8] Događaj dupliranja vjerovatno se dogodio negdje u lozi hordata blizu divergencije celakanta. I PRR12 i QSER1 sadrže konzervirani domen DUF4211, blizu 3’ krajeva gena.
Promotorska regija za QSER1 je duga 683 bp i nalazi se na hromosomu 11 između 32,914.224 bp i 32,914.906 bp. Postoji određeno preklapanje između promotorske regije i 5’ UTR QSER1. Predviđeni transkripcijski faktori sa konzervacijom uključuju (ali nisu ograničeni na) EGR1, p53, E2F3, E2F4, PLAG1, NeuroD2, Myf5, IKZF1, SMAD 3, KRAB, MZF1 i c-Myb.[9]
Primijećeno je značajno smanjenje ekspresije QSER1 u bubrežnim mezangijnim ćelijama, kao odgovor na liječenje s 25 mM glukoze. Ovo stanje proučavano je jer je u tim ćelijama zabilježena različita ekspresija gena uključenih u regulaciju ćelijskog ciklusa, kao odgovor na visoke razine glukoze zabilježene kod dijabetes melitus.[12][13]
Diferencijalna ekspresija QSER1 se vidi u više stanja raka. Prekomjerna ekspresija QSER1 zabilježena je u Burkittovom limfomu.[10] Ekspresija SER1 se takođe povećava sa povećanjem Gleasonovog skora (naprednije faze) raka prostate.[16] U studiji o odgovoru raka dojke na paklitaksel i fluorouracil-doksorubicin-ciklofosfamidnu hemoterapiju primijećeno je da su linije raka dojke s višim nivoom QSER1 imale veću vjerovatnoću da će odgovoriti na liječenje od onih sa nedovoljno izraženom QSER1.[17]
Veća ekspresija QSER1 također je zabilježena u epitelnim ćelijama dojke imortaliziranih ćelijskih linija, nego u epitelnim ćelijama dojke iz ćelijskih linija s konačnim životnim vijekom.[18]
3’ UTR
Predviđeno je preko 20 petlji peteljke u 3 ’UTR QSER1. U prvih 800 bp od 3 ’UTR pronađeno je 16 petlji peteljke.[19] 3 ’UTR je gotovo u potpunosti konzerviran kod sisara, s manjom konzervacijom u drugih organizama.[20]
Protein
Opća svojstva
Pregled proteina QSER1
Protein QSER1 dug je 1735 aminokiselina.[21] Sastav peptida je značajno bogat serinom i glutaminom: 14,7% ostataka serina i 8,9% glutamina.[22]
Domeni i motivi
PSORT-ovo predviđanje konzervirane jedarne lokalizacije i signala jedarne lokalizacije u proteinu QSER1
Protein QSER1 sadrži dva visoko konzervirana domena koja se nalaze ne samo u QSER1 već i u drugim proteinima. To uključuje domen PHA02939 sa aminokiselinama između 1380-1440 i domen DUF4211 od aminokiselina 1522-1642.[23][24]
Jedarnu lokalizaciju predvidio je pSORT. Ovo svojstvo je konzervirano od ljudskog QSER1 do celakantnog QSER1. PSORT je također predvidio više konzerviranih signala jedarne lokalizacije unutar proteina QSER1.[25]
Predviđanja strukture proteina QSER1 ukazuju da protein sadrži mnogo alfa-heliksa.[27][28][29]NCBI cBLAST predvidio je strukturnu sličnost između proteina QSER1 i Schizosaccharomyces pombe (fisijski kvasac) RNK-polimeraza II A. Dvije regije sličnosti javljaju se između aminokiselina 56-194 i 322-546.[28] Ova prva regija (56-194) je regulatorna regija i u RNA polimerazi II čovjeka i kvasca koja sadrži više ponavljanja sekvence YSPTSPSYS. Fosforilacija ostataka serina u ovoj regiji regulira progresiju kroz korake transkripcije gena.[30] Za ovu regiju osigurana je 3D struktura. Strukturno slično područje nalazi se na vanjskoj strani molekule proteina i čini dio rascjepa za vezanje DNK.
Dalja strukturna sličnost sa proteinom virusne RNK koja veže polimerazu je predviđena prema Phyre2. Ova struktura se nalazi na samom kraju proteina, između aminokiselina 1671 i 1735. Struktura ima dugu regiju alfa-heliksa, što je također predvidio SDSC Biology Workbench PELE. Slika strukturno sličnog područja i poravnavanja sekvence prikazana je s desne strane. Regije prije identificiranog strukturno sličnog domena pokazuju dva druga alfa-heliksa, predviđena s velikom pouzdanošću.[29]
Konzervacija
Protein QSER1 je visoko konzerviran u vrstama hordata.
Donja tabela prikazuje informacije o proteinskim ortolozima.
Predviđena mjesta fosforilacije, prema ExPASy NetPhos
Postoji 12 potvrđenih mjesta fosforilacije proteina QSER1. Osam su fosfoserini, jedan fosfotirozin i tri fosfotreonina. Pokazalo se da su tri od ovih mjesta fosforilirana ATM-om i ATR-om, kao odgovor na oštećenje DNK.[32] Ostala 123 moguća mjesta fosforilacije predviđena su pomoću alata ExPASy NetPhos.[33]
SUMOilacija
Interakcija QSER1 proteina sa SUMO zabilježena je u više proteinskih širokih studija.[34][35] Predviđena mjesta SUMOilacije pronađena su u proteinu QSER1. Visoko konzervirana mjesta SUMOilacije javljaju se sa sekvencom MKMD na aminokiselini 794, VKIE na 1057, VKTG na 1145, LKSG na 1157, VKQP na 1487 i VKAE na 1492.[36]
Predviđena mjesta SUMOilacije proteina QSER1
Interakcije
ATM/ATR
Fosforilacija QSER1 u tri serinska ostatka, S1228, S1231 i S1239, pomoću ATM-a i ATR-a kao odgovor na oštećenje DNA pronađena je u proteom-širokoj studiji.[32]
SUMO
Interakcija QSER1 sa protzeinom SUMO potvrđena je u više studija.Uloga SUMOlacija u funkciji QSER1 nije jasna. Međutim, može postojati veza između QSER1 i SUMO kao odgovor na endoplazmatskoretikulumski (ER) stres (često uzrokovan nakupljanjem pogrešno savijenih proteina). U studiji o ER stresu, QSER1 je označen kao gen za odgovor na stres na ER sa promijenjenom ekspresijom.[37] Nadalje, u studiji o SUMOilaciji kao odgovor na akumulirane pogrešno savijene proteine i ER stres utvrđeno je da je QSER1 SUMO interaktant u ovoj situaciji. Svaka veza između ove dvije aktivnosti nije proučena i nepotvrđena.
Direktna interakcija QSER1 s RNK-polimerazom II pronađena je u studiji koju su proveli Moller et al. Pokazalo se da dolazi do interakcije sa podjedinicom DNK usmjerene RNK-polimeraze II, RPB1, RNK- polimeraze II, tokom mitoza i interfaza. Kolokalizacija/interakcija QSER1 pokazana je u regulatornoj regiji RPB1 sa 52 ponavljanja heptapeptida (YSPTSPSYS).[30]
Utvrđeno je da QSER1 stupa u interakciju s ubikvitinom, u dvije studije supstrata na cijelom proteomu.[39][40] Posebni detalji o ovoj interakciji nisu proučavani.
Patologija
Promijenjena ekspresija QSER1 zabilježena je kod patološke kardiomiopatije, Burkittovog limfoma, raka prostate i nekih gore navedenih karcinoma dojke.[9][10][14][16]NCBI AceView navodi više mutacija povezanih s drugim patološkim promjenama, uključujući osam parova baza i 13 delecija baznih parova u QSER1 povezanih s leiomiosarkomommaternice, te 57 parova baza razlika u neuroblastomu. Navedene su i više varijanti prerade sa skraćenim krajevima 5 'i/ili 3' koji se često primjećuju u kancerogenim stanjima.[41] Nadalje, prema bazi podataka NCBI OMIM, više patoloških stanja povezano je s promjenama u regiji 11p13 i stoga može uticati na QSER1.[42] To uključuje eksudativnu vitreoretinopatiju 3,[43] porodičnu kandidijazu 3,[44] centralopatsku epilepsiju,[45]autosomno recesivnugluhoću 51.[46]
QSER1 je također zabilježen kao gen osjetljivosti na Parkinsonovu bolest.[37]
^Tatham MH, Matic I, Mann M, Hay RT (21 Jun 2011). "Comparative proteomic analysis identifies a role for SUMO in protein quality control". Science Signaling. 4 (178): rs4. doi:10.1126/scisignal.2001484. PMID21693764. S2CID649212.
