Beta timozin

S Wikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na navigaciju Idi na pretragu
NMR struktura β-timozina. I timozin α1 [1] i β-timozini su suštinski nestrukturirani proteini, tj. nedostaju im stabilni nabori kada su slobodni u vodenoj otopini. Ova struktura, uglavnom [a-spiralaa], vještački je stabilizirana organskim rastvaračem.[2] Ilustrirani timozin, izvorno nazvan β9 je kravlji ortolog ljudskog β10

Beta timozini su porodica proteina kojima je zajednički niz od oko 40 aminokiselina, sličan malom proteinu timozin β4. Nalaze se gotovo isključivo u višećelijskim životinjama. Timozin β4 izvorno je dobijen iz timusa u skupa sa nekoliko drugih malih proteina, za koje se, iako su zajednički nazvani "timozini", da strukturno i genetički nisu povezani i da su prisutni u mnogim različitim životinjskim tkivima.

β-Timozini sa jednim domenom[uredi | uredi izvor]

Distribucija[uredi | uredi izvor]

Timozinska porodica beta-4
PDB 1hj0 EBI.jpg
Struktura timozina beta 9.[3]
Identifikatori
Simbol Timozin
PDB 1hj0, 1sqk, 1t44, 2ff6 ([http://www.rcsb.org/pdb/cgi/explore.cgi?pdbId=1hj0 1hj0, 1sqk, 1t44, 2ff6 RCSB PDB] [http://www.rcsb.org/pdb/cgi/explore.cgi?pdbId=1hj0 1hj0, 1sqk, 1t44, 2ff6 PDBe] [http://www.rcsb.org/pdb/cgi/explore.cgi?pdbId=1hj0 1hj0, 1sqk, 1t44, 2ff6 PDBj])

Monomerni β-timozini, tj. oni molekulske težine slični peptidima koje je Goldstein izvorno izolirao iz timusa, nalaze se gotovo isključivo u ćelijama višećelijskih životinja.[4] Poznati izuzeci su monomerni timozini pronađeni u nekoliko jednoćelijskih organizama, što je značajno za proučavanje veza sa onima koji se smatraju najbližim srodnicima višećelijskih životinja:[5] choanoflagellates [6] and filastereans.[7] Iako se nalaze u vrlo rano divergiranih životinja kao što su spužve, monomerni timozini odsutni su kod člankonožaca i nematoda, koji ipak posjeduju "proteine koji ponavljaju β-timozin", građeni od nekoliko ponavljanja sljedova β-timozina od kraja do kraja.[8]

Genomska istraživanja pokazala su da svaki od četveronožaca (kopnenih kičmenjaka) ima po tri monomerna β-timozina, što su ekvivalenti (ortolozi) ljudskih β4, β10 i β15 timozina kod životinjskih vrsta. Ljudski timozini su kodirani genima TMSB4X, TMSB10 i TMSB15A i TMSB15B. (U ljudi su proteini kodirani s dva gena TMSB15 identični.) Košljoribe općenito imaju ta ista tri ortologa, plus dodatnu kopiju β4 ortologa.[9]

Porodica Gen Lokus Protein
β4 TMSB4X Hr. X q21.3-q22 Timozin β4
TMSB4Y Hr. Y Timoizin β4,
Y-hromosomski
β10 TMSB10 Hr. 2 p11.2 Timozin β10
β15 TMSB15A Hr. X q21.33-q22.3 Timozin β15
TMSB15B Hr. X q22.2 Timozin β15

Za timozin β1 utvrđeno je da je ubikvitin (skraćen za dva ostatka glicina sa C-kraja). [10]

Odnos sa WH2 modulom sekvence[uredi | uredi izvor]

N-terminalna polovina β-timozina ima snažnu sličnost u aminokiselinskim sekvencama sa vrlo široko distribuiranim modulom sekvence, WH2modul. (Osinji domen homologije 2 - naziv je izveden iz sindrom Wiskott-Aldrichovog proteina.[11][12] Dokazi ipomoću rendgenske kristalografije pokazuju da se ovaj dio β-timozina veže za aktin, na gotovo identičan način kao i moduli WH2, pri čemu oba prihvataju vezu, stvarajući konformaciju koja se naziva β-timozin/WH2 nabor. Stoga su β-timozini možda evoluirali dodavanjem nove C-terminalne sekvence na WH2 modul predaka.[13] Međutim, pretrage sličnosti sekvenci dizajniranih za identifikaciju današnjih WH2 domena[14][15]ne prepoznaju β-timozine, (i obrnuto), a sekvenca i funkcionalne sličnosti mogu proizaći iz konvergentne evolucije.[16]

Biološke aktivnosti timozina β4[uredi | uredi izvor]

Arhetipski β-timozin je β4 (kod ljudi proizvod gena TMSB4X), koji je glavni ćelijski sastojak mnogih tkiva. Njegova unutarćelijska koncentracija može doseći i do 0,5 mM.[10] Nakon timozina α1, β4 bio je drugi od biološki aktivnih peptida iz timozinske frakcije 5, koji je u potpunosti sekvenciran i sintetiziran.[17]

Zbog obilnosti u citosolu i sposobnosti da veže G-aktin, ali ne i F-aktin, timozin β4 smatra se glavnim proteinom koji odvaja aktin u mnogim tipovima ćelija.[18]

Klinička primjena[uredi | uredi izvor]

Timozin β4 je testiran u multicentričnim ispitivanjima koja su zajednički sponzorirali RegeneRx Biopharmaceuticals Inc (Rockville, MD, SAD) i Sigma Tau (Pomezia, Italija), u Sjedinjenim Državama i Evropi, na pacijentima sa rane na ranu , čirevima uzrokovanim venostazom i Epidermolysis bullosa simplex, utvrđeno je da ubrzavaju saniranje čireva i zastoja čireva za jedan mjesec. Također je testiran na pacijentima sa hroničnim neurotrofičnim oštećenjima epitela rožnjače i utvrđeno je da pospješuje popravljanje.

Timozin β15: Razine ljudskog timozina β15 u urinu moguće su kao dijagnostički marker za rak prostate koji je osjetljiv na potencijalnu agresivnost tumora.[19]

Doping u sportu[uredi | uredi izvor]

Timozin beta-4 navodno su koristili neki igrači u raznim australijskim nogometnim klubovima.[20]

Ponavljajući β-timozin[uredi | uredi izvor]

NMR struktura goveđeg β9-timozina, ortologa ljudskog β10.[21] Dužičasti je bio N-kraj = plava, a C-kraj = crvena.

Distribucija[uredi | uredi izvor]

Ovi proteini, koji obično sadrže 2-4 ponavljajuće sekvence β-timozina, nalaze se u svim koljrnima životinjskog carstva, uz vjerovatni izuzetak spužvi [22] Jedini primjer kod sisara, dimer kod miševa, sintetizira se transkripcijskim čitanjem između dvije kopije mišjeg β15 gena, od kojih se svaka također transkribira zasebno.[23] Jedinstveno višestruki primjer je protein tipedin roda Hydra koji ima 27 ponavljajućih sekvenci β-timozina.[24]

Biološke aktivnosti[uredi | uredi izvor]

Ponavljajući proteini β-timozina nalikuju monomernim oblicima jer se mogu vezati za aktin, ali razlike u sekvencama u jednom proučavanom primjeru, tri ponavljanja proteina jdne vrste voćne mušice roda Drosophila, dopuštaju vezanje na krajeve aktinskih filamenata, pokazujući aktivnost koja se razlikuje od sekvestracije monomera.[25]

Ovi proteini postali su interesantni za neurobiologiju, otkrićem da je kod golubice (morski puž) Hermissenda crassicornis protein Csp24 (uslovljeni podsticajni put fosfoprotein-24), sa 4 ponavljanja, uključen u jednostavne oblike učenja: obostrano povećanje ekscitabilnosti senzornih neurona u uslovljenom putu stimulusa,[26] i u višestrukom Pavlovljevim uslovljavanjima.[27] Fosforilacija Csp24, zajednička sa posttranslacijskim modifikacijama određenog broja bjelančevina, povezanih s citoskeletom, može doprinijeti dinamici aktin-filamenta u osnovi strukturnog preoblikovanja odgovarajućih ćelija[27]

Također pogledajte[uredi | uredi izvor]

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ Grottesi A, Sette M, Palamara T, Rotilio G, Garaci E, Paci M (1998). "The conformation of peptide thymosin alpha 1 in solution and in a membrane-like environment by circular dichroism and NMR spectroscopy. A possible model for its interaction with the lymphocyte membrane". Peptides. 19 (10): 1731–8. doi:10.1016/S0196-9781(98)00132-6. PMID 9880079.
  2. ^ 1HJ0; Stoll R, Voelter W, Holak TA (May 1997). "Conformation of thymosin beta 9 in water/fluoroalcohol solution determined by NMR spectroscopy". Biopolymers. 41 (6): 623–34. doi:10.1002/(SICI)1097-0282(199705)41:6<623::AID-BIP3>3.0.CO;2-S. PMID 9108730.
  3. ^ Stoll R, Voelter W, Holak TA (May 1997). "Conformation of thymosin beta 9 in water/fluoroalcohol solution determined by NMR spectroscopy". Biopolymers. 41 (6): 623–34. doi:10.1002/(SICI)1097-0282(199705)41:6<623::AID-BIP3>3.0.CO;2-S. PMID 9108730.
  4. ^ "Family: Thymosin (PF01290)". Pfam. Wellcome Trust Sanger Institute. Arhivirano s originala, 2008-01-26.
  5. ^ Shalchian-Tabrizi K, Minge MA, Espelund M, Orr R, Ruden T, Jakobsen KS, Cavalier-Smith T (2008). "Multigene phylogeny of choanozoa and the origin of animals". PLoS ONE. 3 (5): e2098. Bibcode:2008PLoSO...3.2098S. doi:10.1371/journal.pone.0002098. PMC 2346548. PMID 18461162.
  6. ^ "XYM2758.rev XYM Monosiga brevicollis rapidly growi... - EST result". 2008-03-20. Cite journal zahtijeva |journal= (pomoć)
  7. ^ "NUE00005552 Capsaspora owczarzaki Amplicon express Capsaspora owczarza - EST - NCBI". 2008-11-20. Cite journal zahtijeva |journal= (pomoć).
  8. ^ Manuel M, Kruse M, Müller WE, Le Parco Y (October 2000). "The comparison of beta-thymosin homologues among metazoa supports an arthropod-nematode clade". J. Mol. Evol. 51 (4): 378–81. Bibcode:2000JMolE..51..378M. doi:10.1007/s002390010100. PMID 11040289.
  9. ^ Edwards J (March 2010). "Vertebrate beta-thymosins: conserved synteny reveals the relationship between those of bony fish and of land vertebrates". FEBS Lett. 584 (5): 1047–53. doi:10.1016/j.febslet.2010.02.004. PMID 20138884.
  10. ^ a b Hannappel E (September 2007). "beta-Thymosins". Annals of the New York Academy of Sciences. 1112 (1): 21–37. Bibcode:2007NYASA1112...21H. doi:10.1196/annals.1415.018. PMID 17468232.
  11. ^ Paunola E, Mattila PK, Lappalainen P (February 2002). "WH2 domain: a small, versatile adapter for actin monomers". FEBS Lett. 513 (1): 92–7. doi:10.1016/S0014-5793(01)03242-2. PMID 11911886.
  12. ^ "Family: WH2 (PF02205)". Pfam. Wellcome Trust Sanger Institute. June 2020.
  13. ^ Dominguez R (September 2007). "The beta-thymosin/WH2 fold: multifunctionality and structure". Annals of the New York Academy of Sciences. 1112 (1): 86–94. Bibcode:2007NYASA1112...86D. doi:10.1196/annals.1415.011. PMID 17468236.
  14. ^ {{citirati web | url = However, sequence similarity searches designed to identify present-day WH2 domainsf>
  15. ^ "Family: WH2 (PF02205)". Pfam. Wellcome Trust Sanger Institute. June 2020.
  16. ^ Edwards J (August 2004). "Are beta-thymosins WH2 domains?". FEBS Lett. 573 (1–3): 231–2, author reply 233. doi:10.1016/j.febslet.2004.07.038. PMID 15328003.
  17. ^ Low TL, Hu SK, Goldstein AL (February 1981). "Complete amino acid sequence of bovine thymosin beta 4: a thymic hormone that induces terminal deoxynucleotidyl transferase activity in thymocyte populations". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 78 (2): 1162–6. Bibcode:1981PNAS...78.1162L. doi:10.1073/pnas.78.2.1162. PMC 319967. PMID 6940133.
  18. ^ Lodish, Harvey F. (2000). "Chapter 18. Cell Motility and Shape I: Microfilaments. 18.2. The Dynamics of Actin Assembly". Molecular cell biology. San Francisco: W.H. Freeman. ISBN 978-0-7167-3706-3.
  19. ^ Hutchinson LM, Chang EL, Becker CM, Shih MC, Brice M, DeWolf WC, Gaston SM, Zetter BR (July 2005). "Use of thymosin beta15 as a urinary biomarker in human prostate cancer". Prostate. 64 (2): 116–27. doi:10.1002/pros.20202. PMID 15666387.
  20. ^ "Cronulla Sharks and thymosin beta-4 … is it doping?".
  21. ^ 1HJ0; "Conformation of thymosin beta 9 in water/fluoroalcohol solution determined by NMR spectroscopy". Biopolymers. 41 (6): 623–34. May 1997. doi:10.1002/(SICI)1097-0282(199705)41:6<623::AID-BIP3>3.0.CO;2-S. PMID 9108730.
  22. ^ Pekka Lappalainen (2007). Actin-Monomer-Binding Proteins. Boston, MA: Landes Bioscience and Springer Science+Business Media, LLC. ISBN 978-0-387-46407-7.
  23. ^ Dhaese S, Vandepoele K, Waterschoot D, Vanloo B, Vandekerckhove J, Ampe C, Van Troys M (April 2009). "The mouse thymosin beta15 gene family displays unique complexity and encodes a functional thymosin repeat". J. Mol. Biol. 387 (4): 809–25. doi:10.1016/j.jmb.2009.02.026. PMID 19233202.
  24. ^ Herrmann D, Hatta M, Hoffmeister-Ullerich SA (November 2005). "Thypedin, the multi copy precursor for the hydra peptide pedin, is a beta-thymosin repeat-like domain containing protein". Mech. Dev. 122 (11): 1183–93. doi:10.1016/j.mod.2005.07.003. PMID 16169708.
  25. ^ Carlier MF, Hertzog M, Didry D, Renault L, Cantrelle FX, van Heijenoort C, Knossow M, Guittet E (September 2007). "Structure, function, and evolution of the beta-thymosin/WH2 (WASP-Homology2) actin-binding module". Annals of the New York Academy of Sciences. 1112 (1): 67–75. Bibcode:2007NYASA1112...67C. doi:10.1196/annals.1415.037. PMID 17947587.
  26. ^ Redell JB, Xue-Bian JJ, Bubb MR, Crow T (August 2007). "One-trial in vitro conditioning regulates an association between the beta-thymosin repeat protein Csp24 and actin". Neuroscience. 148 (2): 413–20. doi:10.1016/j.neuroscience.2007.06.023. PMID 17681698.
  27. ^ a b Crow T, Xue-Bian JJ (February 2010). "Proteomic Analysis of Post-Translational Modifications in Conditioned Hermissenda". Neuroscience. 165 (4): 1182–90. doi:10.1016/j.neuroscience.2009.11.066. PMC 2815081. PMID 19961907.

Vanjski linkovi[uredi | uredi izvor]