HK2 - HK2

HK2
PDB 2nzt EBI.png
Доступные конструкции
PDBПоиск ортолога: PDBe RCSB
Идентификаторы
ПсевдонимыHK2, HKII, HXK2, гексокиназа 2
Внешние идентификаторыOMIM: 601125 MGI: 1315197 ГомолоГен: 37273 Генные карты: HK2
Расположение гена (человек)
Хромосома 2 (человек)
Chr.Хромосома 2 (человек)[1]
Хромосома 2 (человек)
Геномное расположение HK2
Геномное расположение HK2
Группа2п12Начните74,834,127 бп[1]
Конец74,893,359 бп[1]
Ортологи
ВидыЧеловекМышь
Entrez
Ансамбль
UniProt
RefSeq (мРНК)

NM_000189
NM_001371525

NM_013820

RefSeq (белок)

NP_000180
NP_001358454

NP_038848

Расположение (UCSC)Chr 2: 74,83 - 74,89 МбChr 6: 82,73 - 82,77 Мб
PubMed поиск[3][4]
Викиданные
Просмотр / редактирование человекаПросмотр / редактирование мыши

Гексокиназа 2 также известен как HK2 является фермент который у человека кодируется HK2 ген на хромосоме 2.[5][6] Гексокиназы фосфорилат глюкоза производить глюкозо-6-фосфат (G6P), первый шаг в получении большей части глюкозы метаболизм пути. Этот ген кодирует гексокиназу 2, преобладающую форму, обнаруженную в скелетная мышца. Это локализует к внешняя мембрана митохондрий. Экспрессия этого гена инсулин -реагирует, и исследования на крысах показывают, что он участвует в увеличении скорости гликолиз видно в быстро растущих рак клетки. [предоставлено RefSeq, апрель 2009 г.][6]

Структура

HK2 - одна из четырех высокогомологичных гексокиназ. изоформы в клетках млекопитающих.[7][8][9][10][11]

Ген

В HK2 ген охватывает примерно 50 kb и состоит из 18 экзоны. Также есть HK2 псевдоген интегрирован в длинный вкрапленный повторяющийся ядерный элемент ДНК, расположенный на Х-хромосоме. Хотя его ДНК последовательность аналогична продукту кДНК фактического HK2 мРНК стенограмма, в ней отсутствует открытая рамка чтения для экспрессии генов.[10]

Протеин

Этот ген кодирует 100-кДа, 917-остаток фермент с очень похожими N- и C-терминал домены, каждый из которых составляет половину белка.[10][12] Это высокое сходство, наряду с существованием гексокиназы 50 кДа (HK4 ), предполагает, что гексокиназы массой 100 кДа произошли от предшественника массой 50 кДа через дупликация гена и тандемное лигирование.[10][11] Как N-, так и C-концевые домены обладают каталитический способность и может подавляться G6P, хотя C-концевой домен демонстрирует более низкую близость для АТФ и ингибируется только при более высоких концентрациях G6P.[10] Несмотря на наличие двух сайтов связывания для глюкозы, предполагается, что связывание глюкозы в одном сайте вызывает конформационное изменение, которое предотвращает связывание второй глюкозы с другим сайтом.[13] Между тем, первые 12 аминокислот высокоэффективного гидрофобный N-конец служит для связывания фермента с митохондрии, а первые 18 аминокислот вносят вклад в стабильность фермента.[9][11]

Функция

Как изоформа гексокиназы и член семейства сахарокиназ, HK2 катализирует то ограничение скорости и первая обязательная стадия метаболизма глюкозы, которая представляет собой АТФ-зависимое фосфорилирование глюкозы до G6P.[11] Физиологические уровни G6P могут регулировать этот процесс, ингибируя HK2 как негативный отзыв, хотя неорганический фосфатя) может ослабить ингибирование G6P.[8][10][11] пя также может напрямую регулировать HK2, и двойное регулирование может лучше соответствовать его анаболический функции.[8] Фосфорилируя глюкозу, HK2 эффективно предотвращает выход глюкозы из клетки и, таким образом, передает глюкозу в энергетический метаболизм.[10][12] Более того, его локализация и прикрепление к OMM способствует связыванию гликолиза с митохондриальными окислительного фосфорилирования, что значительно увеличивает выработку АТФ для удовлетворения энергетических потребностей клетки.[14][15] В частности, HK2 связывает VDAC для запуска открытия канала и высвобождения митохондриального АТФ для дальнейшего подпитки гликолитического процесса.[8][15]

Другой важной функцией OMM-связанного HK2 является обеспечение выживания клеток.[8][9] Активация Акт киназа поддерживает соединение HK2-VDAC, что впоследствии предотвращает цитохром с релиз и апоптоз, хотя точный механизм еще предстоит подтвердить.[8] Одна модель предполагает, что HK2 конкурирует с проапоптотическими белками. BAX связывать VDAC, а в отсутствие HK2 BAX индуцирует цитохром с выпуск.[8][15] Фактически, есть свидетельства того, что HK2 ограничивает BAX и БАК олигомеризация и связывание с OMM. По аналогичному механизму проапоптотический креатинкиназа связывает и открывает VDAC в отсутствие HK2.[8] Альтернативная модель предполагает обратное, что HK2 регулирует связывание антиапоптотического белка. Bcl-Xl в VDAC.[15]

В частности, HK2 повсеместно экспрессируется в тканях, хотя в основном он обнаруживается в тканях. мышца и жировой ткань.[8][10][15] В сердечный и скелетная мышца, HK2 может быть обнаружен связанным как с митохондриями, так и с саркоплазматический мембрана.[16] Экспрессия гена HK2 регулируется белком фосфатидилинозитол-3-киназыlp70 S6. киназа -зависимый путь и может быть индуцирован такими факторами, как инсулин, гипоксия, низкие температуры и упражнения.[10][17] Его индуцируемая экспрессия указывает на его адаптивную роль в метаболических ответах на изменения в клеточной среде.[17]

Клиническое значение

Рак

HK2 высоко экспрессируется в нескольких раки, в том числе рак молочной железы и рак толстой кишки.[9][15][18] Его роль в связывании АТФ с окислительного фосфорилирования к ограничивающей скорость стадии гликолиза может помочь опухоль рост клеток.[15] Примечательно, что ингибирование HK2 явно повысило эффективность противоопухолевых препаратов.[18] Таким образом, HK2 выступает в качестве многообещающей терапевтической мишени, хотя, учитывая его повсеместную экспрессию и решающую роль в энергетическом метаболизме, следует стремиться к снижению, а не к полному ингибированию его активности.[15][18]

Инсулинозависимый сахарный диабет

Исследование на инсулиннезависимый сахарный диабет (NIDDM) выявили низкие базальные уровни G6P у пациентов с NIDDM, которые не повышались при добавлении инсулина. Одна из возможных причин - снижение фосфорилирования глюкозы из-за дефекта HK2, что было подтверждено в дальнейших экспериментах. Однако в ходе исследования не удалось установить никакой связи между NIDDM и мутациями в HK2 ген, указывая на то, что дефект может лежать в регуляции HK2.[10]

Взаимодействия

HK2 известен взаимодействовать с участием:

Интерактивная карта проезда

Нажмите на гены, белки и метаболиты ниже, чтобы ссылки на соответствующие статьи.[§ 1]

[[Файл:
Гликолиз Глюконеогенез_WP534перейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти на WikiPathwaysперейти к статьепойти в Entrezперейти к статье
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
[[
]]
Гликолиз Глюконеогенез_WP534перейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти к статьеперейти на WikiPathwaysперейти к статьепойти в Entrezперейти к статье
| {{{bSize}}} px | alt = Гликолиз и глюконеогенез редактировать ]]
Гликолиз и глюконеогенез редактировать
  1. ^ Интерактивную карту путей можно редактировать на WikiPathways: «ГликолизГлюконеогенез_WP534».

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ а б c ГРЧ38: Ансамбль выпуск 89: ENSG00000159399 - Ансамбль, Май 2017
  2. ^ а б c GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000000628 - 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. ^ Lehto M, Xiang K, Stoffel M, Espinosa R, Groop LC, Le Beau MM, Bell GI (декабрь 1993 г.). «Гексокиназа II человека: локализация полиморфного гена на хромосоме 2». Диабетология. 36 (12): 1299–302. Дои:10.1007 / BF00400809. PMID  8307259.
  6. ^ а б «Энтрез Ген: гексокиназа 2 HK2».
  7. ^ Мураками К., Канно Х, Танкабелик Дж, Фуджи Х (2002). «Экспрессия генов и биологическое значение гексокиназы в эритроидных клетках». Acta Haematologica. 108 (4): 204–9. Дои:10.1159/000065656. PMID  12432216. S2CID  23521290.
  8. ^ а б c d е ж г час я j Окацу К., Иемура С., Кояно Ф., Го Э, Кимура М., Нацумэ Т., Танака К., Мацуда Н. (ноябрь 2012 г.). «Митохондриальная гексокиназа HKI представляет собой новый субстрат убиквитинлигазы Паркина». Сообщения о биохимических и биофизических исследованиях. 428 (1): 197–202. Дои:10.1016 / j.bbrc.2012.10.041. PMID  23068103.
  9. ^ а б c d Шиндлер А., Фоли Э. (декабрь 2013 г.). «Гексокиназа 1 блокирует апоптотические сигналы в митохондриях». Сотовая связь. 25 (12): 2685–92. Дои:10.1016 / j.cellsig.2013.08.035. PMID  24018046.
  10. ^ а б c d е ж г час я j Printz RL, Osawa H, Ardehali H, Koch S, Granner DK (февраль 1997 г.). «Ген гексокиназы II: структура, регуляция и организация промотора». Сделки биохимического общества. 25 (1): 107–12. Дои:10.1042 / bst0250107. PMID  9056853.
  11. ^ а б c d е Ан К.Дж., Ким Дж., Юн М., Пак Дж. Х., Ли Джей Ди (июнь 2009 г.). «Ферментативные свойства N- и C-концевой половин гексокиназы II человека». BMB отчеты. 42 (6): 350–5. Дои:10.5483 / bmbrep.2009.42.6.350. PMID  19558793.
  12. ^ а б Алешин А.Е., Цзэн Ц., Буренков Г.П., Бартуник Х.Д., Фромм Х.Д., Хонзатко РБ (январь 1998 г.). «Механизм регуляции гексокиназы: новый взгляд на кристаллическую структуру рекомбинантной гексокиназы головного мозга человека в комплексе с глюкозой и глюкозо-6-фосфатом». Структура. 6 (1): 39–50. Дои:10.1016 / s0969-2126 (98) 00006-9. PMID  9493266.
  13. ^ Карденас, ML; Корниш-Боуден, А; Урета, Т. (5 марта 1998 г.). «Эволюция и регуляторная роль гексокиназ». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Исследование молекулярных клеток. 1401 (3): 242–64. Дои:10.1016 / s0167-4889 (97) 00150-х. PMID  9540816.
  14. ^ Шан Д., Гора D, Мур С., Арутюнян V, Мидор-Вудрафф Дж. Х., Маккалламсмит Р. Э. (апрель 2014 г.). «Аномальное разделение гексокиназы 1 предполагает нарушение комплекса белка транспорта глутамата при шизофрении». Исследование шизофрении. 154 (1–3): 1–13. Дои:10.1016 / j.schres.2014.01.028. ЧВК  4151500. PMID  24560881.
  15. ^ а б c d е ж г час Пальмиери Д., Фицджеральд Д., Шрив С. М., Хуа Э, Брондер Дж. Л., Вейл Р. Дж., Дэвис С., Старк А. М., Мерино М. Дж., Курек Р., Мехдорн Х. М., Дэвис Дж., Стейнберг С. М., Мельцер П.С., Алдапе К., Стиг П.С. ). «Анализ метастазов рака груди после резекции головного мозга человека показывает связь между повышением уровня гексокиназы 2 и плохим прогнозом». Молекулярные исследования рака. 7 (9): 1438–45. Дои:10.1158 / 1541-7786.MCR-09-0234. ЧВК  2746883. PMID  19723875.
  16. ^ Рид, S; Мастерс, C (1985). «О онтогенетических свойствах и тканевых взаимодействиях гексокиназы». Механизмы старения и развития. 31 (2): 197–212. Дои:10.1016 / с0047-6374 (85) 80030-0. PMID  4058069. S2CID  40877603.
  17. ^ а б Wyatt, E; Wu, R; Рабех, Вт; Парк, HW; Ганефар, М; Ардехали, H (3 ноября 2010 г.). «Регулирующая и цитопротекторная роль гексокиназы III». PLOS ONE. 5 (11): e13823. Дои:10.1371 / journal.pone.0013823. ЧВК  2972215. PMID  21072205.
  18. ^ а б c Пэн Кью, Чжоу Дж, Чжоу Кью, Пан Ф, Чжун Д., Лян Х (2009). «Подавление гена гексокиназы II повышает чувствительность клеток рака толстой кишки человека к 5-фторурацилу». Гепатогастроэнтерология. 56 (90): 355–60. PMID  19579598.

дальнейшее чтение

внешние ссылки

  • Обзор всей структурной информации, доступной в PDB для UniProt: P52789 (Гексокиназа-2) на PDBe-KB.

Эта статья включает текст из Национальная медицинская библиотека США, который находится в всеобщее достояние.