Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Homo sapiens түріндегі белоктарды кодтайтын ген Везикулярлы моноамин тасымалдаушы 1 (VMAT1) Хромафин түйіршік амин тасымалдаушы (CGAT) немесе еріген тасымалдаушы отбасының 18 мүшесі 1 (SLC18A1) деп те аталады. Бұл адамда SLC18A1 генінің кодтауымен кодталған белок. VMAT1 - бұл интегралды мембраналық ақуыз, ол синаптылық көпіршіктерге еніп, цитозол мен синаптылық көпіршіктер арасында норэпинефрин, эпинефрин, дофамин және серотонин сияқты моноаминдарды тасымалдауға қызмет етеді. SLC18A1 - бұл везикулярлы моноамин тасымалдаушының изоформасы.
Protein coding gene in the species Homo sapiens
Vesicular monoamine transporter 1 (VMAT1) also known as chromaffin granule amine transporter (CGAT) or solute carrier family 18 member 1 (SLC18A1) is a protein that in humans is encoded by the SLC18A1 gene. VMAT1 is an integral membrane protein, which is embedded in synaptic vesicles and serves to transfer monoamines, such as norepinephrine, epinephrine, dopamine, and serotonin, between the cytosol and synaptic vesicles. SLC18A1 is an isoform of the vesicular monoamine transporter.
Ашылу
Моноаминдар мен ацетилхолиннің мехурларға сіңірілуімен байланысты арнайы тасымалдау ақуыздары болуы керек деген идея моноаминнің нейротрансмиссиясына кедергі келтіретін және нейроэндокриндік тіндерде моноаминнің жетіспеушілігіне әкелетін арнайы ингибиторлардың ашылуынан пайда болды. Кейіннен адам ВМАТ-тары адам кДНҚ кітапханаларын қолдану арқылы сыңарлар ретінде тышқан гомологтарымен клондалды және тасымалдау қасиеттерін тексеру үшін гетерологты жасушалардағы аминдерді қабылдау сынақтары жүргізілді.
The idea that there must be specific transport proteins associated with the uptake of monoamines and acetylcholine into vesicles developed due to the discovery of specific inhibitors which interfered with monoamine neurotransmission and also depleted monoamines in neuroendocrine tissues. Subsequently, human VMATs were cloned using human cDNA libraries with the rat homologs as probes, and heterologous cell amine uptake assays were performed to verify transport properties.
Құрылымы
сүтқоректілер түрлерінің ішінде ВМАТ-тар құрылымы жақсы сақталған; ВМАТ1-тер жалпы реттілік сәйкестігі 80% -дан асады. Алайда, адамдағы ВМАТ1 мен ВМАТ2 арасында тек 60% - ға жуық дәйектілік бар. VMAT1 - қышқылдық гликопротеин, оның көрінетін салмағы 40 кДа. Кристаллографиялық құрылымы әлі толық анықталмаған болса да, ВМАТ1 -де он екі трансмембраналық домен бар екені белгілі. Кит Дулиттл гидрофобтылық шкаласының талдауына сүйенсек, хромафиндік жасушалар катехоламиндерді (норэпинефрин мен эпинефринді) жүйелік айналымға шығару үшін жауапты. Энтерохромафинді жасушалар серотонинді асқазан-ішек жолдарына жинауға жауапты. SIF-тер - допаминмен басқарылатын симпатикалық жүйке жүйесімен байланысты интернейрондар.
Across mammalian species, VMATs have been found to be structurally well conserved; VMAT1s have an overall sequence identity exceeding 80%. However, there exists only a 60% sequence identity between the human VMAT1 and VMAT2. VMAT1 is an acidic glycoprotein with an apparent weight of 40 kDa. Although the crystallographic structure has not yet been fully resolved, VMAT1 is known to have either twelve transmembrane domains (TMDs), based on Kyte Doolittle hydrophobicity scale analysis Chromaffin cells are responsible for releasing the catecholamines (norepinephrine and epinephrine) into systemic circulation. Enterochromaffin cells are responsible for storing serotonin in the gastrointestinal tract. SIFs are interneurons associated with the sympathetic nervous system which are managed by dopamine.
Бәлелшектер
VMAT1 ірі тығыз өзекті көпіршіктерде (LDCV), сондай-ақ кіші синапты көпіршіктерде (SSV) кездеседі. Бұл зерттеулер тышқанның бүйрек үсті безінің жасушаларын (PC12 жасушаларын) зерттеу арқылы анықталды. LDCV-дің өлшемі 70200 нм және олар барлық нейронда (сома, дендриттер және т.б.) бар. SSV-лер әлдеқайда кіші (әдетте шамамен 40 нм) және әдетте пресинаптикалық жарылыста кластерлер ретінде болады.
VMAT1 is found in both large dense core vesicles (LDCVs) as well as in small synaptic vesicles (SSVs). This was discovered via studying rat adrenal medulla cells (PC12 cells). LDCVs are 70 200 nm in size and exist throughout the neuron (soma, dendrites, etc.). SSVs are much smaller (usually about 40 nm) and typically exist as clusters in the presynaptic cleft.
Қозғаушы күш
Моноаминдарды цитозолдан сақтаулы көпіршіктерге белсенді тасымалдау үлкен (> 105) концентрация градиентіне қарсы жұмыс істейді. Екіншілік белсенді тасымалдау - белсенді тасымалдаудың қолданылған түрі, яғни VMAT1 антипорт болып табылады. Бұл тасымалдау ақуыз протон АТФ-азаның туғызатын протон градиенті арқылы жүзеге асады. Моноаминнің ішкі тасымалы моноаминге екі протонның ағысымен қосылады. Бірінші протон VMAT1 конформациясының өзгеруіне әкеледі деп есептеледі, бұл моноамин қосылатын жоғары аффиндік аминді байлау орнын итермелейді. Екінші протон конформацияның екінші өзгеруіне әкеледі, бұл моноаминді көпіршікке тартады және аминдармен байланысу орнының afinitetін қатты төмендетеді. Бірқатар сынақтар X және XI ТМД-ның арасында орналасқан His419 осы конформациялық өзгерістердің біріншісінде басты рөл атқарады және екінші өзгерістер кезінде ТМД XI-де орналасқан Asp431 де солай етеді. Иммуногистохимия (IHC) және ин- ситу гибридтеу (ISH) арқылы олар VMAT1 және VMAT2 бір-біріне жат клетка түрлерінде орналасқанын және инсулиномаларда VMAT2 белсенділігі жоғалып кеткенін, егер эндокриндік жүйеде тек VMAT1 белсенділігі болса, бұл түрдегі қатерлі ісік болуы мүмкін екенін көрсетті.
The active transport of monoamines from the cytosol into storage vesicles operates against a large (>105) concentration gradient. Secondary active transport is the type of active transport used, meaning that VMAT1 is an antiporter. This transport is facilitated via proton gradient generated by the protein proton ATPase. The inward transport of the monoamine is coupled with the efflux of two protons per monoamine. The first proton is thought to cause a change in VMAT1's conformation, which pushes a high affinity amine binding site, to which the monoamine attaches. The second proton then causes a second change in the conformation which pulls the monoamine into the vesicle and greatly reduces the affinity of the binding site for amines. A series of tests suggest that His419, located between TMDs X and XI, plays the key role in the first of these conformational changes, and that Asp431, located on TMD XI, does likewise during the second change. Through immunohistochemistry (IHC) and in situ hybridization (ISH), they found VMAT1 and VMAT2 were located in mutually exclusive cell types, and that in insulinomas VMAT2 activity disappeared, suggesting that if only VMAT1 activity is present in the endocrine system, this type of cancer is likely.
Ас қорыту жүйесі
VMAT1 сонымен қатар G жасушаларындағы гастринді өңдеуді модуляциялауға әсер етеді. Бұл ішек эндокриндік жасушалары амин прекурсорларын өңдейді, ал VMAT1 оларды сақтау үшін көпіршіктерге тартады. Бұл жасушалардағы ВМАТ1 белсенділігі гастринді өңдеуге тежегіш әсер етеді. Бұл ішектегі кейбір қосылыстар G- клеткаларына қабылдануы мүмкін және ВМАТ1 функцияларын күшейтеді немесе тежеуі мүмкін, бұл гастринді өңдеуге әсер етеді (G34- ден G17- ге түрленуі). Сонымен қатар, ВМАТ1 серотониннің ішектегі сіңірілуі мен бөлінуі үшін де маңызды рөл атқарады. Ішектегі энтерохромафинді жасушалар белгілі бір механизмдік сезімталдаушыларды белсендіре бастағанда серотонинді бөліп шығарады. Серотониннің ішектегі нормасы өте маңызды, өйткені ол тамаққа деген құмарлықты реттейді және ішектің жиырылуын бақылайды.
VMAT1 also has effects on the modulation of gastrin processing in G cells. These intestinal endocrine cells process amine precursors, and VMAT1 pulls them into vesicles for storage. The activity of VMAT1 in these cells has a seemingly inhibitory effect on the processing of gastrin. Essentially, this means that certain compounds in the gut can be taken into these G cells and either amplify or inhibit the function of VMAT1, which will impact gastrin processing (conversion from G34 to G17). Additionally, VMAT1 is known to play a role in the uptake and secretion of serotonin in the gut. Enterochromaffin cells in the intestines will secrete serotonin in response to the activation of certain mechanosensors. The regulation of serotonin in the gut is critically important, as it modulates appetite and controls intestinal contraction.
Гипотермиядан қорғау
VMAT1 клеткаларда болуы оларды гипотермиямен байланысты салқындату мен қайта жылытудың зиянды әсерінен қорғайды. Аорталық және бүйрек жасушалары мен тіндерінде тәжірибелер жүргізілді. VMAT1 және TPH1 көмегімен серотонин жинақталуы суық температураға ұшыраған кезде серотониннің кейіннен босатылуына мүмкіндік беретіндігі дәлелденді. Бұл цистатионин бета синтезасының (CBS) көмегімен H2S өндірісіне мүмкіндік береді. Гипотермиядан болатын зақымданудан қорғау реактивті оттегі түрлерінің (РОС) генерациясының төмендеуіне байланысты, олар H2S- тің болуынан апоптозды тудырады.
Presence of VMAT1 in cells has been shown to protect them from the damaging effects of cooling and rewarming associated with hypothermia. Experiments were carried out on aortic and kidney cells and tissues. Evidence was found that an accumulation of serotonin using VMAT1 and TPH1 allowed for the subsequent release of serotonin when exposed to cold temperatures. This allows cystathionine beta synthase (CBS) mediated generation of H2S. The protection against the damage caused by hypothermia is due to a reduction in the generation of reactive oxygen species (ROS), which can induce apoptosis, due to the presence of H2S.
Психикалық аурулар
VMAT1 (SLC18A1) 8p21 хромосомасында орналасқан ортақ биполярлық бұзылу ((BPD) / шизофрениялық локусқа карталайды. VMAT1 генінің өзгеруіне байланысты моноаминді нейротрансмиттерлер тасымалдауының бұзылуы осы психикалық бұзылыстардың этиологиясына қатысы болуы мүмкін деп ойланады. Бір зерттеуде еуропалық ұрпақтардың генотиптері мен биполярлы топтың генотиптері қаралды. Зерттеу ВМАТ1 генінің мидағы белдік және мРНК деңгейінде экспрессиясын растады және екі топтың арасында елеулі айырмашылықты тапты, бұл, кем дегенде, еуропалық ұрпақты адамдар үшін ВМАТ1 генінің өзгеруі сезімталдыққа әкелуі мүмкін екенін көрсетеді. Бұл зерттеулер ең көп таралған психикалық бұзылулардың себептеріне қатысты үмітті түсінік берсе де, толық түсіну үшін қосымша зерттеулер қажет екені анық.
VMAT1 (SLC18A1) maps to a shared bipolar disorder(BPD)/schizophrenia locus, which is located on chromosome 8p21. It is thought that disruption in transport of monoamine neurotransmitters due to variation in the VMAT1 gene may be relevant to the etiology of these mental disorders. One study looked at a population of European descent, examining the genotypes of a bipolar group and a control group. The study confirmed expression of VMAT1 in the brain at a protein and mRNA level, and found a significant difference between the two groups, suggesting that, at least for people of European descent, variation in the VMAT1 gene may confer susceptibility. While these studies provide some promising insight into the cause of some of the most prevalent mental disorders, it is clear that additional research will be necessary in order to gain a full understanding.