텔레토닌

Telethonin
TCAP
Protein TCAP PDB 1ya5.png
사용 가능한 구조물
PDB직교 검색: PDBe RCSB
식별자
별칭TCAP, CMD1N, LGMD2G, T-캡, TELE, 텔레토닌, CMH25, 티틴캡, LGMDR7
외부 IDOMIM: 604488 MGI: 1330233 호몰로진: 2724 GeneCard: TCAP
직교체
인간마우스
엔트레스
앙상블
유니프로트
RefSeq(mRNA)

NM_003673

NM_011540

RefSeq(단백질)

NP_003664
NP_003664.1

NP_035670

위치(UCSC)Cr 17: 39.67 – 39.67MbChr 11: 98.38 – 98.38Mb
PubMed 검색[3][4]
위키다타
인간 보기/편집마우스 보기/편집

Tcap라고도 알려진 텔레토닌은 인간에게 TCAP 유전자에 의해 암호화된 단백질이다.[5][6][7] 텔레토닌은 Z-disc에서 심장과 골격근으로 표현되며 사르케르 조립, T-관절 기능 및 사구체를 조절하는 기능이다. 텔레토닌은 사지 기르들 근위축증, 비대성 심근병증, 확장성 심근병증, 특발성 심근병증을 포함한 몇 가지 질병에 연루되어 왔다.

구조

텔레토닌은 167개의 아미노산으로 구성된 19.0 kDa 단백질이다.[8] 텔레토닌은 독특한 β-시트 구조를 가지고 있어 심근과 골격근에서 티틴 Z1-Z2 영역과의 대척관계가 가능하다.[9] 티틴N-단자영역을 갖는 전신 텔레토닌의 구조적 분석은 두 개의 텔레토닌/티틴 복합체가 보다 높은 과두 구조로 조광되는 데 텔레토닌의 C-단자화가 매우 중요하다는 것을 나타낸다.[10]

함수

텔레토닌 표현은 심장골격근 모두에서 발달적으로 조절되며 사커의 조립에 중요한 것으로 생각된다.[11] 텔레토닌은 Z-discs에서 성숙한 근디브릴에만 존재하는 단백질을 늦게 조립하는 것으로 밝혀졌다.[12]

텔레토닌은 Z-discs에서 MLP로 콤플렉스를 형성하는데, 이것은 심근세포 스트레치 감각 메커니즘의 일부를 구성한다.[13] 또한 텔레토닌은 내부심근에서 Z선을 둘러싸고 있는 T관막으로 국부화된 영역에서 지연 정류기 칼륨 채널인 MinK의 느린 활성 성분의 베타 서브유닛에 결합하는 것으로 나타났다.[14] 또한 텔레토닌은 나트륨 채널 Na(v)1.5와 상호작용하며, 창 전류를 두 배로 증가시켜 활성화 키네틱스를 변화시킨다.[15] 이러한 데이터는 텔레토닌이 Z-라인T-관 사이의 기계 전기적 연결을 구성할 수 있음을 시사한다. 이를 위한 추가적인 기능적 증거는 텔레토닌-노크아웃 마우스(KO)를 활용한 연구에서 나왔으며, 이는 텔레토닌이 심장의 사멸뿐만 아니라 T관 구조와 기능에 관여한다는 것을 보여주었다. 텔레토닌 KO 동물들은 티틴이 베이스라인에 고정되어 있는 것을 보였으며, 그 대신 프로포토틱 p53 단백질의 이전을 조절하는데 있어서 핵생물역학 스트레스 동안 심각한 결손을 보였다.[16] 텔레토닌 KO 동물도 칼슘 과도기적 이질, T관절 손실, L형 칼슘 채널 기능 저하 등을 보였다.[17]

텔레토닌은 티틴키나아제,[18] 단백질키나제D(PKD), CaM키나제2의 기질이다.[19] 텔레토닌뿐만 아니라 TNNI3, MYBPC3, MYOM2심장근육세포에서 PKD에 의해 인산염화되며, 이는 근필름의 칼슘 민감도 감소와 함께 가속 교차로 운동학으로 이어진다.[20] 특히 세린-157세린-161 현장에서의 텔레토닌의 비스포스포리제이션은 정상적인 T관 조직과 세포내 칼슘 과도 운동학에 필수적인 것으로 나타났다.[19]

텔레토닌의 세포내 열화는 프로테아소마에 의존하지만 유비쿼터스 독립적으로 MDM2에 의해 조절된다.[21] 텔레토닌은 특히 친중독성 단백질 시바와 상호작용을 하며, 급성 및 만성 심근염[22] 콕사키에바이러스 B3 감염의 기초 메커니즘에 텔레토닌이 관여할 수 있음을 시사한다.

또한 텔레토닌은 전사 활성제 클록BMAL1에 의해 표적이 되고 조절되는 것으로 확인되어 TCAP가 생체내 조절 유전자임을 입증하였다.[23]

임상적 중요성

이 유전자의 돌연변이는 사지거들 근위축증 타입 2G,[24] 비대성 심근병증,[25][26][27] 확장성 심근병증,[28][29] 특발성 심근병증,[30] 위장성 매끄러운 근육 관련 질환과 관련이 있다.[15]

텔레토닌의 두 돌연변이, 스르137일레아르그153티틴MYOZ2와의 텔레토닌의 결합력을 높여주는 비대성 심근병증과 연관되어 왔다. 글루132Gln 돌연변이는 확장된 심근병증과 관련이 있어 티틴MYOZ2로 텔레토닌의 결합을 저해한다는 점에서 정반대의 효과가 있다.[31] Val54Met을 포함하여 확장된 심근병증과 관련된 Titin의 돌연변이는 Titin과 Tethonin의 결합을 손상시키는 것으로 구체적으로 밝혀졌다.[32] MLP, Trp4Arg에서 인간 확장 심근증 돌연변이를 재현하는 마우스 모델에서, 연구는 이 돌연변이가 텔레토닌과의 MLP의 정상적인 결합과 국산화 방해를 방해한다는 것을 발견했다.[13] 고혈압에 의한 심근증의 쥐 모델에서 BMP10의 인간 변종인 Thr326Ile은 텔레토닌에 대한 결합력이 감소하고 세포외 분비가 증가하는 것을 보였다.[33]

상호작용

텔레토닌은 다음과 상호작용하는 것으로 나타났다.

참조

  1. ^ a b c GRCh38: 앙상블 릴리스 89: ENSG00000173991 - 앙상블, 2017년 5월
  2. ^ a b c GRCm38: 앙상블 릴리스 89: ENSMUSG000007877 - 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. ^ Valle G, Faulkner G, De Antoni A, Pacchioni B, Pallavicini A, Pandolfo D, Tiso N, Toppo S, Trevisan S, Lanfranchi G (Sep 1997). "Telethonin, a novel sarcomeric protein of heart and skeletal muscle". FEBS Letters. 415 (2): 163–8. doi:10.1016/S0014-5793(97)01108-3. PMID 9350988. S2CID 1482856.
  6. ^ a b Gregorio CC, Trombitás K, Centner T, Kolmerer B, Stier G, Kunke K, Suzuki K, Obermayr F, Herrmann B, Granzier H, Sorimachi H, Labeit S (Nov 1998). "The NH2 terminus of titin spans the Z-disc: its interaction with a novel 19-kD ligand (T-cap) is required for sarcomeric integrity". The Journal of Cell Biology. 143 (4): 1013–27. doi:10.1083/jcb.143.4.1013. PMC 2132961. PMID 9817758.
  7. ^ "Entrez Gene: TCAP titin-cap (telethonin)".
  8. ^ "Protein Information for the human TCAP gene (Uniprot ID: O15273)". COPaKB: Cardiac Organellar Protein Atlas Knowledgebase. Retrieved 20 June 2015.
  9. ^ Zou P, Pinotsis N, Lange S, Song YH, Popov A, Mavridis I, Mayans OM, Gautel M, Wilmanns M (Jan 2006). "Palindromic assembly of the giant muscle protein titin in the sarcomeric Z-disk". Nature. 439 (7073): 229–33. Bibcode:2006Natur.439..229Z. doi:10.1038/nature04343. PMID 16407954. S2CID 7509846.
  10. ^ Pinotsis N, Petoukhov M, Lange S, Svergun D, Zou P, Gautel M, Wilmanns M (Aug 2006). "Evidence for a dimeric assembly of two titin/telethonin complexes induced by the telethonin C-terminus". Journal of Structural Biology. 155 (2): 239–50. doi:10.1016/j.jsb.2006.03.028. PMID 16713295.
  11. ^ Mason P, Bayol S, Loughna PT (Apr 1999). "The novel sarcomeric protein telethonin exhibits developmental and functional regulation". Biochemical and Biophysical Research Communications. 257 (3): 699–703. doi:10.1006/bbrc.1999.0531. PMID 10208846.
  12. ^ White J, Barro MV, Makarenkova HP, Sanger JW, Sanger JM (Sep 2014). "Localization of sarcomeric proteins during myofibril assembly in cultured mouse primary skeletal myotubes". Anatomical Record. 297 (9): 1571–84. doi:10.1002/ar.22981. PMC 4145531. PMID 25125171.
  13. ^ a b c Knöll R, Hoshijima M, Hoffman HM, Person V, Lorenzen-Schmidt I, Bang ML, Hayashi T, Shiga N, Yasukawa H, Schaper W, McKenna W, Yokoyama M, Schork NJ, Omens JH, McCulloch AD, Kimura A, Gregorio CC, Poller W, Schaper J, Schultheiss HP, Chien KR (Dec 2002). "The cardiac mechanical stretch sensor machinery involves a Z disc complex that is defective in a subset of human dilated cardiomyopathy". Cell. 111 (7): 943–55. doi:10.1016/s0092-8674(02)01226-6. PMID 12507422. S2CID 15082967.
  14. ^ a b Furukawa T, Ono Y, Tsuchiya H, Katayama Y, Bang ML, Labeit D, Labeit S, Inagaki N, Gregorio CC (Nov 2001). "Specific interaction of the potassium channel beta-subunit minK with the sarcomeric protein T-cap suggests a T-tubule-myofibril linking system". Journal of Molecular Biology. 313 (4): 775–84. doi:10.1006/jmbi.2001.5053. PMID 11697903.
  15. ^ a b c Mazzone A, Strege PR, Tester DJ, Bernard CE, Faulkner G, De Giorgio R, Makielski JC, Stanghellini V, Gibbons SJ, Ackerman MJ, Farrugia G (Jun 2008). "A mutation in telethonin alters Nav1.5 function". The Journal of Biological Chemistry. 283 (24): 16537–44. doi:10.1074/jbc.M801744200. PMC 2423252. PMID 18408010.
  16. ^ Knöll R, Linke WA, Zou P, Miocic S, Kostin S, Buyandelger B, Ku CH, Neef S, Bug M, Schäfer K, Knöll G, Felkin LE, Wessels J, Toischer K, Hagn F, Kessler H, Didié M, Quentin T, Maier LS, Teucher N, Unsöld B, Schmidt A, Birks EJ, Gunkel S, Lang P, Granzier H, Zimmermann WH, Field LJ, Faulkner G, Dobbelstein M, Barton PJ, Sattler M, Wilmanns M, Chien KR (Sep 2011). "Telethonin deficiency is associated with maladaptation to biomechanical stress in the mammalian heart". Circulation Research. 109 (7): 758–69. doi:10.1161/CIRCRESAHA.111.245787. PMC 3664427. PMID 21799151.
  17. ^ Ibrahim M, Siedlecka U, Buyandelger B, Harada M, Rao C, Moshkov A, Bhargava A, Schneider M, Yacoub MH, Gorelik J, Knöll R, Terracciano CM (Jan 2013). "A critical role for Telethonin in regulating t-tubule structure and function in the mammalian heart". Human Molecular Genetics. 22 (2): 372–83. doi:10.1093/hmg/dds434. PMC 3526164. PMID 23100327.
  18. ^ a b Mayans O, van der Ven PF, Wilm M, Mues A, Young P, Fürst DO, Wilmanns M, Gautel M (Oct 1998). "Structural basis for activation of the titin kinase domain during myofibrillogenesis". Nature. 395 (6705): 863–9. Bibcode:1998Natur.395..863M. doi:10.1038/27603. PMID 9804419. S2CID 4426977.
  19. ^ a b Candasamy AJ, Haworth RS, Cuello F, Ibrahim M, Aravamudhan S, Krüger M, Holt MR, Terracciano CM, Mayr M, Gautel M, Avkiran M (Jan 2014). "Phosphoregulation of the titin-cap protein telethonin in cardiac myocytes". The Journal of Biological Chemistry. 289 (3): 1282–93. doi:10.1074/jbc.M113.479030. PMC 3894314. PMID 24280220.
  20. ^ Haworth RS, Cuello F, Herron TJ, Franzen G, Kentish JC, Gautel M, Avkiran M (Nov 2004). "Protein kinase D is a novel mediator of cardiac troponin I phosphorylation and regulates myofilament function". Circulation Research. 95 (11): 1091–9. doi:10.1161/01.RES.0000149299.34793.3c. PMID 15514163.
  21. ^ Tian LF, Li HY, Jin BF, Pan X, Man JH, Zhang PJ, Li WH, Liang B, Liu H, Zhao J, Gong WL, Zhou T, Zhang XM (Jun 2006). "MDM2 interacts with and downregulates a sarcomeric protein, TCAP". Biochemical and Biophysical Research Communications. 345 (1): 355–61. doi:10.1016/j.bbrc.2006.04.108. PMID 16678796..
  22. ^ Mihatsch K, Nestler M, Saluz HP, Henke A, Munder T (Jan 2009). "Proapoptotic protein Siva binds to the muscle protein telethonin in cardiomyocytes during coxsackieviral infection". Cardiovascular Research. 81 (1): 108–15. doi:10.1093/cvr/cvn276. PMID 18849585.
  23. ^ Podobed PS, Alibhai FJ, Chow CW, Martino TA (2014). "Circadian regulation of myocardial sarcomeric Titin-cap (Tcap, telethonin): identification of cardiac clock-controlled genes using open access bioinformatics data". PLOS ONE. 9 (8): e104907. Bibcode:2014PLoSO...9j4907P. doi:10.1371/journal.pone.0104907. PMC 4133362. PMID 25121604.
  24. ^ Vainzof M, Moreira ES, Suzuki OT, Faulkner G, Valle G, Beggs AH, Carpen O, Ribeiro AF, Zanoteli E, Gurgel-Gianneti J, Tsanaclis AM, Silva HC, Passos-Bueno MR, Zatz M (Oct 2002). "Telethonin protein expression in neuromuscular disorders". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease. 1588 (1): 33–40. doi:10.1016/s0925-4439(02)00113-8. PMID 12379311.
  25. ^ Andersen PS, Havndrup O, Hougs L, Sørensen KM, Jensen M, Larsen LA, Hedley P, Thomsen AR, Moolman-Smook J, Christiansen M, Bundgaard H (Mar 2009). "Diagnostic yield, interpretation, and clinical utility of mutation screening of sarcomere encoding genes in Danish hypertrophic cardiomyopathy patients and relatives". Human Mutation. 30 (3): 363–70. doi:10.1002/humu.20862. PMID 19035361. S2CID 30898294.
  26. ^ Bos JM, Poley RN, Ny M, Tester DJ, Xu X, Vatta M, Towbin JA, Gersh BJ, Ommen SR, Ackerman MJ (May 2006). "Genotype-phenotype relationships involving hypertrophic cardiomyopathy-associated mutations in titin, muscle LIM protein, and telethonin". Molecular Genetics and Metabolism. 88 (1): 78–85. doi:10.1016/j.ymgme.2005.10.008. PMC 2756511. PMID 16352453.
  27. ^ Theis JL, Bos JM, Bartleson VB, Will ML, Binder J, Vatta M, Towbin JA, Gersh BJ, Ommen SR, Ackerman MJ (Dec 2006). "Echocardiographic-determined septal morphology in Z-disc hypertrophic cardiomyopathy". Biochemical and Biophysical Research Communications. 351 (4): 896–902. doi:10.1016/j.bbrc.2006.10.119. PMID 17097056.
  28. ^ Rampersaud E, Siegfried JD, Norton N, Li D, Martin E, Hershberger RE (Jan 2011). "Rare variant mutations identified in pediatric patients with dilated cardiomyopathy". Progress in Pediatric Cardiology. 31 (1): 39–47. doi:10.1016/j.ppedcard.2010.11.008. PMC 3072577. PMID 21483645.
  29. ^ Hirtle-Lewis M, Desbiens K, Ruel I, Rudzicz N, Genest J, Engert JC, Giannetti N (Oct 2013). "The genetics of dilated cardiomyopathy: a prioritized candidate gene study of LMNA, TNNT2, TCAP, and PLN". Clinical Cardiology. 36 (10): 628–33. doi:10.1002/clc.22193. PMC 6649360. PMID 24037902.
  30. ^ Hershberger RE, Parks SB, Kushner JD, Li D, Ludwigsen S, Jakobs P, Nauman D, Burgess D, Partain J, Litt M (May 2008). "Coding sequence mutations identified in MYH7, TNNT2, SCN5A, CSRP3, LBD3, and TCAP from 313 patients with familial or idiopathic dilated cardiomyopathy". Clinical and Translational Science. 1 (1): 21–6. doi:10.1111/j.1752-8062.2008.00017.x. PMC 2633921. PMID 19412328.
  31. ^ Hayashi T, Arimura T, Itoh-Satoh M, Ueda K, Hohda S, Inagaki N, Takahashi M, Hori H, Yasunami M, Nishi H, Koga Y, Nakamura H, Matsuzaki M, Choi BY, Bae SW, You CW, Han KH, Park JE, Knöll R, Hoshijima M, Chien KR, Kimura A (Dec 2004). "Tcap gene mutations in hypertrophic cardiomyopathy and dilated cardiomyopathy". Journal of the American College of Cardiology. 44 (11): 2192–201. doi:10.1016/j.jacc.2004.08.058. PMID 15582318.
  32. ^ Itoh-Satoh M, Hayashi T, Nishi H, Koga Y, Arimura T, Koyanagi T, Takahashi M, Hohda S, Ueda K, Nouchi T, Hiroe M, Marumo F, Imaizumi T, Yasunami M, Kimura A (Feb 2002). "Titin mutations as the molecular basis for dilated cardiomyopathy". Biochemical and Biophysical Research Communications. 291 (2): 385–93. doi:10.1006/bbrc.2002.6448. PMID 11846417. S2CID 1824336.
  33. ^ Nakano N, Hori H, Abe M, Shibata H, Arimura T, Sasaoka T, Sawabe M, Chida K, Arai T, Nakahara K, Kubo T, Sugimoto K, Katsuya T, Ogihara T, Doi Y, Izumi T, Kimura A (Dec 2007). "Interaction of BMP10 with Tcap may modulate the course of hypertensive cardiac hypertrophy". American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 293 (6): H3396–403. doi:10.1152/ajpheart.00311.2007. PMID 17921333.
  34. ^ Kojic S, Medeot E, Guccione E, Krmac H, Zara I, Martinelli V, Valle G, Faulkner G (May 2004). "The Ankrd2 protein, a link between the sarcomere and the nucleus in skeletal muscle". Journal of Molecular Biology. 339 (2): 313–25. doi:10.1016/j.jmb.2004.03.071. PMID 15136035.
  35. ^ Nakano N, Hori H, Abe M, Shibata H, Arimura T, Sasaoka T, Sawabe M, Chida K, Arai T, Nakahara K, Kubo T, Sugimoto K, Katsuya T, Ogihara T, Doi Y, Izumi T, Kimura A (Dec 2007). "Interaction of BMP10 with Tcap may modulate the course of hypertensive cardiac hypertrophy". American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 293 (6): H3396–403. doi:10.1152/ajpheart.00311.2007. PMID 17921333.
  36. ^ Tian LF, Li HY, Jin BF, Pan X, Man JH, Zhang PJ, Li WH, Liang B, Liu H, Zhao J, Gong WL, Zhou T, Zhang XM (Jun 2006). "MDM2 interacts with and downregulates a sarcomeric protein, TCAP". Biochemical and Biophysical Research Communications. 345 (1): 355–61. doi:10.1016/j.bbrc.2006.04.108. PMID 16678796.
  37. ^ Nicholas G, Thomas M, Langley B, Somers W, Patel K, Kemp CF, Sharma M, Kambadur R (Oct 2002). "Titin-cap associates with, and regulates secretion of, Myostatin". Journal of Cellular Physiology. 193 (1): 120–31. doi:10.1002/jcp.10158. PMID 12209887. S2CID 8866409.
  38. ^ a b Frey N, Olson EN (Apr 2002). "Calsarcin-3, a novel skeletal muscle-specific member of the calsarcin family, interacts with multiple Z-disc proteins". The Journal of Biological Chemistry. 277 (16): 13998–4004. doi:10.1074/jbc.M200712200. PMID 11842093.
  39. ^ Faulkner G, Pallavicini A, Comelli A, Salamon M, Bortoletto G, Ievolella C, Trevisan S, Kojic' S, Dalla Vecchia F, Laveder P, Valle G, Lanfranchi G (Dec 2000). "FATZ, a filamin-, actinin-, and telethonin-binding protein of the Z-disc of skeletal muscle". The Journal of Biological Chemistry. 275 (52): 41234–42. doi:10.1074/jbc.M007493200. PMID 10984498.
  40. ^ Haworth RS, Cuello F, Herron TJ, Franzen G, Kentish JC, Gautel M, Avkiran M (Nov 2004). "Protein kinase D is a novel mediator of cardiac troponin I phosphorylation and regulates myofilament function". Circulation Research. 95 (11): 1091–9. doi:10.1161/01.RES.0000149299.34793.3c. PMID 15514163.
  41. ^ Mihatsch K, Nestler M, Saluz HP, Henke A, Munder T (Jan 2009). "Proapoptotic protein Siva binds to the muscle protein telethonin in cardiomyocytes during coxsackieviral infection". Cardiovascular Research. 81 (1): 108–15. doi:10.1093/cvr/cvn276. PMID 18849585.
  42. ^ Zou P, Gautel M, Geerlof A, Wilmanns M, Koch MH, Svergun DI (Jan 2003). "Solution scattering suggests cross-linking function of telethonin in the complex with titin". The Journal of Biological Chemistry. 278 (4): 2636–44. doi:10.1074/jbc.M210217200. PMID 12446666.
  43. ^ Mues A, van der Ven PF, Young P, Fürst DO, Gautel M (May 1998). "Two immunoglobulin-like domains of the Z-disc portion of titin interact in a conformation-dependent way with telethonin". FEBS Letters. 428 (1–2): 111–4. doi:10.1016/s0014-5793(98)00501-8. PMID 9645487. S2CID 11786578.

추가 읽기

외부 링크