Кіріспе

Стерильді реттеуші элементті байлайтын ақуыздар (SREBP) - стеролді реттеуші элементтің ТCACNCCAC ДНК тізбектеріне байлайтын транскрипция факторлары. Сүтқоректілердің SREBP- лары SREBF1 және SREBF2 гендерімен кодталады. SREBP негізгі спиральді циклді спиральді лейцинді ципперлік транскрипциялық факторлар класына жатады. Белсенділенбеген SREBP ядролық қабық пен эндоплазмалық торлы қабыққа жалғанады. Стерилдер деңгейі төмен жасушаларда SREBP суда еритін N терминалды доменге бөлініп, ядроға ауысады. Бұл белсендірілген SREBP- лар стерильді реттеуші элементтің ДНК тізбектеріне байланады, осылайша стерильді биосинтезге қатысатын ферменттер синтезін жоғарылатады. Стерилдер өз кезегінде SREBP- лардың бөлінуін тежейді, сондықтан қосымша стеролдер синтезі теріс кері байланыс арқылы азаяды.

Әрекет ету механизмі

Жануарлар жасушалары әр түрлі жағдайларда жасушалық липидтердің (майлар мен майлар) тиісті деңгейін сақтайды (липидтік гомеостаз). Мысалы, жасушадағы холестерин мөлшері қажетті деңгейден төмен түсіп кетсе, жасуша холестеринді өндіруге қажетті ферменттерді көбірек шығарады. Бұл реакцияның басты қадамы - бұл ферменттердің синтезін басқаратын мРНК транскриптілерін көбірек жасау. Керісінше, холестерин жеткілікті болған кезде жасушада мРНК өндірісі тоқтап, ферменттер деңгейі төмендейді. Нәтижесінде, клетка холестеринді жеткілікті мөлшерде пайда болғаннан кейін оны жасауды тоқтатады. Бұл реттемелі кері байланыс механизміне тән бір ерекшелік SREBP жолымен реттелетін мембраналық протеолизде (RIP) алғаш рет байқалды. Кейіннен RIP бактериялардан бастап адамға дейінгі барлық организмдерде қолданылатыны анықталды және дамудан бастап нейродегенерацияға дейінгі көптеген процестерді реттейді. SREBP жолдарының бір ерекшелігі - мембраналық транскрипция факторының (SREBP) протеолитикалық босауы. Протеолитикалық бөліну цитоплазма арқылы ядроға өту үшін оны босатады. Ядроға кіргеннен кейін SREBP липидтерді жасауға қажетті ферменттерді кодтайтын гендердің бақылау аймақтарында кездесетін белгілі бір ДНК реттіліктеріне (стеролдық реттеуші элементтер немесе SREs) байлана алады. Бұл ДНҚ- мен байланысу мақсатты гендердің көбейген транскрипциясына әкеледі. ~120 kDa SREBP прекурсорлық ақуыз эндоплазмалық тордың (ER) және ядролық қабықтың мембраналарына ақуыздың ортасындағы екі мембраналық шұңқыр арқылы бекітіледі. Алдын ала анықталатын препараттың мембранасында шашты тігінен тұратын бағыты бар, сондықтан аминді терминал транскрипциялық фактор домені мен КООХ терминалдық реттеуші домен цитоплазмаға қарайды. Екі мембраналық тікұшақ ER-дің люменінде орналасқан шамамен 30 амин қышқылынан тұратын орама арқылы бөлінеді. Транскрипциялық белсенді аминотерминал доменін босату үшін екі бөлек, сайтқа тән протеолитикалық бөліну қажет. Бұл бөлінуді екі түрлі протеазалар жүзеге асырады, олар 1-ші сайттың протеазасы (S1P) және 2-ші сайттың протеазасы (S2P) деп аталады. S1P және S2P- дан басқа, транскрипциялық белсенді SREBP- нің реттеліп шығарылуы холестеринді сезінетін SREBP cleavage activating protein (SCAP) қажет етеді, ол олардың тиісті карбокси терминал домендерінің өзара әрекеттесуі нәтижесінде SREBP- мен кешенді құрайды. SCAP, өз кезегінде, ER- нің басқа мембраналық протеині INSIG- мен кері байланыса алады. INSIG және SCAP- ке байласатын стерольдер болған жағдайда, INSIG және SCAP бір- бірімен де байланады. INSIG әрқашан ER мембранасында қалады, сондықтан SCAP INSIG-ке байланған кезде SREBP SCAP кешені ER-де қалады. Стерил деңгейі төмен болған кезде INSIG және SCAP байланысы болмайды. Содан кейін SCAP конформациялық өзгеріске ұшырайды, ол ақуыздың бір бөлігін ("MELADL") көрсетеді, ол оны ER-ден Golgi аппаратына қарай жылжыған COPII көпіршіктерінде жүк ретінде қосуға белгі береді. Бұл көпіршіктерде SCAP, SREBP-ті өзімен бірге сүйреп, Голгиге тасымалданады. SREBP бөлінуін реттеу еукариоттық жасушалардың елеулі ерекшелігін, яғни жасушааралық мембраналар арқылы анықталатын жасушалық бөлінуді қолданады, бұл бөліну тек қажет болған кезде ғана пайда болуын қамтамасыз етеді. Голги аппаратына кіргеннен кейін, SREBP SCAP кешені белсенді S1P-мен кездеседі. S1P SREBP-ді 1-орында екіге бөліп, екіге бөліп алады. Әр жартысында әлі де геликс арқылы өтетін мембрана бар болғандықтан, әрқайсысы мембранаға байланған күйінде қалады. SREBP жаңадан пайда болған амин терминалды жартысы (бұл молекуланың "бизнес-соңы") оның мембраналық спиральді енуіндегі 2-орында бөлініп шығады. Бұл S2P, ерекше металлопротезаның жұмысы. Бұл SREBP цитоплазмалық бөлігін босатып, ядроға жетеді, онда ол мақсатты гендердің транскрипциясын (мысалы, LDL рецепторлары генінің) белсендіреді.

Реттеу

Стерилдердің болмауы SREBP- ті белсендіреді, осылайша холестерин синтезін арттырады. Инсулин, холестерин туындылары, Т3 және басқа да эндогенді молекулалар, әсіресе кеміргіштерде, SREBP1c экспрессиясын реттейді. Сериялық deletion және mutation assays SREBP (SRE) және LXR (LXRE) жауап элементтерінің екеуінің де инсулин мен холестерин туындылары арқылы араласқан SREBP 1c транскрипциясын реттеуге қатысы бар екендігін көрсетеді. Пероксисомалық пролиферация белсендірілген рецептор альфа (PPARα) агонисттері SREBP 1c промотордың белсенділігін адам промоторындағы 453- ші орынды DR1 элементі арқылы күшейтеді. PPARα агонисттері LXR немесе инсулинмен бірлесіп, липогенезді тудырады. Тарбақты тізбекті амин қышқылдарына бай орта mTORC1/ S6K1 жолы арқылы SREBP 1c генінің экспрессиясын ынталандырады. S6K1 фосфорилирленуі семіздікпен ауыратын db/ db мысықтардың басында жоғарылаған. Сонымен қатар, S6K1 кодтайтын аденовирус векторының shRNA қолдану арқылы db/ db мысықтарда бауырдағы S6K1 генасының азаюы бауырдағы SREBP 1c ген экспрессиясының төмендеуіне, сондай- ақ бауырдағы триглицеридтердің төмендеуіне және сарысудағы триглицеридтердің төмендеуіне әкелді. mTORC1 белсенділігі Akt сигналы болмаған жағдайда бауырдағы SREBP 1c- ді ынталандыру үшін жеткіліксіз, бұл индукция үшін қажетті қосымша төменгі жолдың бар екендігін көрсетеді, ол mTORC1- ге тәуелсіз Akt медиацияланған INSIG 2a- ні, SREBP 1c ингибиторы INSIG2- ні кодтайтын бауырға тән транскриптті қамтиды. FGF21 стеролдық реттеуші элементтің 1c белдеуін (SREBP 1c) транскрипциялауды тежейтіндігі дәлелденді. FGF21- нің артық экспрессиясы FGF1 емдеу кезінде пайда болған HepG2 жасушаларындағы SREBP 1c және май қышқыл синтезасының (FAS) жоғары реттелуін жақсартты. Сонымен қатар, FGF21 SREBP 1c процесін өңдеуге және ядролық транслокацияға қатысы бар негізгі гендердің транскрипциялық деңгейін тежеуі мүмкін және жетілген SREBP 1c протеинінің мөлшерін азайтады. Күтпегендей, SREBP 1c- нің HepG2 клеткаларында шамадан тыс экспрессиялары FGF21 промоторларының белсенділігін төмендету арқылы эндогенді FGF21 транскрипциясын те тежеуі мүмкін. SREBP 1c сонымен қатар қоңыр майлы тіндегі PGC1alpha экспрессиясының тіндік ерекшелікпен жоғарылатылуы анықталды. Nur77 LXR және SREBP 1c экспрессиясын бауырдағы липидтердің метаболизмін модуляциялайтын төменгі ағыстағы ингибитор ретінде ұсынылады.

Тарих

SREBP-тер Нобель сыйлығының лауреаттары Майкл Браун мен Джозеф Голдштейннің Даллас қаласындағы Техас университеті Оңтүстік-Батыс медициналық орталығының зертханасында анықталды. Бұл тақырыпқа арналған алғашқы басылым 1993 жылдың қазан айында жарық көрді.