TOP2B

TOP2B
TOP2B
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사용 가능한 구조물
PDB직교 검색: PDBe RCSB
식별자
별칭TOP2B, TOPIIB, TOP2Beta, Topoisomerase(DNA) II 베타, DNA Topoisomerase II 베타, BLU
외부 IDOMIM: 126431 MGI: 9871 HomoloGene: 134711 GeneCard: TOP2B
직교체
종인간마우스
엔트레스

7155

21974

앙상블

ENSG000077097

ENSMUSG00000017485

유니프로트

Q02880

Q64511

RefSeq(mRNA)

NM_001068
NM_001330700

NM_009409

RefSeq(단백질)

NP_001059
NP_001317629

NP_033435

위치(UCSC)Cr 3: 25.6 – 25.66MbChr 14: 6.03 – 6.1Mb
PubMed 검색[3][4]
위키다타
인간 보기/편집마우스 보기/편집

DNA topoisomerase 2-beta는 인간에게 TOP2B 유전자에 의해 암호화된 효소다.[5][6]

함수

이 유전자는 전사하는 동안 DNA의 토폴로지 상태를 조절하고 변화시키는 효소인 DNA 토포아세메라아제를 인코딩한다.이 핵효소는 염색체 응축, 염색체 분리, DNA 전사 및 복제 시 발생하는 비틀림 응력 완화 등의 과정에 관여한다.그것은 두 가닥의 이중 DNA의 일시적인 파단 및 재결합에 촉매 작용을 하여 가닥이 서로 통과할 수 있게 하여 DNA의 위상을 변화시킨다.이 효소의 두 형태는 유전자 복제 사건의 가능한 산물로서 존재한다.이 형태를 인코딩하는 유전자 베타(beta)는 3번 염색체에 국부화되며 알파형은 17번 염색체에 국부화된다.이 효소를 인코딩하는 유전자는 예를 들어 미톡산트론 같은 여러 항암제의 표적 역할을 하며, 이 유전자의 다양한 돌연변이는 약물 내성의 발달과 연관되어 왔다.이 효소의 활동 감소는 또한 아탁시아-텔랑게릭타시아에도 영향을 미칠 수 있다.이 유전자의 대체적 결합은 두 가지 대본 변형을 낳지만, 두 번째 변종은 아직 완전히 설명되지 않았다.[7]

신경 활성

새로운 학습 경험 동안, 일련의 유전자가 뇌에서 빠르게 표현된다.이러한 유도된 유전자 발현은 학습되는 정보를 처리하는 데 필수적인 것으로 간주된다.그러한 유전자를 즉시 초기 유전자(IEG)라고 한다.TOP2B 활동은 마우스에서 관련 공포 기억이라고 불리는 학습 경험의 한 유형에서 IEG의 표현을 위해 필수적이다.[8]그러한 학습 경험은 TOP2B를 빠르게 촉발하여 신경성 플라스틱에서 기능하는 IEG 유전자의 촉진자 DNA에 이중 가닥 파단을 유도하는 것으로 보인다.이러한 유도 균열의 수리는 이러한 IEG 유전자의 즉각적인 발현을 허용하는 IEG 유전자 촉진자의 DNA 디메틸화와 관련이 있다.[8]

많은 셀 유형에서 프로모터에서의 600개 이상의 규제 순서와 엔핸서에서의 800개 이상의 규제 순서의 활성화는 TOP2B가 시작한 단기 이중 스트랜드 브레이크에 의존하는 것으로 보인다.[9][10]특정한 이중 스트랜드 브레이크의 유도는 유도 신호와 관련하여 구체적이다.뉴런이 체외에서 활성화되면 TOP2B 유도 이중스트랜드 균열 중 22개만 게놈에서 발생하는데, 이는 대부분 초기 유전자가 즉각적으로 발생한다.[11]

Regulatory sequence in a promoter at a transcription start site with a paused RNA polymerase and a TOP2B-induced double-strand break.jpg

TOP2B에 의한 단기 이중 스트랜드 파단 유도는 비호몰성 엔드 결합(NHEJ) DNA 수리 경로(DNA-PKCS, KU70, KU80 및 DNA LIGASE IV)의 최소 4개 효소와 연관되어 발생한다(그림 참조).이 효소들은 약 15분에서 2시간 이내에 이중 가닥을 복구한다.[11][12]따라서 추진자의 이중 가닥 균열은 TOP2B 및 최소한 이 네 가지 수리 효소와 연관된다.이들 단백질은 표적 유전자의 전사 시작 지점 근처에 위치한 하나의 촉진자 뉴클레오솜(단일 뉴클레오솜을 감싸고 있는 DNA 서열에는 약 147개의 뉴클레오티드가 있다)에 동시에 존재한다.[12]

TOP2B가 도입한 이중 스트랜드 브레이크는 RNA 중합효소 결합 전사 시작 부지에서 추진자의 일부를 관련 강화제로 물리적으로 이동시킬 수 있게 하는 것으로 보인다(규제 순서 참조).이를 통해 결합전사 인자와 중재자 단백질을 가진 엔한서는 전사 시작 부위에서 정지된 RNA 중합효소와 직접 상호작용하여 전사를 시작할 수 있다.[11][13]

mPFC(medial prefrontal cortex, mPFC)를 포함한 기억 형성에 관여하는 뇌 부위

마우스의 문맥적 공포 조절은 마우스를 장기간 기억하게 하고 발생 장소에 대한 두려움을 갖게 한다.이 조절은 학습과 기억력에 중요한 mPFC(medial prefrontal cortex)와 해마에 수백 개의 유전자 관련 DSB를 유발한다.[14]

기타 TOP2B 및 DNA 상호작용

TOP2B와 DNA의 상호작용은 발달을 위해 중요한 유전자의 전사도 조절한다.여기에는 액손 유도 인자와 세포 접착 분자를 인코딩하는 유전자가 포함된다.구체적으로는 제브라피쉬의 망막 갱리온 세포 액손과 덴드라이트의 라미나별 표적에 TOP2B가 필요하다.[15]

상호작용

TOP2B는 다음과 상호 작용하는 것으로 나타났다.

다른 종에서는

Drosopila Hadlaczky 외 1988년에 DNA topoisomerase II β는 세포 증식과 상관관계가 없다는 것을 발견했지만 α는 그렇지 않았다.[22]

참조

  1. ^ a b c GRCh38: 앙상블 릴리스 89: ENSG000077097 - 앙상블, 2017년 5월
  2. ^ a b c GRCm38: 앙상블 릴리스 89: ENSMUSG000017485 - 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. ^ Tan KB, Dorman TE, Falls KM, Chung TD, Mirabelli CK, Crooke ST, Mao J (January 1992). "Topoisomerase II alpha and topoisomerase II beta genes: characterization and mapping to human chromosomes 17 and 3, respectively". Cancer Research. 52 (1): 231–234. PMID 1309226.
  6. ^ Jenkins JR, Ayton P, Jones T, Davies SL, Simmons DL, Harris AL, et al. (November 1992). "Isolation of cDNA clones encoding the beta isozyme of human DNA topoisomerase II and localisation of the gene to chromosome 3p24". Nucleic Acids Research. 20 (21): 5587–5592. doi:10.1093/nar/20.21.5587. PMC 334390. PMID 1333583.
  7. ^ "Entrez Gene: TOP2B topoisomerase (DNA) II beta 180kDa".
  8. ^ a b Li X, Marshall PR, Leighton LJ, Zajaczkowski EL, Wang Z, Madugalle SU, et al. (February 2019). "The DNA Repair-Associated Protein Gadd45γ Regulates the Temporal Coding of Immediate Early Gene Expression within the Prelimbic Prefrontal Cortex and Is Required for the Consolidation of Associative Fear Memory". The Journal of Neuroscience. 39 (6): 970–983. doi:10.1523/JNEUROSCI.2024-18.2018. PMC 6363930. PMID 30545945. (Erratum: PMID 305459455)
  9. ^ Dellino GI, Palluzzi F, Chiariello AM, Piccioni R, Bianco S, Furia L, et al. (June 2019). "Release of paused RNA polymerase II at specific loci favors DNA double-strand-break formation and promotes cancer translocations". Nature Genetics. 51 (6): 1011–1023. doi:10.1038/s41588-019-0421-z. PMID 31110352. S2CID 159041612.
  10. ^ Singh S, Szlachta K, Manukyan A, Raimer HM, Dinda M, Bekiranov S, Wang YH (March 2020). "Pausing sites of RNA polymerase II on actively transcribed genes are enriched in DNA double-stranded breaks". The Journal of Biological Chemistry. 295 (12): 3990–4000. doi:10.1074/jbc.RA119.011665. PMC 7086017. PMID 32029477.
  11. ^ a b c Madabhushi R, Gao F, Pfenning AR, Pan L, Yamakawa S, Seo J, et al. (June 2015). "Activity-Induced DNA Breaks Govern the Expression of Neuronal Early-Response Genes". Cell. 161 (7): 1592–1605. doi:10.1016/j.cell.2015.05.032. PMC 4886855. PMID 26052046.
  12. ^ a b Ju BG, Lunyak VV, Perissi V, Garcia-Bassets I, Rose DW, Glass CK, Rosenfeld MG (June 2006). "A topoisomerase IIbeta-mediated dsDNA break required for regulated transcription". Science. 312 (5781): 1798–1802. Bibcode:2006Sci...312.1798J. doi:10.1126/science.1127196. PMID 16794079. S2CID 206508330.
  13. ^ Allen BL, Taatjes DJ (March 2015). "The Mediator complex: a central integrator of transcription". Nature Reviews. Molecular Cell Biology. 16 (3): 155–166. doi:10.1038/nrm3951. PMC 4963239. PMID 25693131.
  14. ^ Stott RT, Kritsky O, Tsai LH (2021). "Profiling DNA break sites and transcriptional changes in response to contextual fear learning". PLOS ONE. 16 (7): e0249691. Bibcode:2021PLoSO..1649691S. doi:10.1371/journal.pone.0249691. PMC 8248687. PMID 34197463.
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  20. ^ Mao Y, Desai SD, Liu LF (August 2000). "SUMO-1 conjugation to human DNA topoisomerase II isozymes". The Journal of Biological Chemistry. 275 (34): 26066–26073. doi:10.1074/jbc.M001831200. PMID 10862613.
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  22. ^ Wang JC (1996). "DNA topoisomerases". Annual Review of Biochemistry. Annual Reviews. 65 (1): 635–692. doi:10.1146/annurev.bi.65.070196.003223. PMID 8811192.

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