Кіріспе
Арил көмірсутекті рецептор (AhR, AHR, ahr, ahR, AH рецепторы немесе диоксин рецепторы деп те аталады) - адамда AHR генінің кодтауындағы белок. Арил көмірсутекті рецептор - ген экспрессиясын реттейтін транскрипция факторы. Ол бастапқыда ксенобиотиялық химиялық заттардың сенсоры ретінде, сондай-ақ цитохром P450 сияқты ферменттердің регуляторы ретінде осы химиялық заттарды метаболизмге айналдырады деп ойланған. Бұл ксенобиотик химиялық заттардың ең көрнектісі - рецептордың атын алған ароматты (арил) көмірсутектер. Жақында AhR-ді бірнеше эндогендік индол туындылары, мысалы кинуренин, белсендіреді (немесе деактивациялайды) деп анықталды. Метаболизм ферменттерін реттеуден басқа, AhR иммунитетті реттеуде, дің жасушаларын сақтауда және жасушалық дифференциацияда рөл атқарады. Арил көмірсутекті рецептор негізгі спиральді циклдің спиральді транскрипциялық факторлар отбасының мүшесі болып табылады. AhR табиғи өсімдік флавоноидтары, полифенолдар мен индолдар, сондай-ақ синтетикалық полициклді ароматты көмірсутектер мен диоксинге ұқсас қосылыстар сияқты бірнеше экзогенді лигандтарды байлайды. AhR цитозольді транскрипция факторы, әдетте белсенді емес, бірнеше шаперонға байланады. 2,3,7,8 тетрахлордибензо-п диоксин (TCDD) сияқты химиялық заттармен лигандты байлау кезінде шаперондар диссоциацияланады, нәтижесінде AhR ядроға ауысады және ARNT (AhR ядролық транслокатор) арқылы димеризацияланады, бұл ген транскрипциясындағы өзгерістерге әкеледі.
the similarly named protein encoded by the AIP gene
The aryl hydrocarbon receptor (also known as AhR, AHR, ahr, ahR, AH receptor, or dioxin receptor) is a protein that in humans is encoded by the AHR gene. The aryl hydrocarbon receptor is a transcription factor that regulates gene expression. It was originally thought to function primarily as a sensor of xenobiotic chemicals and also as the regulator of enzymes such as cytochrome P450s that metabolize these chemicals. The most notable of these xenobiotic chemicals are aromatic (aryl) hydrocarbons from which the receptor derives its name. More recently, it has been discovered that AhR is activated (or deactivated) by a number of endogenous indole derivatives such as kynurenine. In addition to regulating metabolism enzymes, the AhR has roles in regulating immunity, stem cell maintenance, and cellular differentiation. The aryl hydrocarbon receptor is a member of the family of basic helix loop helix transcription factors. AhR binds several exogenous ligands such as natural plant flavonoids, polyphenols and indoles, as well as synthetic polycyclic aromatic hydrocarbons and dioxin like compounds. AhR is a cytosolic transcription factor that is normally inactive, bound to several co chaperones. Upon ligand binding to chemicals such as 2,3,7,8 tetrachlorodibenzo p dioxin (TCDD), the chaperones dissociate resulting in AhR translocating into the nucleus and dimerizing with ARNT (AhR nuclear translocator), leading to changes in gene transcription.
Белсенің функционалдық домендері
AhR ақуызында функциясы үшін маңызды бірнеше домендер бар және ол негізгі спиральді айналым спиральді / Per Arnt Sim (bHLH / PAS) транскрипция факторлары отбасының мүшесі ретінде жіктеледі. bHLH мотивi протеиннің N терминалында орналасқан және әртүрлi транскрипция факторларында ортақ болып табылады. bHLH суперотбасының мүшелері екі функционалдық ерекшеліктері бар және өте сақталған домендерге ие. Біріншісі - транскрипция факторларының ДНҚ-ға байланысуына қатысы бар негізгі аймақ (b). Екіншісі - белдік белдік өзара әрекеттесуін жеңілдететін спиральді петля спиральді (HLH) аймақ. Сондай-ақ, AhR-де екі PAS домендері бар, PAS A және PAS B, олар 200350 амин қышқылдарының созылуы, олар бастапқыда Drosophila гендерінде кездескен ақуыз домендеріне жоғары реттілік гомологиясын көрсетеді. кезең (Per) және бір ойлы (Sim) және AhR-дің димеризациялық серіктесі - арил көмірсутекті рецептор ядролық транслокаторы (ARNT). PAS домендері AhR және ARNT сияқты басқа PAS доменді құрайтын белоктармен арнайы екінші реттік өзара әрекеттесуді қолдайды, сондықтан димерлік және гетеромерлік белоктық кешендер пайда болуы мүмкін. АР- ның лигандты байлау орны PAS B доменінде орналасқан және лигандты байлау үшін маңызды бірнеше сақталған қалдықтарды қамтиды. Ақырында, глютаминге бай (Q бай) домен белоктың C терминалды аймағында орналасқан және коактиваторларды тарту мен трансактивацияға қатысады.
Лигандтар
AhR лигандтары жалпы екі топқа жіктеледі: синтетикалық немесе табиғи. Ең алғаш табылған лигандтар синтетикалық және галогенді ароматты көмірсутектердің мүшелері (полихлорилендірілген дибензодиоксиндер, дибензофурандар және бифенилдер) және полициклді ароматты көмірсутектер (3 метилхолантрен, бензо[а] пирен, бензантрацендер және бензофлавондар) болды. Болашақтағы сүт безі қатерлі ісігін емдеу үшін синтетикалық лигандтар тізімі жасалды. Зерттеулер эндогенді лигандты анықтау үмітімен табиғи түрде кездесетін қосылыстарға бағытталған. Табиғи түрде кездесетін, АР лиганды ретінде анықталған қосылыстар: триптофанның туындылары, мысалы, индиго бояуы және индирубин, тетрапиролдар, мысалы, билирубин, арахидон қышқылының метаболиттері липоксин А4 және простагландин G, модификацияланған төмен тығыздықты липопротеин және бірнеше диеталық каротиноидтар. Карбидопа - селективті арил көмірсутекті рецептор модуляторы (SAhRM). Басқа SAhRM-ге микробтық алынған 1,4 дигидрокси-2 нафта қышқылы және өсімдіктерден алынған 3,3'-дииндолилметан жатады. Индокарбазол (ICZ) AhR үшін ең күшті галогенсіз агонисттердің бірі болып табылады. Сүтқоректілердің AhR- інде лигандтан тәуелсіз AhR белсенділігі байқалады. сүтқоректілердің AhR- ының функционалды болуы үшін экзогенді лигандқа тәуелді белсендірілуі қажет емес, және бұл кейбір трансформациялық өсу факторының бета (TGF b) изоформаларының экспрессиясын реттеудегі рөліне байланысты. Бұл лигандқа тәуелді AhR белсендірілуі AhR-дің осындай жағдайларда жұмыс істеуі үшін қажет емес дегенді білдірмейді, бірақ лиганд қажет болса, оны аталған жасушалар немесе тіндер эндогендік түрде қамтамасыз етеді және оның сәйкестігі белгісіз.
Сигнал беру жолы
[[File:AhRSignaling color.]] Бұл файлдың түсі өзгерді. Hsp90 димері PTGES3 (p23) -мен бірге рецепторды протеолизден қорғауда көпфункционалды рөл атқарады, рецепторды лигандты тұтастыруға бейім конформациямен шектейді және АРНТ-ның ерте байлануына жол бермейді. AIP Hsp90 карбоксил терминалымен әрекеттеседі және AhR ядролық локализация тізбектеріне (NLS) байланады, яғни рецептордың ядроға орынсыз кіруіне жол бермейді.
Трансформациялық өсу факторы-бета (TGF-β) сигналды жол
TGF β цитокиндері активін, Нодаль суб- отбасы, сүйек морфогенетикалық ақуыздар, өсу және дифференциация факторлары және Мюллер ингибиторлары суб- отбасыны қамтитын сигналды ақуыздар отбасының мүшелері болып табылады. TGF β сигнализациясы жасушалық физиологияда және дамуда маңызды рөл атқарады. TGF β активаторларына плазмин, катепсин және кальпаин сияқты протеаздар жатады. Тромбоспондин 1, ангиогенезді тежейтін гликопротеин және матрицалық металлопротеиназа 2 (ММП 2). ТЖФ β сигналдауында клеткадан тыс матрицаның өзі маңызды реттеуші рөл атқарады.
Рецептордың белсенділігі
АР- мен лиганд байланысқан кезде АИП босатылады, нәтижесінде bHLH аймағында орналасқан NLS-тің әсері болады, бұл ядроға импортқа әкеледі. Ядроға кірген соң Hsp90 екі PAS доменін ашып, ARNT- нің байланысуына мүмкіндік береді деп болжанады. Белсенділенген AhR/ARNT гетеродимер кешені диоксинге жауап беретін гендердің 5 реттеуші аймағында орналасқан тану тізбектеріне байлану арқылы тікелей немесе жанама түрде ДНК-мен өзара әрекеттесе алады.
ДНҚ-ға байлану (ксенобиотиялық жауап элементі XRE)
AhR/ARNT кешенінің классикалық тану мотиві AhR, диоксин немесе ксенобиотиктік жауап беретін элемент (AHRE, DRE немесе XRE) деп аталады, AhR жауап беретін гендердің промотор аймағындағы консенсус тізбегі 5' T/GNGCGTGA/CG/CA 3' ішінде 5' GCGTG 3' ядролық тізбегін қамтиды. AhR/ARNT гетеродимері AHRE/DRE/XRE ядролық тізбекті тікелей асимметриялық түрде байлайды, сондықтан ARNT 5' GTG 3' және AhR 5' TC/TGC 3' байласады. Соңғы зерттеулер AHRE II, 5' CATG ((N6) C[T/A]TG 3' деп аталатын элементтің екінші түрі AhR/ARNT кешенімен жанама әрекет етуге қабілетті екенін көрсетеді. Жауап элементіне қарамастан, нәтиже ген экспрессиясындағы әр түрлі дифференциалдық өзгерістер болып табылады.
Дамудағы рөлі
Эволюция тұрғысынан алғанда, АР-дің ең көне физиологиялық рөлі дамуда. AhR омыртқасыз жануарлардан пайда болды деп болжанады, онда ол қалыпты даму процестерінде лигандтан тәуелсіз рөл атқарды. Артқы тірексіз (ss) Drosophila-да AhR гомологы антенна мен аяқтың дистальды сегменттерінің дамуы үшін қажет. Ss геннің транскрипциясын бастау үшін сүтқоректілердегі Arnt-тың гомологы болып табылатын тангомен (tgo) димеризацияланады. Омыртқалы жануарлардағы рецептордың эволюциясы лигандтарды байлау қабілетіне әкелді және адамдар түтінді отқа төзімділік таныту үшін эволюцияланған болуы мүмкін. Омыртқалы жануарларды дамытуда AhR жасушалардың көбеюі мен дифференциациясында рөл атқарады. Ашық эндогенді лигандтың жоқтығына қарамастан, AhR көптеген даму жолдарының дифференциациясында, соның ішінде гематопоэз, лимфоидты жүйелер, Т- клеткалары, нейрондар және гепатоциттерде рөл атқарады. AhR гематопоэтикалық дің жасушаларында маңызды рөл атқарады: AhR антагонизмі олардың өзін-өзі жаңартуын және эквиво экспансиясын ынталандырады және мегакариоциттердің дифференциациясына қатысады. Ересекте сигнал беру стресске жауап берумен байланысты, ал AhR- дегі мутациялар ауыр депрессиялық бұзылысқа байланысты.
Адаптациялық және туа біткен жауап
Адаптациялық жауап ксенобиотиялық метаболизм ферменттерін индукциялау түрінде көрінеді. Бұл реакцияның дәлелі алғаш рет цитохром P450 индукциясынан байқалды, ол 1- отбасы, А- тұқымдасы, полипептид 1 (Cyp1a1) TCDD әсерінен пайда болады, ол AhR сигналды жолды белсендіре түсуіне тікелей байланысты деп анықталды. ДРЭ- ның болуынан басқа AhR лигандтарымен индуцирленген метаболиздік гендерді іздеу CYP1A1, CYP1A2, CYP1B1, NQO1, ALDH3A1, UGT1A2 және GSTA1 - ге жататын I және II фазалы метаболиздік ферменттердің " AhR гендік батареясын " анықтауға әкелді. Бәлкім, омыртқалы жануарлар бұл функцияға көптеген химиялық заттарды байқай алады, бұл AhR байлай алатын және олардың биоөңдеуі мен жойылуын жеңілдететін субстраттардың кең ауқымынан көрінеді. AhR сонымен қатар тағамда улы химиялық заттардың бар екендігін көрсетеді және мұндай тағамдарды жеуге қарсылық білдіреді. AhR белсенділігі иммунологиялық жауаптар үшін, сондай- ақ қабынуды тежеу және Th17 жауапты төмендету үшін маңызды болып көрінеді. AHR- нің бұзылуы негізінен THP 1 клеткаларындағы туа біткен иммунитет гендерінің экспрессиясын төмендетеді.