Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Стероидты жедел реттеуші ақуыз, әдетте StAR (STARD1) деп аталады, митохондриялардағы холестериннің тасымалын реттейтін тасымалдау ақуызы болып табылады, бұл стероидты гормондардың өндірісіндегі жылдамдықты шектейтін қадам. Ол негізінен стероидтар өндіретін жасушаларда, соның ішінде жұмыртқалық жасушалардағы тека және лютеалдық жасушаларда, ұрықтағы Лейдиг жасушаларында және бүйрек үсті қабығындағы жасуша түрлерінде кездеседі.
The steroidogenic acute regulatory protein, commonly referred to as StAR (STARD1), is a transport protein that regulates cholesterol transfer within the mitochondria, which is the rate limiting step in the production of steroid hormones. It is primarily present in steroid producing cells, including theca cells and luteal cells in the ovary, Leydig cells in the testis and cell types in the adrenal cortex.
Функция
Холестерин сыртқы митохондриялық мембранадан ішкі мембранаға көшірілуі керек, онда цитохром P450scc ферменті (CYP11A1) холестериннің қосалқы тізбесін ажыратады, бұл барлық стероид синтезіндегі алғашқы ферменттік қадам. Липофилді холестерин осы екі мембрана арасындағы сулы фазадан өте алмайды, егер бұл процеске белгілі бір белоктар көмектеспесе. Бұл ауысуды жеңілдету үшін бірнеше ақуыздар ұсынылды, соның ішінде: стероль тасымалдаушы ақуыз 2 (SCP2), стероидтік активатор полипептиді (SAP), перифериялық бензодиазепин рецепторы (PBR немесе транслокатор ақуыз, TSPO) және StAR. Бұл процеске негізінен STAR-тың ықпалы тиетіндігі белгілі болды. StAR холестериннің қозғалысына себепші болатын механизм әлі де түсініксіз, өйткені ол митохондрияның сыртынан әрекет етеді және митохондрияға кіруі оның қызметін тоқтатады. Әр түрлі болжамдар айтылған. Кейбірінде StAR көлігі сияқты холестеринді тасымалдауға қатысады. StAR холестериннің өзіне байлануы мүмкін, бірақ холестерин молекулаларының саны өте көп, сондықтан ол холестеринді тасымалдау орнына холестерин арнасы ретінде әрекет етуі керек. Басқа бір түсінік бойынша, ол холестериннің сыртқы мембранадан ішкі мембранаға шығарылуына себеп болады (холестериннің сіңуі). StAR сонымен қатар сыртқы және ішкі митохондриялық мембраналар арасындағы холестерин ағынын қамтамасыз ететін байланыс нүктелерінің пайда болуын қамтамасыз етуі мүмкін. Тағы бір зерттеу бойынша, StAR PBR-мен бірлесіп әрекет етеді, бұл митохондриядан Cl-тің қозғалысына себеп болып, байланыс орнының пайда болуына ықпал етеді. Алайда, StAR мен PBR арасындағы өзара әрекеттесудің дәлелі әлі де жоқ.
Cholesterol needs to be transferred from the outer mitochondrial membrane to the inner membrane where cytochrome P450scc enzyme (CYP11A1) cleaves the cholesterol side chain, which is the first enzymatic step in all steroid synthesis. The aqueous phase between these two membranes cannot be crossed by the lipophilic cholesterol, unless certain proteins assist in this process. A number of proteins have historically been proposed to facilitate this transfer including: sterol carrier protein 2 (SCP2), steroidogenic activator polypeptide (SAP), peripheral benzodiazepine receptor (PBR or translocator protein, TSPO), and StAR. It is now clear that this process is primarily mediated by the action of StAR. The mechanism by which StAR causes cholesterol movement remains unclear as it appears to act from the outside of the mitochondria and its entry into the mitochondria ends its function. Various hypotheses have been advanced. Some involve StAR transferring cholesterol itself like a shuttle. While StAR may bind cholesterol itself, the exorbitant number of cholesterol molecules that the protein transfers would indicate that it would have to act as a cholesterol channel instead of a shuttle. Another notion is that it causes cholesterol to be kicked out of the outer membrane to the inner (cholesterol desorption). StAR may also promote the formation of contact sites between the outer and inner mitochondrial membranes to allow cholesterol influx. Another suggests that StAR acts in conjunction with PBR, causing the movement of Cl− out of the mitochondria to facilitate contact site formation. However, evidence for an interaction between StAR and PBR remains elusive.
Құрылымы
Адамда StAR гені 8p11. 23 хромосомасында орналасқан және белок 285 амин қышқылынан тұрады. Митохондрияға бағытталған STAR сигналының тізбектілігі митохондрияға импортпен екі қадаммен кесіледі. 195 позицияда сериннің фосфорилирленуі оның белсенділігін арттырады. Холестериннің көшірілуін ынталандыру үшін маңызды StAR домені - StAR- мен байланысты көшіру домені (START домені). STAR - бұл START доменді ақуыздар отбасының прототиптік мүшесі және сондықтан STARD1 деп те аталады. START доменінің StAR-да жеке холестерин молекулаларын P450scc-ке жеткізу үшін байлайтын қалта қалыптастыратыны болжануда. StAR-ға ең жақын гомолог MLN64 (STARD3) болып табылады. Олар бірігіп START доменді құрайтын StarD1/ D3 суботбасысын құрайды.
In humans, the gene for StAR is located on chromosome 8p11.23 and the protein has 285 amino acids. The signal sequence of StAR that targets it to the mitochondria is clipped off in two steps with import into the mitochondria. Phosphorylation at the serine at position 195 increases its activity. The domain of StAR important for promoting cholesterol transfer is the StAR related transfer domain (START domain). StAR is the prototypic member of the START domain family of proteins and is thus also known as STARD1 for "START domain containing protein 1". It is hypothesized that the START domain forms a pocket in StAR that binds single cholesterol molecules for delivery to P450scc. The closest homolog to StAR is MLN64 (STARD3). Together they comprise the StarD1/D3 subfamily of START domain containing proteins.
Патология
StAR геніндегі мутациялар липоидті туа біткен бүйрек үсті қабығының гиперплазиясын (липоидті CAH) тудырады, бұл жағдайда пациенттер стероидты аз өндіреді және туылғаннан кейін көп ұзамай өлуі мүмкін. Барлық белгілі мутациялар STAR-ның функциясын оның START-орынды өзгерте отырып бұзады. StAR мутациясы кезінде фенотип туғанға дейін пайда болмайды, өйткені адам плацентасының стероидтану процессі StAR- дан тәуелсіз. Ұяшықтық деңгейде StAR- ның болмауы жасушалар ішіндегі липидтердің патологиялық жинақталуына әкеледі, бұл, мысық үлгісінде көрсетілгендей, әсіресе бүйрек үсті қабығында байқалады. Емшектер төмен түспейді және стероидтік Лейдиг жасушалары кішігірім әсер етеді. Өмірдің ерте кезеңінде жұмыртқалық без сақталады, өйткені ол еркелету кезеңінде ғана STAR-ды шығарады. Жасөспірімдік кезеңнен кейін липидтердің жинақталуы және жұмыртқалық жетіспеушіліктің белгілері байқалады.
Mutations in the gene for StAR cause lipoid congenital adrenal hyperplasia (lipoid CAH), in which patients produce little steroid and can die shortly after birth. All known mutations disrupt StAR function by altering its START domain. In the case of StAR mutation, the phenotype does not present until birth since human placental steroidogenesis is independent of StAR. At the cellular level, the lack of StAR results in a pathologic accumulation of lipid within cells, especially noticeable in the adrenal cortex as seen in the mouse model. The testes are undescended and the resident steroidogenic Leydig cells are modestly affected. Early in life, the ovary is spared as it does not express StAR until puberty. After puberty, lipid accumulations and hallmarks of ovarian failure are noted.
StAR- тәуелсіз стероидтану
Адам мен тышқанда функционалдық StAR- дың жоғалуы стероид өндірісін апатты түрде азайтады, бірақ оның бәрін жоймайды, бұл стероид өндірісі үшін StAR- дан тәуелсіз жолдардың бар екендігін көрсетеді. Адам плацентасынан басқа, бұл жолдар эндокринді өндіріс үшін кішігірім болып саналады. StAR- тың тәуелсіз стероидтануын қандай факторлар катализациялайтыны белгісіз. Кандидаттарға стероидке еркін айналатын оксистеролдар және барлық жерде кездесетін MLN64 жатады.
While loss of functional StAR in the human and the mouse catastrophically reduces steroid production, it does not eliminate all of it, indicating the existence of StAR independent pathways for steroid generation. Aside from the human placenta, these pathways are considered minor for endocrine production. It is unclear what factors catalyze StAR independent steroidogenesis. Candidates include oxysterols which can be freely converted to steroid and the ubiquitous MLN64.
Жаңа рөлдер
Соңғы зерттеулер STAR холестеринді екінші митохондриялық ферментке, стерол 27 гидроксилазаға жеткізе алатынын көрсетеді. Бұл фермент холестеринді 27 гидроксихолестеринге айналдырады. Осылайша ол бауырдың өт қышқылдарын өндіру жолының бірінші сатысында маңызды болуы мүмкін (балама жол). Сонымен қатар, StAR иммундық клеткалардың бір түрінде - макрофагтарда 27 гидроксихолестеролдың өндірісін ынталандыра алатыны дәлелденген. Бұл жағдайда гидроксихолестеролдың өзі жүрек- қан тамырлары ауруларымен байланысты қабыну факторларының пайда болуына қарсы әсер етуі мүмкін. Айта кету керек, әлі күнге дейін ешқандай зерттеуде StAR жоғалуы мен өт қышқылының өндірісіндегі проблемалар немесе жүрек- қан тамырлары ауруларының қаупі жоғарылағаны арасында байланыс жоқ. Жақында миокард инфарктының салдарынан пайда болған ишемиялық зақымдануға жауап ретінде жүрек фибробластарында StAR экспрессиясы анықталды. Бұл жасушаларда оның стероидты белсенділігі жоқ, бұл цитохром P450 жақтау тізбегі (CYP11A1) және 3 бета гидроксистероид дегидрогеназасының (3βHSD) жетіспеуінен көрінеді. StAR фибробластарға антиапоптоздық әсерін тигізеді, бұл олардың инфаркттің бастапқы стрессінен аман қалуына, инфаркт орнындағы тіндерді қалпына келтіруде әр түрлі және жұмыс істеуге мүмкіндік береді.
Recent findings suggest that StAR may also traffic cholesterol to a second mitochondrial enzyme, sterol 27 hydroxylase. This enzyme converts cholesterol to 27 hydroxycholesterol. In this way it may be important for the first step in one of the two pathways for the production of bile acids by the liver (the alternative pathway). Evidence also shows that the presence of StAR in a type of immune cell, the macrophage, where it can stimulate the production of 27 hydroxycholesterol. In this case, 27 hydroxycholesterol may by itself be helpful against the production of inflammatory factors associated with cardiovascular disease. It is important to note that no study has yet found a link between the loss of StAR and problems in bile acid production or increased risk for cardiovascular disease. Recently StAR was found to be expressed in cardiac fibroblasts in response to ischemic injury due to myocardial infarction. In these cells it has no apparent de novo steroidogenic activity, as evidenced by the lack of the key steroidogenic enzymes cytochrome P450 side chain cleavage (CYP11A1) and 3 beta hydroxysteroid dehydrogenase (3βHSD). StAR was found to have an anti apoptotic effect on the fibroblasts, which may allow them to survive the initial stress of the infarct, differentiate and function in tissue repair at the infarction site.
Тарих
StAR ақуызын алғаш рет 1994 жылы Техас Техникалық Университетінің Денсаулық ғылымдары орталығында Дуглас Стокко анықтады, сипаттады және атады. Бұл белоктың липоидтық КАГ-дағы рөлі келесі жылы Калифорния университеті, Сан-Францискодағы Уолтер Миллермен бірлесіп расталды. Бұл жұмыстың барлығы осы белоктың пайда болуын және оның фосфорильденген түрін, Туфтс университетінде болған кезінде Нэнет Орме Джонсонның стероид өндірісін тудыратын факторлармен сәйкес келетін алғашқы байқауларды қамтиды.
The StAR protein was first identified, characterized and named by Douglas Stocco at Texas Tech University Health Sciences Center in 1994. The role of this protein in lipoid CAH was confirmed the following year in collaboration with Walter Miller at the University of California, San Francisco. All of this work follows the initial observations of the appearance of this protein and its phosphorylated form coincident with factors that caused steroid production by Nanette Orme Johnson while at Tufts University.