STIM2
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식별자 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
에일리어스 | STIM2, 간질상호작용분자2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
외부 ID | OMIM : 610841 MGI : 2151156 HomoloGene : 32490 GenCard : STIM2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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위키데이터 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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스트롬 상호작용 분자 2(STIM2)는 인간에서 STIM2 [5][6]유전자에 의해 암호화되는 단백질이다.
이 유전자는 상동체 STIM1과 함께 단 2개의 멤버로 이루어진 스트롬 상호작용 분자(STIM) 패밀리의 일원으로 공통 조상 유전자에서 유래한 것으로 보인다.그들은 사코/내막망막(SR/ER)에 위치한 타입 1의 막 통과 단백질을 세포로 인코딩한다.AUG 및 비 AUG(UUG) 시작 사이트에서 대체 변환을 시작하면 두 개의 다른 SIM2 Isoform이 생성됩니다.
STEM 계열의 두 구성원은 2005년에 저장 작동2+ Ca 엔트리(SOCE)라고 불리는 세포로의 Ca 진입 메커니즘에2+ 참여하는 자유칼슘(Ca2+) 센서로 확인되었다.많은 세포 과정과 신호 경로는 지속적인 보충이 필요한 세포하 조직에 저장된 Ca의 이전2+ 방출에 의해 시작됩니다.SOCE는 저장 리필 메커니즘 및 비전기적 흥분성 셀에서 Ca 시그널링의 필수2+ 메커니즘으로 간주됩니다.STIM1이 SOCE를 트리거하는 동안, STIM2 기능에 대한 연구는 기초 세포질 및 S/ER2+ Ca 농도를 안정시키는 피드백 조절기로서 중요한 역할을 하는 것으로 시사한다2+.STIM2는 S/ER에 저장된 Ca 함량의 작은2+ 감소를 감지하고 활성화된 상태로 전환하여 혈장 막에 위치한 소위 스토어 오퍼레이션2+ Ca(SOC) 채널(예: Orai 또는 TRPC 채널)과 상호 작용하여 SOCE를 가능하게 합니다.비록 STIM2의 기능적 역할이 수년 동안 찾기 어려웠지만, 2009-2010년에 쥐 모델에 수행된 연구는 STIM2가 평활근 근아세포, 면역체계의 세포와 뉴런을 포함한 많은 세포 유형의 발달과 기능 과정에 참여하며 종양 발생, 발달에 관여한다는 것을 시사했습니다.자가면역질환과 일시적인 허혈상태 후 신경손상의 메커니즘.
진
2001년, STIM2는 척추동물의 [5]2-제네족 중 두 번째 멤버를 나타내는 STIM1 유전자의 새로운 인간 상동성으로 확인되었다.STIM2 유전자는 인간 염색체 4p15.1과 생쥐 염색체 5의 큰 팔, 동원체에 가까운 곳에 위치한 12개의 엑손과 11개의 인트론을 포함합니다.인간 SIM1과 SIM2는 물론 Drosophila melanogaster Stim(D-Stim)이 보존된 게놈 조직을 가지고 있기 때문에, STIM 계열의 구성원들은 아마도 하층 다세포 진핵생물의 단일 유전자에서 척추동물의 두 개의 관련 유전자로 진화했을 것이다.570aas의 D-STIM 단백질은 STIM1(33% 동일, 아미노산 배열의 50%)과 STIM2(31% 동일, 아미노산 배열의 46%) 모두와 동일한 유사성을 보인다.단세포 choanoflagellate인 Monosiga brevicollis와 같은 단세포 진핵 생물은 STEM 유사 [7]유전자를 가지고 있는 것으로 보고되었지만, 원핵 생물에서 STEM 유사 유전자는 확인되지 않았다.지금까지 [5]척추동물에서 추가적인 STIM 유사 단백질은 확인되지 않았다.
단백질 구조
STIM2 단백질은 S/ER에 위치한 I형 막 통과 단백질입니다.인간 SIM2는 833개의 아미노산 잔기(aas)(105~115kDa)(그림 1)로 구성되어 있으며, 인간 SIM1과 비교하여 148개의 추가 aas로 구성되며, 이들의 N 말단 영역은 577 aas(SIM1 아미노산 배열의 85%)와 66%의 유사성을 공유한다.C-terminal 영역의 극단만이 유의한 시퀀스 차이를 나타냅니다.두 아이소폼의 도메인 구조는 척추동물에서 매우 잘 보존된다(그림 1).마우스 STIM2는 BLAST에 의해 생성된 쌍방향 배열에 따라 아미노산 배열에서 인간 STIM2와 92%의 동일성을 공유한다.도메인 구조도 보존성이 높다(그림 1).인간 SIM2는 N 말단 S/ER 시그널링 펩타이드(14 aas), 글리코실화 및 다양한 수준의 인산화 등에 의한 성숙 등 번역 후 생체 내에서 수정되지만, 인산화 부위는 아직 알려져 있지 않다(그림 [5]1).
도메인 아키텍처
STIM2의 N-말단 영역은 S/ER 내강에 위치하며 표준 EF-hand Ca 결합2+ 모티브, 최근에 발견된 "숨긴" EF-hand Ca 결합2+ 모티브 및 잘 알려진 단백질-단백질 상호작용 모티브인 멸균 a-motif(SAM) 도메인을 포함합니다(그림 1).[8][9][10]N-말단 부분은 모든 SIMP 단백질에서 고도로 보존되는 단일 통과 막 모티브에 의해 C-말단 영역으로부터 분리된다.C 말단 영역에는 높은 수준의 α-나선 구조가 포함되어 있습니다.2개의 코일 코일 [11]도메인을 포함한 에즈린/라디신/모에신(ERM) 도메인과 유사한 영역을 포함한 트랜스막 도메인에 가까운 큰 비율.코일 코일 도메인은 STIM 단백질 간의 상호작용을 매개하여 서로 결합하고 호모 및 헤테로디머를 형성할 수 있도록 한다(그림 1).[12][13][14]마지막으로 C 말단을 향해 SIM2는 프롤린/히스티딘이 풍부한 모티브와 17aas의 리신이 풍부한 꼬리를 포함한다(그림 [5]1).
EF-핸드-SAM 영역
EF-hand 도메인과 SAM(EF-SAM) 도메인은 SIM 기능과 SOCE 규제에 필수적이므로, 이제 이러한 도메인에 대해 자세히 설명합니다.EF-hand 도메인은 S/ER 내부의 Ca 농도 변화를2+ 검출하기 위해 S/ER 단백질이 사용하는2+ Ca 센서로, IP 수용체 매개 고갈3 후 S/ER 저장소 내부의 Ca 수준이 감소하여2+ EF-hand 모티브에 결합된 Ca가 방출되면2+ S/ER 동소형식이 활성화된다.Ca와 결합할2+ 수 없는 STIM EF-hand 돌연변이는 구성적으로 활성하며 S/ER [Ca2+], 시험관내 및[15] [16][17][18]생체내와는 독립적으로 SOCE를 지속적으로 활성화하는 것으로 보고되었다.SAM 도메인은 SIM 올리고머화에 중요하다. 왜냐하면 이 도메인의 돌연변이는 [19]유도성 점을 형성하는 능력이 부족하기 때문이다.인간2+ SIM1 EF–SAM(잔류 58–201) 또는 SIM2 EF–SAM(잔류 149–292) 조각을 사용한 시험관 내 Ca 결합 실험 결과, 두 동소형식이 유사한 친화력을 가지고 Ca와 결합하는2+ 것으로 나타났다(STIM2 Kd~0.5M; SIM1 Kd~0.2~0.6M).[20][21]그러나 STIM2는 기초 S/ER [Ca2+]에서 이미 부분적으로 활성화되어 S/ER 저장 고갈 시 초기에 완전히 활성화된다는 점에서 STIM1과 다르다.SIM EF-SAM 단편에서 나타난 동일한2+ Ca 친화력에도 불구하고,[24] 시험관내 트랜스감염 세포에서 완전 SIM2 단백질은 SIM1보다 낮은2+ [Ca] 민감도를 보였다.이러한 차이는 다른 단백질 영역이 두 아이소폼에 의해 나타나는 다른 [Ca2+] 민감도 또는 활성화 임계값에 기여함을 나타낸다."숨겨진" EF-핸드 도메인은2+ Ca와 결합하지 않지만 EF-핸드 도메인과 SAM 도메인의 분자 내 연관성, 접힘 및 안정성에 매우 중요하다.매우 최근에 전체 EF-SAM 영역의 [25]불안정성으로 인해 표준 EF-hand, "hidden" EF-hand 또는 SAM 도메인의 구조적으로 중요한 돌연변이가 Ca 민감도를 교란한다는2+ 보고가 있었다.
C 말단 영역
N 말단 외에 C 말단 영역도 STIM 단백질의 필수적인 부분이다.이는 Isoforms 간의 유의한 시퀀스 차이를 나타내며, SIM1에서는 C-terminal 영역이 SOC [26]채널과의 상호작용에 필수적입니다.인간STIM2는 SPDPDP의 세린 및 프롤린 리치 영역(SPSPGGSSLSPSPSPSPSPDP)과 유사한 위치에 프롤린 및 히스티딘 리치 모티브(PHTPHPHPQHTPHSLSPDP)를 포함한다.STIM1과는 달리, STIM2는 ER에 단백질을 유지하는 C 말단에 딜리신 ER 보유 신호(K(X)KXX)를 가지고 있는 반면, STIM1은 세포 [27]표면으로 이동할 수 있다.마지막으로, STIM1 및 STIM2에 각각 14 및 17의 유사한 리신이 풍부한 꼬리가 C-말단 영역의 맨 끝에 위치한다.인간 SIM1(잔류 667~685) 및 SIM2(잔류 730~746)의 C 말단 다염기 영역에서 나온 선형 펩타이드는 각각 [28]Ca의2+ 유무에 따라 높은 친화력 또는 낮은 친화력으로 칼모듈린에 결합한다.C-말단 영역의 상호 작용에 대한 대부분의 스터디는 STIM1 Isoform을 사용하여 수행되었습니다.thapsigargin(는 세포 내 소금 상점의 자연 고갈에 의해 SOCE를 촉진하는 SERCA 펌프 억제제)인간의 침샘 세포뿐만 아니라 분산된 마우스 악하선 세포에 물 STIM1.[29]By과 시험관에서 배양된 co-expression는 D이 부족한 다양한 인간의 STIM1이 돌연변이 TRPC1과 Orai1의 coimmunoprecipitation을 증가시키ifferHEK293 세포의 엔트 C 말단 영역, 코일 코일 도메인을 포함하는 C 말단(a 251-535, 그림 1)의 ERM 도메인이 TRPC(1, 2, 4 및 5)에 대한 STIM1의 결합과 혈장 막으로의 STIM1의 이동을 매개한다는 최근 세 가지 연구가 보고되었다.또한 양이온성 리신 [14][26][30]리치 영역은 TRPC1의 게이트에 필수적이다.Li 등은 이러한 영역(425-672)을 가능한 SIM1-Orai1 상호작용 [14]부위로 추가로 설명했다.HEK293 세포에서 STIM2 및 Orai1 단백질의 일시적 공발현 후 시험관내 공면역침강실험에서 STIM2 또한 아마도 SIM2 C-말단 [31]영역을 통해 Orai1과 물리적으로 상호작용할 수 있다는 것이 밝혀졌다.
발현 및 조직 분포
STIM2 mRNA는 대부분의 인체 조직에 의해 발현된다.STIM2 단백질은 STIM1과 함께 많은 인간 세포주에 의해 발현되며, 이는 적어도 확립된 [5]세포주에서는 STIM 동질체가 동일한 세포에서 동시에 발현됨을 나타낸다.STIM2 단백질은 뇌나 간을 제외한 보통 SIM1보다 낮은 수준에서 나타나는 조직에서 널리 발현되며, SIM2가 지배적인 등소 [5][32]형태인 것으로 보인다.Stim2 전사는 예를 들어 순진한 T세포가1 Th 또는 Th2 림프구로 [33]분화되면 업 레귤레이션되는 등 동적으로 조절된다.
기능.
STIM2 함수는 논란이 되고 있습니다.초기 연구에 따르면 SIMT2가 아닌 SIM1의 siRNA 녹다운이 포유동물 [15][24][34][35][36]세포에서 SOCE를 크게 감소시켰다.Liou 등은 Hela 세포에서 [15]STIM2가 녹다운됨으로써 SOCE도 약간 감소했다고 보고했다.Soboloff 등은 SIM2가 단독으로 [13]발현될 경우 SOCE를 억제하지만 Orai1과 함께 발현될 경우 상당한 구성성 SOCE를 [37]유발한다고 제안했다.이와는 대조적으로, Brandman et al.은 STIM2가 기초 세포질과 ER2+ Ca [24]수치를 안정시키는 조절제 역할을 할 수 있다고 제안했다.Parvez 등은 HEK293 세포에서 인간 SIM2와 다른 SOC 채널의 시험관내 과도 공현을 사용하여 SIM2가 두 개의 저장 의존적 및 저장 독립적 [31]모드를 통해 SOCE를 매개한다고 보고했다.종합하면, 이러한 결과는 STIM1: STIM2: Orai 세포비 및 이들의 내인성 수준에 의해 미세하게 조절되는 복잡한 상호작용을 나타낸다.
2009-2010년에 인간 체외 또는 쥐 체내 모델을 사용하여 수행된 연구는 Brandman 등의 결과를 확인하였고, STIM2가 평활근 근아세포, 면역계 세포 및 뉴런을 포함한 많은 세포 유형의 발달 및 기능 과정에 참여한다고 제안했다.또한, 그것은 종양 발생, 자가 면역 질환의 발달 및 일시적인 허혈 상태 이후의 신경 손상 메커니즘과 관련이 있다.휴지상태에서 배양된 HEK293세포가 과발현하거나 SIM2가 결여된 피질뉴런이 휴지상태의2+ Ca수준을 각각 [31][32]증가 또는 감소시킴으로써 SIM2가 세포내2+ 기초Ca수준 조절에 필수적이라는 생각을 뒷받침한다.그러나 세포는 생체 내에서 매우 활발하며 세포2+ 내 Ca 수치는 지속적으로 변동한다.세포2+ 내 Ca 수준에서 STIM2의 생체 내 역할을 연구하기 위한 새로운 방법의 개발이 필요할 것이다.배양된 인간 근아세포에서 STIM2는 근튜브로 [38]세포 분화에 관여한다.면역 체계에서, STIM2는 아마도 핵에서 NFAT 거주의 안정화에 의해 인터류킨2(IL-2)와 인터페론 감마γ(IFN)의 T세포 활성화 유도 생성에 참여하며, [33][39]또한 아마도 자가면역 질환의 초기 단계에서 중요한 Thh 림프구로의17 순진한 T세포 분화에 관여한다.실제로 STIM2 결핍 쥐는 자가면역질환 [39]초기 단계에서 가벼운 증상학을 보였다.신경조직에서 STIM2는 허혈로 인한 신경손상에 중요한 역할을 하며, 녹아웃 마우스에서 STIM2의 부재는 [32]뇌혈류 일시적인 중단 후 허혈로 인한 신경손상을 감소시켰다.허혈성 발작 후 STIM2-결손의 이러한 신경보호 효과는 따라서 STIM2 기능의 억제제가 허혈성 손상 및 변경된2+ Ca 항상성을 수반하는 다른 신경변성 장애를 치료하기 위한 신경보호제로서 잠재적 치료 가치를 가질 수 있음을 나타낸다.게다가, 같은 과학적 연구는 해마의존적 공간 기억, 시냅스 전달 및 [32]가소성에서의 STIM2의 중요한 역할을 시사했다.
마지막으로 양쪽 단백질이 발현을 증가시키거나 복사수를 [40][41]증가시키는 교아종 다형체에서 STIM1과 함께 STIM2에 대해 종양 발생 기능이 입증되었다.또한 STIM2는 폐, 유방, 목 및 머리의 [42][43][44]침습성 암에 관여하는 4p15.1 염색체에 위치한다.
상호 작용
앞서 언급한 바와 같이, STIM2는 STIM1,[12][13][14] Orai([31]ICRACM) 또는 TRPC와 같은 SOC 채널, Calmodulin(CaM)[28][31]과 혈장막 포스포이노시티드와 [45]상호작용하는 것으로 나타났다.STIM2의 발현은 마우스 배아 섬유아세포와 인간 B [46]림프구에서 프레세닐린에 의해 영향을 받거나 조절되는 것으로 나타났다.
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