미엘린 염기성 단백질

Myelin basic protein
MBP
사용 가능한 구조
PDBOrtholog 검색: PDBe RCSB
식별자
에일리어스MBP, 미엘린 염기성 단백질
외부 IDOMIM: 159430 MGI: 96925 HomoloGene: 1788 GeneCard: MBP
맞춤법
종.인간마우스
엔트레즈

4155

17196

앙상블

ENSG00000197971

ENSMUSG000041607

유니프로트

P02686

P04370

RefSeq(mRNA)
RefSeq(단백질)
장소(UCSC)Chr 18: 76.98 ~77.13 MbChr 18: 82.49 ~82.6 Mb
PubMed 검색[3][4]
위키데이터
인간 보기/편집마우스 표시/편집
미엘린_MBP
식별자
기호.미엘린_MBP
팜PF01669
인터프로IPR000548
프로 사이트PDOC00492
SCOP21 bx2 / SCOPe / SUPFAM
OPM 슈퍼 패밀리274
OPM단백질2인치

미엘린 염기성 단백질은 신경계의 골수화 과정에서 중요하다고 여겨지는 단백질이다.미엘린 칼집은 축삭 임펄스 전도 속도를 크게 높이는 절연체 역할을 [5]하는 신경계 특유의 다층막이다.MBP는 미엘린막의 지질과 상호작용하면서 [6][7]미엘린의 올바른 구조를 유지합니다.

MBP는 소의 미엘린 [8]막에서 분리된 후 1971년에 처음 배열되었다.쉐이버 마우스라고 불리는 MBP 녹아웃 마우스는 이후 1980년대 초에 개발되고 특성화 되었다.셰이버 생쥐들은 CNS 골수화가 감소하고 떨림, 발작, 조기 사망으로 특징지어지는 진행성 장애를 보인다.MBP의 인간 유전자는 [9]18번 염색체에 있다; 단백질은 CNS와 조혈 계통의 다양한 세포에 국재한다.

중추신경계에서 MBP의 풀은 매우 다양하며, 여러 스플라이스 변형이 발현되고 인산화, 메틸화, 탈아미드화 및 시트룰화를 포함한 단백질에 대한 많은 번역 후 수정이 이루어진다.이러한 형태는 배열의 다양한 내부 위치에 짧은(잔기 10~20개) 펩타이드의 유무에 따라 다르다.일반적으로 MBP의 주요 형태는 약 18.5Kd(잔기 170개)의 단백질이다.

멜라노사이트 세포 타입에서 MBP 유전자 발현은 MITF에 [10]의해 조절될 수 있다.

유전자 발현

고전 MBP 유전자에 의해 코드된 단백질은 신경계 내 올리고덴드로사이트와 슈반세포의 미엘린 피복의 주요 구성 요소이다.그러나 MBP와 관련된 기록은 골수와 면역 체계에도 존재한다.이러한 mRNA는 고전적인 MBP 엑손의 상류에 위치한 3개의 엑손이 추가로 포함된 긴 MBP 유전자(또는 "골리-MBP"라 불린다)에서 발생한다.골리와 MBP 전사 시작 부위의 대체 스플라이싱은 2세트의 MBP 관련 전사물과 유전자 생성물을 발생시킨다.Golli mRNA에는 Golli-MBP에 고유한 3개의 엑손이 포함되어 있으며, 1개 이상의 MBP 엑손에 프레임 내에서 스플라이스됩니다.이들은 MBP aa 배열에 연결된 N-말단 골리 aa 배열을 가진 하이브리드 단백질을 부호화한다.두 번째 계열의 전사물은 MBP 엑손만을 포함하고 잘 특징지어진 미엘린 염기성 단백질을 생산한다.이 복잡한 유전자 구조는 종 간에 보존되며, MBP 전사 단위는 골리 전사 단위에 필수적인 부분이며, 이 배열이 이러한 [11]유전자의 기능 및/또는 조절에 중요하다는 것을 시사한다.단백질 수준에서는 대뇌피질에 [12]비해 백질 부분에서 CNS의 MBP 농도가 10배 높다.

구조.

MBP 충전 및 시트룰리네이션

미엘린 염기성 단백질은 [13]용액에 안정적인 2차 구조가 없는 본질적으로 무질서한 단백질로 분류되어 왔다.대부분의 IDP와 마찬가지로 순전하가 높고 평균 소수성이 낮아 기존 단백질 접힘을 유도하는 소수성 효과를 최소화합니다.그것은 정상적인 IDP 아미노산 함량에 대한 몇 가지 예외를 포함한다.예를 들어 MBP는 대부분의 IDP보다 아르기닌이 많고 글루탐산이 적다.그러나 이러한 변화는 MBP가 충분히 기본적이고 양전하를 띠어 [14]막과 올바르게 상호작용하기 위해 필요하기 때문일 수 있다.특히 MBP는 [15][16]지질과의 상호작용에서 보다 안정적인 2차 구조를 채택하는 것으로 나타났다.NMR 및 Cys 특이 스핀 라벨링 실험은 이 구조가 베타 시트와 양성 [17]나선 영역을 포함할 것으로 예측했다.

이름에서 알 수 있듯이, 미엘린 염기성 단백질은 상당히 염기성이고 등전점은 10이다.그것은 혈장막의 [18]양전하와 음전하 인지질 머리 사이의 정전적 상호작용을 통해 세포막과 결합하는 것으로 생각된다.다양한 변환 후 변형을 통해 C1-C6 또는 [19]C8로 알려진 다양한 전하 이성질체를 생성할 수 있습니다.이러한 변형에는 인산화, 메틸화, 탈아미드화, 시트룰화, ADP-리보실화 및 N-말단 아실화 등이 포함됩니다. C1은 가장 적게 변형된 반면 C8은 가장 뚜렷하여 6-11개의 추가 시트룰화를 포함합니다.이들 각각은 양전하를 감소시키기 때문에 C8은 이성질체 중 순양전하가 가장 작다.이러한 번역 후 수정사항의 변화는 탈수성 질환과 관련이 있다.특히 다발성 경화증 환자로부터 분리된 MBP는 시트룰화 정도가 높고 양전하가 작았다.마버그 증후군으로 알려진 희귀하고 심각한 형태의 MS에서 시트룰리네이션은 훨씬 [18]더 광범위했다.

질병에서의 역할

MBP에 대한 관심은 탈수성 질환, 특히 다발성 경화증(MS)에서 MBP의 역할에 집중되어 왔다.MS에서 자가면역반응의 표적항원은 아직 확인되지 않았다.그러나 [20]몇몇 연구는 MS의 병인에 대한 MBP에 대한 항체의 역할을 보여주었다. 일부 연구는 MS에 대한 유전적 성향을 MBP 유전자에 연관시켰지만, 대다수는 그렇지 않았다.

다발성 경화증에 대한 "분자 모방" 가설이 제안되었는데, 이 가설에서 T 세포는 본질적으로 MBP와 인간 헤르페스 바이러스-6을 혼동한다.미국의 연구원들은 HHV-6 펩타이드와 동일한 염기서열을 가진 합성 펩타이드를 만들었다.MBP의 높은 수치는 HIV 감염과 뇌병증 징후가 있는 환자의 뇌척수액에서 발견되었으며 MBP는 HIV 뇌병증의 민감한 진단 지표가 아닌 것처럼 보이지만 질병 [21]진행의 예후 지표 역할을 할 수 있다고 제안되었다.이 펩타이드에 의해 T세포가 활성화되었음을 알 수 있다.이러한 활성화된 T 세포는 또한 인간 MBP의 일부와 동일한 합성된 펩타이드 배열에 대한 면역 반응을 인식하고 개시했다.연구 중에, 그들은 이러한 교차 반응성 T세포의 수치가 다발성 경화증 [22]환자에서 유의하게 높아진다는 것을 발견했다.

HIV-induced autoimmun-antiMyelin Antibodies against human nerve tissue (FITC-Stain).jpg

일부 연구는 동물에게 MBP를 접종하여 MBP 특이 면역 반응을 생성하면 혈액-뇌 장벽 투과성을 증가시킨다는 것을 보여주었다.비특이적 [23]단백질에 대한 동물 접종을 할 때 투과성이 향상된다.

MBP에 대한 표적 면역 반응은 치명적인 광견병 감염과 관련이 있다.MBP를 접종하면 혈액뇌장벽(BBB)의 투과성이 높아져 광견병 바이러스 복제의 주요 부위인 뇌로 면역세포가 들어갈 수 있다.은털 박쥐 광견병 바이러스(SHBRV)에 감염된 쥐를 대상으로 한 연구에서 MBP로 처리된 쥐의 사망률은 치료되지 않은 대조군보다 20-30% 향상되었다.MBP로 처리된 건강한 비감염 생쥐는 0%와 40%[24] 사이의 사망률 증가를 보였다는 점에 유의해야 한다.

상호 작용

미엘린 염기성 단백질은 단백질 지질 [25][26]1과 생체 내에서 상호작용하며, 칼모듈린, 액틴, 트로포미오신, 튜불린, 클라트린, 2', 3'-사이클릭-뉴클레오티드 3'-포스포디에스테라아제 및 면역계 [27]다중분자와 체외에서 상호작용하는 것으로 나타났다.

레퍼런스

  1. ^ a b c GRCh38: 앙상블 릴리즈 89: ENSG00000197971 - 앙상블, 2017년 5월
  2. ^ a b c GRCm38: 앙상블 릴리즈 89: ENSMUSG000041607 - 앙상블, 2017년 5월
  3. ^ "Human PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  4. ^ "Mouse PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  5. ^ Sakamoto Y, Kitamura K, Yoshimura K, Nishijima T, Uyemura K (March 1987). "Complete amino acid sequence of PO protein in bovine peripheral nerve myelin". The Journal of Biological Chemistry. 262 (9): 4208–4214. doi:10.1016/S0021-9258(18)61334-1. PMID 2435734.
  6. ^ Deber CM, Reynolds SJ (April 1991). "Central nervous system myelin: structure, function, and pathology". Clinical Biochemistry. 24 (2): 113–134. doi:10.1016/0009-9120(91)90421-a. PMC 7130177. PMID 1710177.
  7. ^ Inouye H, Kirschner DA (January 1991). "Folding and function of the myelin proteins from primary sequence data". Journal of Neuroscience Research. 28 (1): 1–17. doi:10.1002/jnr.490280102. PMID 1710279. S2CID 8598890.
  8. ^ Eylar EH, Brostoff S, Hashim G, Caccam J, Burnett P (September 1971). "Basic A1 protein of the myelin membrane. The complete amino acid sequence". The Journal of Biological Chemistry. 246 (18): 5770–5784. doi:10.1016/S0021-9258(18)61872-1. PMID 5096093.
  9. ^ Saxe DF, Takahashi N, Hood L, Simon MI (1985). "Localization of the human myelin basic protein gene (MBP) to region 18q22----qter by in situ hybridization". Cytogenetics and Cell Genetics. 39 (4): 246–249. doi:10.1159/000132152. PMID 2414074.
  10. ^ Hoek KS, Schlegel NC, Eichhoff OM, Widmer DS, Praetorius C, Einarsson SO, et al. (December 2008). "Novel MITF targets identified using a two-step DNA microarray strategy". Pigment Cell & Melanoma Research. 21 (6): 665–676. doi:10.1111/j.1755-148X.2008.00505.x. PMID 19067971. S2CID 24698373.
  11. ^ "Entrez Gene: myelin basic protein".
  12. ^ Sjölin K, Kultima K, Larsson A, Freyhult E, Zjukovskaja C, Alkass K, Burman J (June 2022). "Distribution of five clinically important neuroglial proteins in the human brain". Molecular Brain. 15 (1): 52. doi:10.1186/s13041-022-00935-6. PMC 9241296. PMID 35765081.
  13. ^ Anderson TR, Slotkin TA (August 1975). "Maturation of the adrenal medulla--IV. Effects of morphine". Biochemical Pharmacology. 24 (16): 1469–1474. doi:10.1016/0006-2952(75)90020-9. PMID 7.
  14. ^ Harauz G, Ishiyama N, Hill CM, Bates IR, Libich DS, Farès C (May 2004). "Myelin basic protein-diverse conformational states of an intrinsically unstructured protein and its roles in myelin assembly and multiple sclerosis". Micron. 35 (7): 503–542. doi:10.1016/s0968-4328(04)00096-4. PMID 15219899.
  15. ^ Moroi K, Sato T (August 1975). "Comparison between procaine and isocarboxazid metabolism in vitro by a liver microsomal amidase-esterase". Biochemical Pharmacology. 24 (16): 1517–1521. doi:10.1016/0006-2952(75)90029-5. PMID 8.
  16. ^ Marniemi J, Parkki MG (September 1975). "Radiochemical assay of glutathione S-epoxide transferase and its enhancement by phenobarbital in rat liver in vivo". Biochemical Pharmacology. 24 (17): 1569–1572. doi:10.1016/0006-2952(75)90080-5. PMID 9.
  17. ^ Bates IR, Feix JB, Boggs JM, Harauz G (February 2004). "An immunodominant epitope of myelin basic protein is an amphipathic alpha-helix". The Journal of Biological Chemistry. 279 (7): 5757–5764. doi:10.1074/jbc.m311504200. PMID 14630913.
  18. ^ a b Boggs JM (September 2006). "Myelin basic protein: a multifunctional protein". Cellular and Molecular Life Sciences. 63 (17): 1945–1961. doi:10.1007/s00018-006-6094-7. PMID 16794783. S2CID 1076002.
  19. ^ Zand R, Li MX, Jin X, Lubman D (February 1998). "Determination of the sites of posttranslational modifications in the charge isomers of bovine myelin basic protein by capillary electrophoresis-mass spectroscopy". Biochemistry. 37 (8): 2441–2449. doi:10.1021/bi972347t. PMID 9485392.
  20. ^ Berger T, Rubner P, Schautzer F, Egg R, Ulmer H, Mayringer I, et al. (July 2003). "Antimyelin antibodies as a predictor of clinically definite multiple sclerosis after a first demyelinating event". The New England Journal of Medicine. 349 (2): 139–145. doi:10.1056/NEJMoa022328. PMID 12853586.
  21. ^ Pfister HW, Einhäupl KM, Wick M, Fateh-Moghadam A, Huber M, Schielke E, et al. (July 1989). "Myelin basic protein in the cerebrospinal fluid of patients infected with HIV". Journal of Neurology. 236 (5): 288–291. doi:10.1007/bf00314458. PMID 2474637. S2CID 12178626.
  22. ^ Tejada-Simon MV, Zang YC, Hong J, Rivera VM, Zhang JZ (February 2003). "Cross-reactivity with myelin basic protein and human herpesvirus-6 in multiple sclerosis". Annals of Neurology. 53 (2): 189–197. doi:10.1002/ana.10425. PMID 12557285. S2CID 43317994.
  23. ^ Namer IJ, Steibel J, Poulet P, Armspach JP, Mohr M, Mauss Y, Chambron J (February 1993). "Blood-brain barrier breakdown in MBP-specific T cell induced experimental allergic encephalomyelitis. A quantitative in vivo MRI study". Brain. 116 ( Pt 1) (1): 147–159. doi:10.1093/brain/116.1.147. PMID 7680933.
  24. ^ Roy A, Hooper DC (August 2007). "Lethal silver-haired bat rabies virus infection can be prevented by opening the blood-brain barrier". Journal of Virology. 81 (15): 7993–7998. doi:10.1128/JVI.00710-07. PMC 1951307. PMID 17507463.
  25. ^ Wood DD, Vella GJ, Moscarello MA (October 1984). "Interaction between human myelin basic protein and lipophilin". Neurochemical Research. 9 (10): 1523–1531. doi:10.1007/BF00964678. PMID 6083474. S2CID 9751765.
  26. ^ Edwards AM, Ross NW, Ulmer JB, Braun PE (January 1989). "Interaction of myelin basic protein and proteolipid protein". Journal of Neuroscience Research. 22 (1): 97–102. doi:10.1002/jnr.490220113. PMID 2467009. S2CID 33666906.
  27. ^ Harauz G, Ishiyama N, Hill CM, Bates IR, Libich DS, Farès C (2004). "Myelin basic protein-diverse conformational states of an intrinsically unstructured protein and its roles in myelin assembly and multiple sclerosis". Micron. 35 (7): 503–542. doi:10.1016/j.micron.2004.04.005. PMID 15219899.

추가 정보

외부 링크

  • Wikimedia Commons의 Myelin 기본 단백질 관련 매체
  • PDB for UniProt: P02686(Myelin 기본 단백질)에서 PDBe-KB에서 사용할 수 있는 모든 구조 정보의 개요.

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