Галанин - Galanin

GAL
Идентификаторы
ПсевдонимыGAL, GAL-GMAP, GALN, GLNN, GMAP, ETL8, галанин и препропептид GMAP
Внешние идентификаторыOMIM: 137035 MGI: 95637 ГомолоГен: 7724 Генные карты: GAL
Расположение гена (человек)
Хромосома 11 (человек)
Chr.Хромосома 11 (человек)[1]
Хромосома 11 (человек)
Genomic location for GAL
Genomic location for GAL
Группа11q13.2Начинать68,683,779 бп[1]
Конец68,691,175 бп[1]
Экспрессия РНК шаблон
PBB GE GAL 214240 at fs.png
Дополнительные данные эталонного выражения
Ортологи
РазновидностьЧеловекМышь
Entrez

51083

14419

Ансамбль

ENSG00000069482

ENSMUSG00000024907

UniProt

P22466

P47212

RefSeq (мРНК)

NM_015973

NM_010253
NM_001329667

RefSeq (белок)

NP_057057

NP_001316596
NP_034383

Расположение (UCSC)Chr 11: 68.68 - 68.69 МбChr 19: 3.41 - 3.41 Мб
PubMed поиск[3][4]
Викиданные
Просмотр / редактирование человекаПросмотр / редактирование мыши
Галанин
Идентификаторы
Количество CAS
ChemSpider
  • никто
ЧЭМБЛ
Химические и физические данные
ФормулаC146ЧАС213N43О40
Молярная масса3210.571 г · моль−1
 ☒NпроверитьY (что это?)  (проверять)

Галанин это нейропептид закодировано GAL ген,[5] который широко экспрессируется в головном и спинном мозге и кишечнике человека, а также других млекопитающих. Передача сигналов галанина происходит через три G-белковые рецепторы.[6]

Большая часть функциональной роли галанина до сих пор не раскрыта. Галанин принимает активное участие в модуляции и ингибировании потенциалы действия в нейроны. Галанин участвует во многих биологически разнообразных функциях, включая: ноцицепция, регулирование бодрствования и сна, познание, кормление, регулирование настроения, регулирование артериального давления, он также играет роль в развитии, а также действует как трофический фактор.[7] Галаниновые нейроны в медиальной преоптической области гипоталамуса могут определять поведение родителей.[8] Галанин связан с рядом заболеваний, включая: Болезнь Альцгеймера, эпилепсия а также депрессия, расстройства пищевого поведения, рак, и зависимость.[9][10] Галанин, похоже, нейропротекторный активность, так как его биосинтез увеличивается в 2-10 раз при аксотомия в периферическая нервная система а также при возникновении судорожной активности в головном мозге. Это также может способствовать нейрогенез.[6]

Галанин является преимущественно ингибитором, гиперполяризующий нейропептид[11] и как таковой препятствует нейротрансмиттер релиз. Галанин часто совмещен с классическими нейротрансмиттерами, такими как ацетилхолин, серотонин, и норэпинефрин, а также с другими нейромодуляторами, такими как нейропептид Y, вещество P, и вазоактивный кишечный пептид.[12]

Открытие

Галанин был впервые идентифицирован из экстрактов кишечника свиней в 1978 году профессором Виктором Маттом и его коллегами из Каролинского института, Швеция.[13] с использованием метода химического анализа, который определяет пептиды в соответствии с его С-концевой структурой амида аланина. Галанин называется так потому, что он содержит N-концевой остаток глицина и C-концевой аланин.[14] Структура галанина была определена в 1983 году той же командой, а кДНК галанина был клонирован из библиотеки передней доли гипофиза крысы в ​​1987 году.[13]

Распределение тканей

Галанин находится преимущественно в центральной нервной системе и желудочно-кишечном тракте. В центральной нервной системе самые высокие концентрации обнаруживаются в гипоталамус, с более низкими уровнями в кора и мозговой ствол. В гипоталамусе он, например, находится в вентролатеральное преоптическое ядро где он имеет функцию улучшения сна. В головном мозге галанин также обнаружен в вентральной части переднего мозга и миндалине.[15] Наряду с этим, иммунная реакция на галанин в головном мозге сосредоточена в гипоталамогипофизе.[16] Галанин желудочно-кишечного тракта наиболее богат в двенадцатиперстная кишка с более низкими концентрациями в желудке, тонком кишечнике и толстой кишке.[17] Галанин также экспрессируется в коже, где выполняет противовоспалительные функции.[18] В частности, он был обнаружен в кератиноцитах, эккринных потовых железах и вокруг кровеносных сосудов.[18] Галанин обнаружен в эндокринных опухолях.[19] Было обнаружено, что в клетках рака желудка галанин оказывает подавляющее действие на опухоль, но было показано, что гиперметилирование прекращает его подавляющие опухолевые свойства.[20]

Структура

Эндогенно встречающиеся последовательности галанина
Разновидность1611162126 !
СвиньяG W T L NS A G Y LL G P H AИ Д Н Ч РS F H D KY G L A *
ЧеловекG W T L NS A G Y LL G P H AV грамм N H RS F S D KN G L Т S **
КороваG W T L NS A G Y LL G P H AL D S H RS F Q D KЧАС G L A *
КрысаG W T L NS A G Y LL G P H AИ Д Н Ч РS F S D KЧАС G L Т*
* C-концевой амид ** C-концевой свободная кислота

Галанин пептид состоящий из цепочки из 29 аминокислоты (30 аминокислот в организме человека), образующийся в результате расщепления 123-аминокислотного белка, известного как препрогаланин, который кодируется GAL ген.[5] Последовательность этого гена высоко консервативна среди млекопитающих, показывая более 85% гомология между последовательностями крысы, мыши, свиньи, крупного рогатого скота и человека.[12] В этих формах животных первые 15 аминокислот из N-конец идентичны, но аминокислоты различаются по нескольким позициям на C-терминал конец белка.

Эти небольшие различия в структуре белков имеют далеко идущие последствия для их функции. Например, галанин свиньи и крысы ингибирует индуцированный глюкозой инсулин секреция у крыс и собак, но не влияет на секрецию инсулина у людей. Это демонстрирует важность изучения эффектов галанина и других регуляторных пептидов у их аутологичных видов.[21]

Семейство белков галанинов состоит из четырех белков, из которых GAL был идентифицирован первым. Вторым был белок, связанный с сообщением галанина (GMAP), пептид из 59 или 60 аминокислот, также образованный при расщеплении препрогаланина.[14] Два других пептида, галанин-подобный пептид (GALP) и аларин были идентифицированы относительно недавно и оба кодируются одним и тем же геном, геном препро-GALP. GALP и аларин продуцируются разными посттранскрипционными сращивание этого гена.[22]

Галанин
Идентификаторы
СимволГаланин
PfamPF01296
ИнтерПроIPR008174
PROSITEPDOC00673
Пептид, связанный с сообщением галанина (GMAP)
Идентификаторы
СимволGMAP
PfamPF06540
ИнтерПроIPR013068

Рецепторы

Передача сигналов галанина происходит через три класса рецепторов: GALR1, GALR2, и GALR3, которые все являются частью Рецептор, связанный с G-белком (GPCR) суперсемейство. Рецепторы галанина экспрессируются в Центральная нервная система, в поджелудочная железа, и дальше солидные опухоли. Уровень экспрессии различных рецепторов варьируется в каждом месте, и это распределение меняется после повреждения нейронов.[6] Эксперименты по изучению функции подтипов рецепторов в основном включают генетический нокаут мышей. Расположение рецептора и комбинация рецепторов, которые ингибируются или стимулируются, сильно влияют на результат передачи сигналов галанина.[6]

Клинические характеристики

Аппетит

Инъекции галанина в боковой желудочек гипоталамуса вызывает желание есть, с предпочтением есть жиры.[19] Галанин также регулирует метаболизм глюкозы и потенциально может облегчить симптомы Диабет II типа из-за его взаимодействия с инсулинорезистентностью.[23] Галанин - ингибитор панкреатической секреции инсулина.[19]

Зависимость

Галанин играет роль в регулировании зависимости.[24] Участвует в многократном приеме алкоголя.[19] Было показано, что наряду с пристрастием к алкоголю галанин играет роль в зависимости от никотина и опиатов.[24]

Болезнь Альцгеймера

Один из патологический особенности мозга на поздних стадиях Болезнь Альцгеймера наличие разросшихся GAL-содержащих волокон, иннервирующих выжившие холинергический нейроны.[25] Другой особенностью является увеличение экспрессии рецепторов GAL и GAL, увеличение которых до 200% наблюдалось в посмертном мозге пациентов с болезнью Альцгеймера.[6][22] Причина и роль этого увеличения плохо изучены.[25][26]

Было высказано предположение, что гипериннервация способствует гибели этих нейронов и что ингибирующий эффект галанина на холинергические нейроны ухудшает дегенерацию познавательный функции у пациентов за счет уменьшения количества ацетилхолин доступны этим нейронам.[6][25]

Вторая гипотеза была сформирована на основе данных, предполагающих, что GAL участвует в защите гиппокампа от эксайтотоксический повреждение и нейроны в холинэргическом базальном переднем мозге от амилоид токсичность.[27]

Когнитивной деятельности

Галанин участвует в когнитивной деятельности и, как было показано, ослабляет обучение и познание.[19]

Депрессия

Норадреналин и серотонин, два нейротрансмиттера, участвующих в депрессии, оба коэкспрессируются и модулируются галанином, что позволяет предположить, что галанин играет роль в регуляции депрессии.[15] Стимуляция рецепторов Gal1 и Gal3 приводит к депрессивному поведению, тогда как стимуляция рецептора Gal2 приводит к уменьшению депрессивно-подобного поведения.[15] В настоящее время одним из потенциальных механизмов этого является то, что галанин стимулирует ось гипоталамус-гипофиз-надпочечники, что приводит к увеличению глюкокортикоид секреция.[15] Повышенный уровень глюкокортикоидных гормонов часто встречается у людей, страдающих депрессией.[28]

Эпилепсия

Галанин в гиппокамп ингибитор глутамат но не из ГАМК. Это означает, что галанин способен увеличивать порог захвата [6] и поэтому ожидается, что он будет действовать как противосудорожное средство. Чтобы быть конкретным, GalR1 был связан с подавлением спонтанных припадков.[29][30] Кандидат в агонист противоэпилептического препарата - NAX 5055.[31][32]

В развитии

Было показано, что галанин играет роль в контроле раннего послеродового периода. нейронное развитие из ганглий дорзального корня (DRG).[13] Галанин-мутантные животные демонстрируют снижение на 13% количества взрослых клеток DRG, а также снижение на 24% процента клеток, экспрессирующих вещество P. Это говорит о том, что потеря клеток апоптоз то, что обычно происходит в развивающейся DRG, регулируется галанином, и отсутствие галанина приводит к увеличению числа погибающих клеток.

Боль и нейрозащита

Галанин играет ингибирующую роль в обработке боли,[33] при этом было показано, что высокие дозы уменьшают боль.[19] Когда галанин добавляется в спинной мозг, невропатическая боль уменьшен.[34] Наряду с этим считается, что галанин снижает гипервозбудимость позвоночника.[34] Сенсорные нейроны все больше выделяют галанин при повреждении.[34] Считается также, что увеличение концентрации галанина способствует нейропротекторный причины и привести к продвижению нейрогенез.[19] Считается, что активация GalR2 опосредует роль галанина в выживании ганглий дорзального корня.[33]

Родительская роль у мышей

Отчет показал, что нейроны, экспрессирующие галанин в медиальной преоптической области мозга, отвечают за регулирование агрессии самцов мышей по отношению к детенышам.[8]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c ГРЧ38: Ансамбль выпуск 89: ENSG00000069482 - Ансамбль, Май 2017
  2. ^ а б c GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000024907 - Ансамбль, Май 2017
  3. ^ "Справочник человека по PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
  4. ^ "Ссылка на Mouse PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
  5. ^ а б Эванс Х., Баумгартнер М., Шайн Дж., Херцог Х. (декабрь 1993 г.). «Геномная организация и локализация гена, кодирующего препрогаланин человека». Геномика. 18 (3): 473–7. Дои:10.1016 / S0888-7543 (11) 80002-9. PMID  7508413.
  6. ^ а б c d е ж грамм Мицукава К., Лу Х, Бартфай Т. (июнь 2008 г.). «Галанин, рецепторы галанина и мишени для лекарств». Клетка. Мол. Life Sci. 65 (12): 1796–805. Дои:10.1007 / s00018-008-8153-8. PMID  18500647.
  7. ^ Меченталер I (июнь 2008 г.). «Галанин и нейроэндокринные оси». Клетка. Мол. Life Sci. 65 (12): 1826–35. Дои:10.1007 / s00018-008-8157-4. PMID  18500643.
  8. ^ а б Wu Z, Autry AE, Bergan JF, Watabe-Uchida M, Dulac CG (май 2014 г.). «Галаниновые нейроны в медиальной преоптической области управляют родительским поведением». Природа. 509 (7500): 325–30. Bibcode:2014Натура.509..325Вт. Дои:10.1038 / природа13307. ЧВК  4105201. PMID  24828191.
  9. ^ Лундстрем Л., Элмквист А., Бартфай Т., Лангель Ю. (2005). «Галанин и его рецепторы при неврологических расстройствах». Нейромолекулярная медицина. 7 (1–2): 157–80. Дои:10.1385 / NMM: 7: 1-2: 157. PMID  16052044. S2CID  19729607.
  10. ^ Бергер А., Сантик Р., Хаузер-Кронбергер С., Шиллинг Ф. Х., Когнер П., Ратчек М., Гампер А., Джонс Н., Сперл В., Кофлер Б. (июнь 2005 г.). «Рецепторы галанина и галанина при раке человека». Нейропептиды. 39 (3): 353–9. Дои:10.1016 / j.npep.2004.12.016. PMID  15944034. S2CID  1108702.
  11. ^ Ито М (сентябрь 2009 г.). «Функциональные роли нейропептидов в цепях мозжечка». Неврология. 162 (3): 666–72. Дои:10.1016 / j.neuroscience.2009.01.019. PMID  19361475. S2CID  207245197.
  12. ^ а б Бартфай Т (2000). «Галанин - нейропептид с важными действиями на центральную нервную систему». Архивировано из оригинал 2 декабря 2010 г.. Получено 19 ноября, 2009.
  13. ^ а б c Wynick D, Thompson SW, McMahon SB (февраль 2001 г.). «Роль галанина как многофункционального нейропептида в нервной системе». Текущее мнение в фармакологии. 1 (1): 73–7. Дои:10.1016 / S1471-4892 (01) 00006-6. PMID  11712539.
  14. ^ а б Hökfelt T, Tatemoto K (июнь 2008 г.). «Галанин - 25 лет с разносторонним нейропептидом». Клетка. Мол. Life Sci. 65 (12): 1793–5. Дои:10.1007 / s00018-008-8152-9. PMID  18500648. S2CID  19878753.
  15. ^ а б c d Кутеева Э., Хёкфельт Т, Варди Т, Огрен СО (2010). Хёкфельт Т. (ред.). «Галанин, подтипы рецепторов галанина и депрессивное поведение». Дополнение Experientia. Базель: Springer. 102: 163–81. Дои:10.1007/978-3-0346-0228-0_12. ISBN  978-3-0346-0227-3. PMID  21299068.
  16. ^ Ch'ng JL, Christofides ND, Anand P, Gibson SJ, Allen YS, Su HC, et al. (Октябрь 1985 г.). «Распределение иммунореактивности галанина в центральной нервной системе и ответы галанин-содержащих нейрональных путей на повреждение». Неврология. 16 (2): 343–54. Дои:10.1016/0306-4522(85)90007-7. PMID  2417156. S2CID  32774212.
  17. ^ Каплан Л.М., Шпиндель Э.Р., Иссельбахер К.Дж., Чин В.В. (февраль 1988 г.). «Тканеспецифическая экспрессия гена галанина крысы». Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 85 (4): 1065–9. Bibcode:1988ПНАС ... 85.1065К. Дои:10.1073 / pnas.85.4.1065. ЧВК  279702. PMID  2448788.
  18. ^ а б Бауэр Дж. В., Ланг Р., Якаб М., Кофлер Б. (2010). Hökfelt T (ред.). «Пептиды семейства галанинов в функции кожи». Дополнение Experientia. Базель: Springer. 102: 51–9. Дои:10.1007/978-3-0346-0228-0_5. ISBN  978-3-0346-0227-3. PMID  21299061.
  19. ^ а б c d е ж грамм Мицукава К., Лу Х, Бартфай Т. (2010). Хёкфельт Т. (ред.). «Галанин, рецепторы галанина и мишени для лекарств». Дополнение Experientia. Базель: Springer. 102: 7–23. Дои:10.1007/978-3-0346-0228-0_2. ISBN  978-3-0346-0227-3. PMID  21299058.
  20. ^ Юн Д., Пэ К, Ли МК, Ким Дж. Х., Юн КА (20.02.2018). Suzuki H (ред.). «Галанин - это эпигенетически подавленный ген-супрессор опухолей в клетках рака желудка». PLOS ONE. 13 (2): e0193275. Bibcode:2018PLoSO..1393275Y. Дои:10.1371 / journal.pone.0193275. ЧВК  5819827. PMID  29462183.
  21. ^ Bersani M, Johnsen AH, Højrup P, Dunning BE, Andreasen JJ, Holst JJ (июнь 1991 г.). «Галанин человека: первичная структура и идентификация двух молекулярных форм». FEBS Lett. 283 (2): 189–94. Дои:10.1016 / 0014-5793 (91) 80585-Q. PMID  1710578. S2CID  19148582.
  22. ^ а б Ланг Р., Гундлах А.Л., Кофлер Б. (август 2007 г.). «Семейство пептидов галанина: фармакология рецепторов, плейотропные биологические действия и последствия для здоровья и болезней». Pharmacol. Ther. 115 (2): 177–207. Дои:10.1016 / j.pharmthera.2007.05.009. PMID  17604107.
  23. ^ Фанг П, Ю М, Ши М, Бо П, Чжан Зи (январь 2020 г.). «Регуляция метаболизма глюкозы из семейства пептидов галанинов». Границы нейроэндокринологии. 56: 100801. Дои:10.1016 / j.yfrne.2019.100801. PMID  31705911.
  24. ^ а б Genders SG, Scheller KJ, Djouma E (март 2020 г.). «Нейропептидная модуляция зависимости: фокус на галанин». Неврология и биоповеденческие обзоры. 110: 133–149. Дои:10.1016 / j.neubiorev.2018.06.021. PMID  29949733. S2CID  49486365.
  25. ^ а б c Counts SE, Perez SE, Mufson EJ (июнь 2008 г.). «Галанин при болезни Альцгеймера: нейроингибирующее или нейропротекторное?». Клетка. Мол. Life Sci. 65 (12): 1842–53. Дои:10.1007 / s00018-008-8159-2. ЧВК  2911017. PMID  18500641.
  26. ^ Counts SE, Perez SE, Ginsberg SD, De Lacalle S, Mufson EJ (май 2003 г.). «Галанин при болезни Альцгеймера». Мол. Интервал. 3 (3): 137–56. Дои:10.1124 / mi 3.3.137. PMID  14993421.
  27. ^ Динг X, МакТавиш Д., Кар С., Джамандас Дж. Х. (февраль 2006 г.). «Галанин снижает токсичность бета-амилоида (Abeta) в холинергических базальных нейронах переднего мозга крысы». Neurobiol. Dis. 21 (2): 413–20. Дои:10.1016 / j.nbd.2005.08.016. PMID  16246567. S2CID  53192040.
  28. ^ Anacker C, Zunszain PA, Carvalho LA, Pariante CM (апрель 2011 г.). "Глюкокортикоидный рецептор: стержень депрессии и лечения антидепрессантами?". Психонейроэндокринология. 36 (3): 415–25. Дои:10.1016 / j.psyneuen.2010.03.007. ЧВК  3513407. PMID  20399565.
  29. ^ Mazarati A, Lu X, Shinmei S, Badie-Mahdavi H, Bartfai T (2004). «Паттерны судорог, повреждения гиппокампа и нейрогенез в трех моделях эпилептического статуса у мышей с нокаутом рецептора галанина типа 1 (GalR1)». Неврология. 128 (2): 431–41. Дои:10.1016 / j.neuroscience.2004.06.052. ЧВК  1360211. PMID  15350653.
  30. ^ Чжан Л., Робертсон С.Р., Грин Б.Р., Прюсс Т.Х., Уайт Г.С., Буладж Г. (март 2009 г.). «Структурные требования к липоаминокислоте для модуляции противосудорожной активности системно активных аналогов галанина». Журнал медицинской химии. 52 (5): 1310–6. Дои:10.1021 / jm801397w. ЧВК  2765488. PMID  19199479.
  31. ^ Bulaj G, Green BR, Lee HK, Робертсон CR, White K, Zhang L, Sochanska M, Flynn SP, Scholl EA, Pruess TH, Smith MD, White HS (декабрь 2008 г.). «Дизайн, синтез и характеристика высокоаффинных, системно-активных аналогов галанина с сильной противосудорожной активностью». Журнал медицинской химии. 51 (24): 8038–47. Дои:10.1021 / jm801088x. PMID  19053761.
  32. ^ White HS, Scholl EA, Klein BD, Flynn SP, Pruess TH, Green BR, Zhang L, Bulaj G (апрель 2009 г.). «Разработка новых противоэпилептических препаратов: характеристика системно активного аналога галанина NAX 5055 на моделях эпилепсии». Нейротерапия. 6 (2): 372–80. Дои:10.1016 / j.nurt.2009.01.001. ЧВК  4402707. PMID  19332332.
  33. ^ а б Hobson SA, Bacon A, Elliot-Hunt CR, Holmes FE, Kerr NC, Pope R, et al. (2010). Hökfelt T (ред.). «Галанин действует как трофический фактор для центральной и периферической нервной системы». Дополнение Experientia. Базель: Springer. 102: 25–38. Дои:10.1007/978-3-0346-0228-0_3. ISBN  978-3-0346-0227-3. PMID  21299059.
  34. ^ а б c Сюй XJ, Hökfelt T, Wiesenfeld-Hallin Z (2010). Хёкфельт Т. (ред.). «Галанин и механизмы боли в позвоночнике: прошлое, настоящее и будущее». Дополнение Experientia. Базель: Springer. 102: 39–50. Дои:10.1007/978-3-0346-0228-0_4. ISBN  978-3-0346-0227-3. PMID  21299060.

внешняя ссылка