PCK2 - Википедия - PCK2
Фосфоенолпируваткарбоксикиназа 2, митохондриальная (PCK2, PEPCK-M), является изофермент из фосфоенолпируваткарбоксикиназа (PCK, PEPCK), который у человека кодируется PCK2 ген на хромосоме 14. Этот ген кодирует митохондриальный фермент, который катализирует преобразование оксалоацетат (OAA) в фосфоенолпируват (PEP) при наличии гуанозинтрифосфат (GTP). А цитозольный форма этого белка кодируется другим геном и является ключевым ферментом глюконеогенез в печени. Альтернативно сращивание Были описаны варианты транскриптов [предоставлено RefSeq, апрель 2014 г.][5]
Структура
В PCK2 ген кодирует митохондриальную форму PCK и имеет 68% гомологию в ДНК последовательность с PCK1 и 70% гомологии в аминокислота последовательность с кодируемой цитозольной формой, PCK1.[6][7] Более того, PCK2 разделяет структурную гомологию с PCK1, что указывает на то, что гены произошли от гена общего предка.[6] Тем не менее, хотя оба гена обладают десятью экзоны и девять интроны, размеры их интронов могут отличаться на ~ 2 kb, с самым большим интроном в PCK2 охват 2,5 кб. В целом общая длина PCK2 ген занимает ~ 10 кб. Еще одно отличие - наличие Последовательности Alu в его интронах, которые отсутствуют в PCK1.[6] PCK2 также содержит 18-остаток митохондриальный последовательность нацеливания на своем N-концевой.[7] Возможные регулирующие элементы, в том числе пять Ящики для ГХ и три Ящики CCAAT, лежат на 1819 п.н. выше сайт начала транскрипции.[8] Кроме того, проксимальный промоутер область PCK2 содержит два предполагаемых ATF /CRE последовательности, которые связывают ATF4.[9]
Функция
Как PCK, PCK2 катализирует GTP-управляемое преобразование OAA в PEP как стадию ограничения скорости в глюконеогенез. Этот этап преобразования служит мостом между гликолитический и Цикл TCA промежуточные продукты в митохондриях.[6][9] В β-клетках поджелудочной железы PCK2 регулирует глюкоза -стимулированный инсулин секреция путем рециркуляции GTP, образованного из сукцинил-КоА синтаза реакция. Это запускает цикл TCA, преобразуя PEP в пируват к ацетил-КоА для цитрат-синтаза реакция.[9] Поскольку почти все гликолитические реакции до PEP и после глюкозо-6-фосфат (G6P) обратимы, PCK2-опосредованный синтез PEP может подпитывать множество биосинтетических процессов, таких как серин синтез, глицерин синтез и синтез нуклеотидов.[10] Примечательно, что PCK2 преимущественно преобразует OAA, полученный из лактат и, таким образом, может способствовать биосинтезу даже в условиях низкого уровня глюкозы.[6][9][10] В результате активность PCK2 способствует росту и выживанию клеток во время стресса.[9]
В то время как PCK1 в основном экспрессируется в печень и почка, PCK2 повсеместно экспрессируется в различных типах клеток, включая лейкоциты и нейроны, а также в неглюконеогенных тканях, в том числе поджелудочная железа, мозг, сердце. Более того, хотя экспрессия PCK1 регулируется гормоны или питательные вещества, участвующие в глюконеогенезе, конститутивно экспрессируется PCK2. Эти различия указывают на то, что PCK2 может также выполнять неглюконеогенные функции.[6][9]
Клиническое значение
PCK2 связан с несколькими раки, включая рак легких, и продвигает туморогенез благодаря своей глюконеогенной функции.[9][10] В условиях низкого уровня глюкозы стресс для эндоплазматический ретикулум активирует ATF4, который затем активирует PCK2.[9] Поскольку PCK2 позволяет клеткам использовать альтернативу катаплеротический путей превращения промежуточных продуктов цикла TCA в промежуточные продукты гликолита, активность PCK2 может повысить выживаемость опухолевых клеток, столкнувшихся с пониженным уровнем глюкозы.[9][10]
Ожидается, что из-за глюконеогенной функции PCK2 дефицит PCK2 нарушит гомеостаз глюкозы и приведет к гипогликемия. Однако, хотя были задокументированы два случая, последующее исследование показало, что дефицит PCK2, возможно, не был основной причиной.[7][11]
Интерактивная карта проезда
Нажмите на гены, белки и метаболиты ниже, чтобы ссылки на соответствующие статьи.[§ 1]
- ^ Интерактивную карту путей можно редактировать на WikiPathways: «ГликолизГлюконеогенез_WP534».
Смотрите также
Рекомендации
- ^ а б c ENSG00000285241 GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000100889, ENSG00000285241 - Ансамбль, Май 2017
- ^ а б c GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000040618 - Ансамбль, Май 2017
- ^ "Справочник человека по PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
- ^ «Ссылка на Mouse PubMed:». Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
- ^ «PCK2 фосфоенолпируваткарбоксикиназа 2 (митохондриальная)». NCBI База данных Entrez Gene.
- ^ а б c d е ж Модаресси С., Брехтель К., Христос Б., Юнгерманн К. (июль 1998 г.). «Ген митохондриальной фосфоенолпируваткарбоксикиназы 2 человека. Структура, хромосомная локализация и тканеспецифическая экспрессия». Биохимический журнал. 333 (Pt 2) (2): 359–66. Дои:10.1042 / bj3330359. ЧВК 1219593. PMID 9657976.
- ^ а б c Modaressi S, Christ B, Bratke J, Zahn S, Heise T, Jungermann K (май 1996 г.). «Молекулярное клонирование, секвенирование и экспрессия кДНК митохондриальной формы фосфоенолпируваткарбоксикиназы из печени человека». Биохимический журнал. 315 (Pt 3) (3): 807–14. Дои:10.1042 / bj3150807. ЧВК 1217278. PMID 8645161.
- ^ Судзуки М., Ямасаки Т., Шинохата Р., Хата М., Накадзима Н., Коно Н. (сентябрь 2004 г.). «Клонирование и репортерный анализ промотора гена митохондриальной фосфоенолпируваткарбоксикиназы человека». Ген. 338 (2): 157–62. Дои:10.1016 / j.gene.2004.06.005. PMID 15315819.
- ^ а б c d е ж грамм час я Мендес-Лукас А., Хирошшова П., Новелласдмунт Л., Виньялс Ф., Пералес Дж. С. (август 2014 г.). «Митохондриальная фосфоенолпируваткарбоксикиназа (PEPCK-M) представляет собой ген стрессовой реакции эндоплазматического ретикулума (ER), способствующий выживанию, участвующий в адаптации опухолевых клеток к доступности питательных веществ». Журнал биологической химии. 289 (32): 22090–102. Дои:10.1074 / jbc.M114.566927. ЧВК 4139223. PMID 24973213.
- ^ а б c d Leithner K, Hrzenjak A, Trötzmüller M, Moustafa T., Köfeler HC, Wohlkoenig C, Stacher E, Lindenmann J, Harris AL, Olschewski A, Olschewski H (февраль 2015 г.). «Активация PCK2 опосредует адаптивный ответ на истощение запасов глюкозы при раке легких». Онкоген. 34 (8): 1044–50. Дои:10.1038 / onc.2014.47. PMID 24632615.
- ^ Самуэль В.Т., Беддов С.А., Ивасаки Т., Чжан Х.М., Чу Х, Стилл CD, Герхард Г.С., Шульман Г.И. (июль 2009 г.). «Гипергликемия натощак не связана с повышенной экспрессией PEPCK или G6Pc у пациентов с диабетом 2 типа». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 106 (29): 12121–6. Дои:10.1073 / pnas.0812547106. ЧВК 2707270. PMID 19587243.