Кіріспе
Адамда кездесетін сүтқоректілер ақуызы Бета-катенин 1, β-катенин (бета-катенин) деп те аталады, ол адамда CTNNB1 генінің кодымен кодталатын ақуыз. β Катинин - қос функциялы ақуыз, ол жасушалар мен гендердің транскрипциясын реттеу мен үйлестіруге қатысады. Адамда CTNNB1 белогы CTNNB1 генінің кодымен кодталады. Дрозофилада гомологты ақуыз армадилло деп аталады. β катенин - кадерин ақуыз кешенінің кіші бірлігі және Wnt сигналды жолдағы жасушалық сигнал түрлендіргіш ретінде әрекет етеді. Ол катенин ақуыздар отбасының мүшесі және плакеглобин деп те аталатын γ катенинге гомолог. β Катенин көптеген тіндерде кеңінен экспрессияланады. Жүрек бұлшықетінде β-катенин көршілес кардиомиоциттер арасындағы электрлік және механикалық жұптасу үшін маңызды болып табылатын интеркаляцияланған диск құрылымдарында бета-катениннің жалғасуына орналасады. β- катениннің мутациясы мен артық экспрессиялары көптеген қатерлі ісіктермен, соның ішінде гепатоцеллюлярлық карцинома, колоректальды карцинома, өкпе қатерлі ісігі, қатерлі ісік, аналық без және эндометрий қатерлі ісігімен байланысты. β- катениннің орналасуы мен экспрессия деңгейінің өзгеруі жүрек ауруының әртүрлі түрлеріне, соның ішінде дилатациялық кардиомиопатияға байланысты. β Катенинді бета- катениннің бүліну кешені реттейді және жояды, әсіресе APC генімен кодталған аденоматты полипоз coli (APC) ақуызы. Сондықтан, APC генінің генетикалық мутациясы қатерлі ісіктерге, әсіресе туыстық аденоматты полипоздан (FAP) туындайтын колоректальды қатерлі ісіктерге байланысты.
Catenin beta 1, also known as β catenin (beta catenin), is a protein that in humans is encoded by the CTNNB1 gene. β Catenin is a dual function protein, involved in regulation and coordination of cell–cell adhesion and gene transcription. In humans, the CTNNB1 protein is encoded by the CTNNB1 gene. In Drosophila, the homologous protein is called armadillo. β catenin is a subunit of the cadherin protein complex and acts as an intracellular signal transducer in the Wnt signaling pathway. It is a member of the catenin protein family and homologous to γ catenin, also known as plakoglobin. β Catenin is widely expressed in many tissues. In cardiac muscle, β catenin localizes to adherens junctions in intercalated disc structures, which are critical for electrical and mechanical coupling between adjacent cardiomyocytes. Mutations and overexpression of β catenin are associated with many cancers, including hepatocellular carcinoma, colorectal carcinoma, lung cancer, malignant breast tumors, ovarian and endometrial cancer. Alterations in the localization and expression levels of β catenin have been associated with various forms of heart disease, including dilated cardiomyopathy. β Catenin is regulated and destroyed by the beta catenin destruction complex, and in particular by the adenomatous polyposis coli (APC) protein, encoded by the tumour suppressing APC gene. Therefore, genetic mutation of the APC gene is also strongly linked to cancers, and in particular colorectal cancer resulting from familial adenomatous polyposis (FAP).
Ашылу
β-катенин алғаш рет 1990 жылдардың басында сүтқоректілердің клеткалық адгезия кешенінің құрамдас бөлігі ретінде ашылды: кадериндердің цитоплазмалық бекітпесіне жауапты белок. Бірақ көп ұзамай, бұл Drosophila ақуыздық армадиллоның Wingless / Wnt морфогендік әсерлерін араласқанда сүтқоректі β-катенинге тек құрылымы бойынша ғана емес, сонымен қатар қызметі бойынша да гомолог екендігі анықталды. Осылайша β-катенин айдың жарығын түсірудің алғашқы мысалдарының бірі болды: бірден артық радикалды түрде әртүрлі жасушалық функцияларды орындайтын ақуыз.
Белоктың құрылымы
β-катениннің өзегі бірнеше өте ерекше қайталанулардан тұрады, олардың әрқайсысының ұзындығы шамамен 40 амин қышқылынан тұрады. Армадилло қайталануы деп аталады, бұл элементтердің барлығы бір-бірімен қатайған ақуыз доменін құрайды, созылып тұрған пішіні бар деп аталады армадилло (ARM) домен. Орташа армадиллоның қайталануы үш альфа-перекселіден тұрады. β катениннің бірінші қайталануы (N ұзындығы жанында) басқалардан сәл өзгеше, өйткені ол 1 және 2 спиральдардың бірігуінен пайда болған, иілген спиральді иілген спиральге ие. Жеке қайталанулардың күрделі пішініне байланысты бүкіл ARM домені тура таған емес: ол кішкене қисықтықты иеленеді, сондықтан сыртқы (қосқыр) және ішкі (қоқыр) беті қалыптасады. Бұл ішкі бет ARM домендерінің әртүрлі өзара әрекеттесу серіктестері үшін лигандты байлау орны ретінде қызмет етеді. ARM доменінің N терминалы мен алыс C терминалы сегменттері өздері ерітіндіде ешқандай құрылымды қабылдамайды. Алайда, бұл ішкі тәртіпсіз аймақтар β-катениннің қызметінде маңызды рөл атқарады. N терминалды бұзылған аймақта TrCP1 (осылай- ақ β TrCP) E3 убиквитин лигазасының байлануына жауапты қысқа сызықтық мотив бар, бірақ ол фосфорилирленген кезде ғана. Осылайша β-катениннің ыдырауын осы N-терминал сегменті арқылы жүзеге асырылады. С терминалды аймағы, екінші жағынан, ДНК-ға қосылғанда күшті трансактиватор болып табылады. Бұл сегмент толық ретсіз емес: C терминалды кеңейтудің бір бөлігі ARM доменіне қарсы тұрақтанған тұрақты спиральді құрайды, бірақ сонымен қатар жеке байланысты серіктестерді тартуы мүмкін. Бұл шағын құрылымдық элемент (HelixC) ARM доменінің C терминалды шетін қоршап, оның гидрофобтық қалдықтарын қорғайды. β- катениннің клеткалар арасындағы адгезияда жұмыс істеуі үшін HelixC қажет емес. Екінші жағынан, Wnt сигнализациясы үшін қажет: мүмкін, әр түрлі коактиваторларды, мысалы, 14 3 3zeta. Алайда жалпы транскрипция кешендерінің арасындағы оның нақты серіктестері әлі толық түсінілмеген және олар тіндік ерекшеліктерді қамтиды. Белгілі бір жағынан, β- катениннің C- терминал сегменті LEF1 транскрипция факторының ДНҚ- мен байланысу доменіне жасанды түрде қосылған жағдайда, бүкіл Wnt жолдың әсерін еліктей алады. Плакоглобин ( γ катенин деп те аталады) β катенинге өте ұқсас құрылымға ие. Олардың ARM домендері архитектурасы мен лигандты байлау қабілеті жағынан бір-біріне ұқсайды, сонымен қатар N терминалды β TrCP байлау мотиві плакеглобинде сақталады, бұл жалпы ата-бабаны және β катенинмен ортақ реттеуді білдіреді. Алайда, плаглобин ДНК- мен байланысқан кезде өте әлсіз трансактиватор болып табылады, бұл олардың C терминалды тізбектерінің әртүрлілігіне байланысты болуы мүмкін (плаглобинде трансактиватор мотивтері жоқ сияқты, сондықтан Wnt жолды мақсатты гендерді белсендірудің орнына тежейді).
Армадиллоның өрісіне байланысты серіктестер
Жоғарыда суреттелгендей, β-катениннің ARM домені белгілі бір сызықтық мотивтерді байлайтын платформа ретінде әрекет етеді. Құрылымы жағынан әртүрлі серіктестерде орналасқан β-катенинді байлау мотивтері әдетте өздері бұзылады және әдетте қысқа сызықтық мотивтерде көрініп тұрғандай ARM доменінің қосылуы кезінде қатаң құрылымды қабылдайды. Алайда β-катениннің өзара әрекеттесуші мотивтері де бірқатар ерекше сипаттамаларға ие. Біріншіден, олар ұзындығы 30 амин қышқылының ұзындығына жетуі немесе одан да асып кетуі мүмкін және өте үлкен бет ауданында ARM доменін қозғайды. Бұл мотивтердің тағы бір ерекшелігі - олардың жиі жоғары фосфорилирлену дәрежесі. Мұндай Ser/Thr фосфорилирлеу оқиғалары көптеген β-катенинді байланыстыру мотивтерінің ARM доменіне байлануын айтарлықтай күшейтеді. ТКФ транскрипциялық трансактивация серіктесінің катенинді байлау доменімен кешендегі β- катениннің құрылымы, β- катениннің қанша байлау серіктесі өзара әрекеттесуін құрай алатынын көрсететін бастапқы құрылымдық жол картасын ұсынды. Бұл құрылым ТКФ-ның бұзылған N-орынының қатты конформация болып көрінгенін қалай бейімделгенін көрсетті, байлау мотиві көптеген бета-катенинді қайталауды қамтиды. Қалыптастырмалы түрде күшті зарядталған өзара әрекеттесу " ыстық нүктелері " анықталды (бұл β- катенин / Е- кадерин өзара әрекеттесуі үшін сақталады деп болжалды және кейін расталды), сондай- ақ жалпы байланысу тәсіліне маңызды деп саналатын гидрофобтық аймақтар және кейбір қатерлі ісік түрлеріне қарсы ықтимал терапиялық шағын молекулалы ингибиторлар нысаналары ретінде анықталды. Сонымен қатар, келесі зерттеулер тағы бір ерекше сипаттама, TCF N аяғының бета-катенинге байлануындағы пластикалық қасиетті көрсетті. Сол сияқты, біз таныс E кадеринді табамыз, оның цитоплазмалық құйрығы ARM доменін дәл осындай каноникалық түрде байланыстырады. Аксенді скелеттік белок (екi бiр-бiрiмен тығыз байланысты паралогтар, аксин 1 және аксин 2) оның ұзақ, ретсіз ортаңғы сегментiнде ұқсас өзара әсерлесу мотивiн қамтиды. Аксиннің бір молекуласында бір ғана β-катенинді қабылдау мотиві болса да, оның серіктесі аденоматты полипоз coli (APC) ақуызында әр протомерге тандемде орналастырылған 11 осындай мотив бар, сондықтан бірнеше β-катенин молекулаларымен бір мезгілде әрекеттесе алады. ARM доменінің бетінде әдетте бір мезгілде бір ғана пептид мотивін орналастыруға болатындықтан, бұл ақуыздардың барлығы β-катенин молекулаларының бірдей жасушалық бассейнін алуға бәсекелеседі. Бұл бәсеке Wnt сигналды жолдың қалай жұмыс істейтінін түсінудің кілті болып табылады. Алайда, β- катениннің ARM доменіндегі бұл "негізгі" байлау орны жалғыз емес. ARM доменінің алғашқы спиральдері қосымша, арнайы белок-белок өзара әрекеттесу қалтасын құрайды: Бұл коактиватор BCL9 (немесе тығыз байланысты BCL9L) Wnt сигналдауына қатысатын маңызды белоктан табылған спиральді сызықтық мотивті қабылдай алады. Нақты мәліметтер айқын болмаса да, альфа-катенин β-катениннің адгеренс түйіспелеріне орналасуы кезінде бірдей орынды пайдаланатыны көрінеді. Бұл қалта ARM доменінің "негізгі" байланысу орнынан ерекшеленетіндіктен, альфа- катенин мен E кадериннің арасында немесе тиісінше TCF1 мен BCL9 арасында бәсекелестік жоқ. Екінші жағынан, BCL9 және BCL9L β-катенин молекулаларына қол жеткізу үшін α-катенинмен бәсекелесуі керек.
Фосфорилирлеу арқылы ыдырауды реттеу
β- катениннің жасушалық деңгейі негізінен оның барлық жердегі қысылуы және протеосомалық ыдырауымен бақыланады. E3 убиквитин лигазасы TrCP1 (осылай-ақ β TrCP деп аталады) β катенинді оның субстраты ретінде ретсіз N ұшындағы қысқа сызықтық мотив арқылы тани алады. Алайда β-катениннің бұл мотиві (Asp Ser Gly Ile His Ser) β TrCP-ге байлану үшін екі серинде фосфорилирленуі керек. Мотивті фосфорилдеуді ГСК3α және ГСК3β (Гликоген синтезасы кинезасы 3 альфа және бета) жүзеге асырады. GSK3 - бірнеше маңызды реттеу процестеріне қатысы бар белсенді ферменттер. Алайда бір талап бар: GSK3 субстраттары нақты мақсатты орыннан төменгі төрт аминқышқылды (C терминалды) алдын ала фосфорилендірілуі керек. Осылайша, ол өз қызметі үшін "приминг-киназа" қажет етеді. β-катенин жағдайында ең маңызды примингіш киназа - казеинкиназа I (CKI). Серин-треонинге бай субстрат "жасалғаннан кейін", GSK3 оның үстінен C терминалынан N терминалына қарай "жүре алады", әр 4- серин немесе треонин қалдықтарын қатарынан фосфорилирлейді. Бұл процесс жоғарыда аталған β TrCP тану мотивінің қос фосфорилирленуіне әкеледі.
Бета-катениннің жойылу кешені
GSK3 субстратқа жоғары тиімді кинеза болу үшін префосфорилирлеу жеткіліксіз. Қосымша бір талап бар: митогенді белсендірілген белок киназаларына (MAPK) ұқсас, субстраттар осы ферментпен жоғары аффинділік докингтік мотивтер арқылы байланысуы керек. β Катининде мұндай мотивтер жоқ, бірақ арнайы белок бар: аксин. Оның үстіне, оның GSK3 тежелу мотиві β-катенинді байлау мотивімен тікелей іргелес. APC аксиннің бірнеше молекулаларымен бір уақытта әрекеттесе алады, өйткені оның аксинде кездесетін RGS домендерін байлау үшін үш SAMP мотиві (Ser Ala Met Pro) бар. Сонымен қатар, аксин өзінің C терминалы DIX домені арқылы олигомеризациялану мүмкіндігіне ие. Нәтижесінде β-катенинді фосфорилирлеуге арналған үлкен, мультимерик ақуыз құрамасы пайда болады. Бұл кешенді әдетте бета-катениннің жойылу кешені деп атайды, бірақ ол бета-катениннің ыдырауына жауапты протеозомалық механизмнен ерекшеленеді. Ол тек β-катенин молекулаларын кейіннен жою үшін белгілейді.
Wnt сигнализациясы және жоюды реттеу
Тынығушы жасушаларда аксин молекулалары екі байланыстыру интерфейсіне ие C-терминалдық DIX домендері арқылы бір-бірімен олигомерленіп отырады. Осылайша олар жасушалардың цитоплазмасында сызықтық олигомерлер немесе тіпті полимерлер құра алады. DIX домендері бірегей: DIX доменіне ие басқа ақуыздар Dishevelled және DIXDC1. (Дрозофиланың бір ғана Dsh ақуызы сүтқоректілерде үш параллогылық генге сәйкес келеді, олар Dvl1, Dvl2 және Dvl3). Dsh өзінің PDZ және DEP домендерімен Frizzled рецепторларының цитоплазмалық аймақтарына қосылады. Wnt молекуласы Frizzled-ке байланғанда, ол аз белгілі оқиғалар каскадын тудырады, нәтижесінде dishevelled-тің DIX доменінің ашылуы және аксин үшін керемет байлау орны құрылады. Содан кейін аксин өзінің олигомерлік құрамаларынан β-катениннің жойылу кешенінен Dsh арқылы алыстатылады. Рецептор кешеніне байланғаннан кейін аксин β- катенинді байлау және GSK3 белсенділігіне қабілетсіз болады. Frizzled- ге байланысты LRP5 және LRP6 белоктарының цитоплазмалық сегменттерінде GSK3 псевдосубстраттар тізбектері (Pro Pro Ser Pro x Ser) бар, олар CKI- нің көмегімен дұрыс " дайындалған " (фосфорилендірілген), бұл GSK3 шынайы субстраттары сияқты. Бұл жалған мақсатты сайттар GSK3 белсенділігін бәсекелестік тұрғыдан қатты тежейді. Осылайша рецептормен байланысқан аксин β- катениннің фосфорилдануын жояды. β-катенин бұдан былай жойылу үшін белгіленбейді, бірақ өндірілуін жалғастырады, сондықтан оның концентрациясы артады. β-катениннің деңгейі цитоплазмадағы барлық байлау орындарын қанықтыратын деңгейге жеткенде, ол ядроға да ауысады. Транскрипция факторлары LEF1, TCF1, TCF2 немесе TCF3 қосылған кезде β катенин оларды бұрынғы серіктестерін: Groucho ақуыздарын ажыратуға мәжбүрлейді. Граучодан айырмашылығы, транскрипциялық репрессорларды (мысалы, гистонлизин метилтрансферазаларын) пайдалайтын β- катенин транскрипциялық активаторларды байлап, мақсатты гендерді іске қосады.
Жасушалардың клеткалық жабысудағы рөлі
Жасушалар жасушалардың жабысу кешендері жануарлардың күрделі тіндерінің пайда болуы үшін өте маңызды. β-катенин - адгерендер түйіндерін құрайтын белок кешенінің бөлігі. Бұл жасуша-жасуша жабысу кешендері эпителий жасушалары қабаттары мен кедергілерін құру және сақтау үшін қажет. Комплекстің құрамдас бөлігі ретінде β- катенин жасушалардың өсуін және жасушалар арасындағы жабысуды реттей алады. Сонымен қатар, ол эпителийлік жайма толық болғаннан кейін жасушалардың бөлінуін тоқтататын байланыс тежегіш сигналын беру үшін жауапты болуы мүмкін. Е кадерин β катенин α катенин кешені актин талшықтарына әлсіз байланысты. Адерендер түйіспелері актин цитоскелетіне қосылу үшін маңызды ақуыздық динамиканы қажет етеді. Адерендер түйіспелерінің маңызды құрамдас бөлігі - кадерин ақуыздары. Кадериндар клеткалар арасындағы түйісулер деп аталатын клеткалық түйісу құрылымдарын және десмосомаларды құрайды. Кадериндер олардың клеткадан тыс кадеринді қайталау домендері арқылы Ca2+ тәуелді түрде гомофильді өзара әрекеттесуге қабілетті; бұл көрші эпителий жасушаларын бірге ұстай алады. Адерендер түйініне кіргенде кадериндер β-катенин молекулаларын өздерінің жасушалық аймақтарына тартады. β-катенин, өз кезегінде, актин талшықтарына тікелей байланатын, өте динамикалық басқа бір ақуызмен, α-катенинмен байланысады. Бұл α катенин мен кадериннің β катенинге бөлек жерлерде байланысуы арқылы мүмкін болады. β-катенин α-катенин кешені кадериндер мен актин цитоскелеті арасында физикалық көпір құра алады. Кадерин-катенин кешенінің ұйымы оның компоненттерінің фосфорилдануы мен эндоцитозы арқылы қосымша реттеледі.
An important component of the adherens junctions are the cadherin proteins. Cadherins form the cell–cell junctional structures known as adherens junctions as well as the desmosomes. Cadherins are capable of homophilic interactions through their extracellular cadherin repeat domains, in a Ca2+ dependent manner; this can hold adjacent epithelial cells together. While in the adherens junction, cadherins recruit β catenin molecules onto their intracellular regions. β catenin, in turn, associates with another highly dynamic protein, α catenin, which directly binds to the actin filaments. This is possible because α catenin and cadherins bind at distinct sites to β catenin. The β catenin – α catenin complex can thus physically form a bridge between cadherins and the actin cytoskeleton. Organization of the cadherin–catenin complex is additionally regulated through phosphorylation and endocytosis of its components.
Дамудағы рөлдері
β Катинин бірнеше даму процестерін басқаруда негізгі рөл атқарады, өйткені ол транскрипция факторларын тікелей байлайды және диффузиялы клеткадан тыс затпен реттеледі: Wnt. Ол ертедегі эмбриондарда бүкіл дене аймақтарын, сондай-ақ дамудың кейінгі кезеңдеріндегі жеке жасушаларды қозғайды. Сонымен қатар физиологиялық регенерациялық процестерді реттейді.
Ертедегі эмбриональды қалып
Wnt сигнализациясы мен β-катенинге тәуелді ген экспрессиясы ертедегі эмбриондағы дене аймақтарының қалыптасуы кезінде маңызды рөл атқарады. Бұл белокты экспрессияламайтын эксперименттік модификацияланған эмбриондар мезодерманы дамыта алмайды және гаструляцияны бастайды. Ертедегі эмбриондардың эндомезодермалық ерекшелігі, сондай-ақ, механотрансдукция процестері арқылы эмбриогенездің алғашқы морфогенетикалық қозғалыстары арқылы β-катенинге тәуелді транскрипциялық белсенділікті белсенділетуді қамтиды. Бұл ерекшелік омыртқалылар мен буынтықтылар мен cnidaria-да ортақ болғандықтан, ол бірінші метазоалардың эндомезодермалық ерекшелігіне қатысуы мүмкін эволюциялық түрде мұрагерлікке ие болды деп болжанды. Бластула мен гаструла кезеңдерінде Wnt, сондай-ақ BMP және FGF жолдары антеро-заңғы осьтің пайда болуын тудырады, бастапқы сызықтың нақты орналасуын (гаструляция және мезодерма түзілуі) және нейруляция процесін (орталық жүйке жүйесінің дамуы) реттейді. Ксенопус ооциттерінде β-катенин жұмыртқаның барлық аймақтарына бірдей орналасады, бірақ ол β-катениннің қирату кешені арқылы барлық жерде орналасуы және ыдырау үшін мақсат қойылады. Жұмыртқаның ұрықтануы сыртқы қабық қабаттарының айналуына әкеледі, бұл Frizzled және Dsh ақуыздарының кластерлерін экваторлық аймаққа жақындатады. β катенин цитоплазманың осы бөлігін мұра еткен жасушаларда Wnt сигналды жолдың әсерінен жергілікті түрде байытылады. Ақырында ол ТКФ3- ті байлау үшін ядроға көшіп, дорсальды жасушалардың сипаттамаларын тудыратын бірнеше гендерді белсендіреді. Бұл сигналдар жасушалардың сұр жарты ай деп аталатын аймағына әкеледі, ол эмбрионалды дамудың классикалық ұйымдастырушысы болып табылады. Егер бұл аймақты эмбриондан хирургиялық жолмен алып тастаса, гаструляция мүлдем болмайды. β Катенин, сонымен қатар, бластопорлық иіскеудің индукциясында маңызды рөл атқарады, бұл өз кезегінде гаструляцияны бастайды. Антисенс мРНК инъекциясы арқылы GSK 3 трансляциясының тежелуі екінші бластопор мен артық дене осі пайда болуына әкелуі мүмкін. β- катениннің шамадан тыс экспрессияларынан да осындай әсер болуы мүмкін.
Ұяшықтардың асимметриялық бөлінуі
β катенин үлгілі организм C. elegans-та асимметриялық клеткалық бөліну арқылы клеткалық тағдырларды реттеуге де қатысы бар. Ксенопус овуциттерінде сияқты, бұл негізінен аналық жасуша цитоплазмасында Dsh, Frizzled, аксин және APC тең бөлінбеуінің нәтижесі.
Стенциалдық жасушаларды жаңарту
Wnt сигналының және β- катениннің жоғары деңгейінің кейбір жасуша түрлерінде ең маңызды нәтижелерінің бірі - плюрипотенттілікті сақтау. Қиындықты жоғарғы жиіліктегі механикалық тітіркендіргіштік штаммдар механотрансдукция процестері арқылы ішек түбір клеткаларының гомеостаздық деңгейін β- катенинге тәуелді ұстауға да қатысады. Бұл ерекшелік туморогендік гиперпролиферацияға қарай патологиялық тұрғыдан күшейтіледі. Басқа жасуша түрлерінде және даму сатыларында β-катенин дифференциацияны, әсіресе мезодермалық жасушалар желісіне қарай, ынталандыруы мүмкін.
Эпителиялық-мезенхималық ауысу
β Катенин эмбриональдық дамудың кейінгі кезеңдерінде морфогендік әсер етеді. β- катениннің TGF β-мен бірге маңызды рөлі - эпителий жасушаларында морфогендік өзгерісті тудырады. Бұл оларды тығыз жабысуды тастап, көбірек қозғалмалы және еркін байланысты мезенхималық фенотипті қабылдауға мәжбүрлейді. Бұл процесте эпителий жасушалары E кадерин, Zonula occludens 1 (ZO1) және цитокератин сияқты белоктарды жоғалтады. Сонымен қатар олар виментиннің, альфа- тегіс бұлшық еттер актининің (ACTA2) және фибробласттар үшін ерекшелендірілген 1- ақуыздың (FSP1) экспрессиясын іске асырады. Олар сонымен қатар I типті коллаген мен фибронектин сияқты клеткадан тыс матрица компоненттерін да өндіреді. Wnt жолдарының ауытқулы белсенділігі фиброз және қатерлі ісік сияқты патологиялық процестерге қатысы бар. Жүрек бұлшықетінің дамуында β- катенин екі фазалы рөл атқарады. Бастапқыда Wnt/β катениннің белсендірілуі мезенхималық жасушаларды жүрек желісіне қосу үшін маңызды; алайда дамудың кейінгі кезеңдерінде β катениннің төмендеуі қажет. β- катениннің кардиомиоциттерде интеркаляцияланған дискілердегі адгерендер түйіспелерінде эмеринмен кешен құрайтыны көрсетілді; бұл өзара әрекеттесу β- катениндегі GSK 3 бета- фосфорилдану орындарының болуына байланысты. Емеринді нокаут ету β- катениннің орналасуын және жалпы интеркаляциялық диск архитектурасын айтарлықтай өзгертті, бұл дилатациялық кардиомиопатияның фенотипіне ұқсайды. Жүрек ауруларының жануарлар үлгілерінде β- катениннің функциялары анықталды. Аорталық стеноздың және сол қарынша гипертрофиясының теңіз шаянының үлгісінде β- катениннің жалпы жасушалық көптігінде өзгеріс болмағанына қарамастан, β- катениннің интеркаляциялық дискілерден цитозолға субжасушалық локализацияны өзгертетіндігі көрсетілді. vinculin- дің өзгеруі ұқсас сипатта болды. N кадериннің өзгеруі байқалмады, β катениннің жоқтығында интеркаляцияланған дискілерде плакеглобиннің компенсациялық жоғарылатуы байқалмады. Кардиомиопатия мен жүрек жетіспеушілігінің хомяк үлгісінде жасушалардың клеткалық жабысуы ретсіз және бейтарапты болды, ал бета- катениннің адерендер түйіні / интеркаляциялық дискінің және ядролық бассейндерінің экспрессия деңгейі төмендеді. Бұл деректер β- катениннің жоғалуы жүрек бұлшықетінің гипертрофиясы мен жүрек жетіспеушілігімен байланысты ауру интеркаляциялық дискілерде рөл атқаратынын көрсетеді. Миокард инфарктының тышқан үлгісінде фосфорилданатын, құрауыш активті β- катениннің аденовирустық генінің трансфері миокардтың мөлшерін азайтты, жасуша циклын белсендірді және кардиомиоциттер мен жүрек миофибробластарындағы апоптоз мөлшерін азайтты. Бұл нәтиже тіршілік етуді қамтамасыз ететін протеиндердің, survivin және Bcl 2 белдеулерінің, сондай- ақ қан тамырларының эндотелиялық өсу факторларының көбеюімен үйлесімді болды, сонымен бірге жүрек фибробластарының миофибробластарға дифференциациясын ынталандырды. Бұл нәтижелер β- катенин миокард инфарктынан кейінгі қалпына келтіру және сауықтыру процесін ынталандыра алатынын көрсетеді. Жүрек жетіспеушілігінің спонтан гипертониялық сезімтал тышқан үлгісінде зерттеушілер β-катениннің интеркаляциялық дисктен / сарколеммадан ядроға ауысуын анықтады, бұл β-катенин экспрессиясының мембраналық ақуыз фракциясында төмендеуімен және ядролық фракцияның артуымен дәлелденді. Сонымен қатар, олар гликоген синтезакиназа 3β және β- катенин арасындағы байланыстың әлсірегенін анықтады, бұл белок тұрақтылығының өзгергенін білдіруі мүмкін. Нәтижелер жалпы алғанда β- катениннің ядролық локализациясының артуы жүрек гипертрофиясының прогрессиясында маңызды болуы мүмкін екендігін көрсетеді. Кардиогипертрофиядағы β- катениннің механистік рөліне қатысты трансгенді тышқан зерттеулері β- катениннің жоғарылатуы пайдалы немесе зиянды екендігіне қатысты біршама қарама-қайшы нәтижелер көрсетті. Шартты нокаут кезінде жүректің кардиомиоциттерінде бета- катениннің толық жетіспейтін немесе оны бөлінбейтін түрін білдіретін тышқанды қолданған жақында жүргізілген зерттеуде бұл айырмашылықтардың ықтимал себебі анықталды. Белгілі бір деңгейде жүрек бұлшықетіндегі β- катениннің субклеткалық локализациясы қатаң бақыланатын көрінеді. β- катенин жетіспейтін тышқандардың сол жақ қарынша миокардында ашық фенотипі болмаған; алайда β- катениннің тұрақтанған түрін қосқан тышқандарда кеңейтілген кардиомиопатия пайда болды, бұл β- катениннің бел...
Депрессиядағы рөлі
Синай тауындағы Икан медицина мектебінде жүргізілген және 2014 жылдың 12 қарашасында Nature журналында жарияланған зерттеуге сәйкес, белгілі бір адамның миы стресспен тиімді күресе алады ма, жоқ па, және осылайша олардың депрессияға бейімделуі әр адамның миындағы β катининге байланысты. Жоғары β-катенин сигналы мінез-құлықтың икемділігін арттырады, ал ақаулы β-катенин сигналы депрессияға және стрессті басқарудың төмендеуіне әкеледі. Белгілі бір зерттеуде, соңғы сатыдағы кеңейтілген кардиомиопатиясы бар науқастарда эстроген рецепторлары альфа (ER альфа) мРНК мен белок деңгейі екі есеге жуық артты, ал бақылаудағы интеркаляциялық дискілерде бар ER альфа / бета- катениннің өзара әрекеттесуі жоғалды, бұл аурусыз адамның жүрегінде, бұл интеркаляциялық дискідегі өзара әрекеттесудің жоғалуы жүрек жетіспеушілігінің прогрессиясында рөл атқара алатынын көрсетеді. BCL9 және PYGO ақуыздарымен бірге β-катенин есту дамуының әртүрлі аспектілерін үйлестіреді, ал тышқан мен зебра балығы сияқты модельді организмдердегі Bcl9 немесе Pygo-дағы мутациялар адамның туа біткен жүрек ауруларына өте ұқсас фенотиптерді тудырады.
Қатерлі ісікке қатысы
β- катенин - протоонкоген. Бұл геннің мутациялары әртүрлі қатерлі ісіктерде жиі кездеседі: бастапқы гепатоклеткалық карциномада, колоректальды қатерлі ісікте, жұмыртқа безінің карциномасында, сүт безінің қатерлі ісігінде, өкпе қатерлі ісігінде және глиобластомада. Барлық қатерлі ісіктердің барлық тін үлгілерінің шамамен 10% -ында CTNNB1 генінің мутациясы бар деп есептелген. Бұл мутациялардың көпшілігі β- катениннің N терминалды сегментінің шағын ауданында топталады: β TrCP байланыстыру мотиві. Бұл мотивтің функциялық мутацияларының жоғалуы β- катениннің барлық жердегі тинилизациясын және деградациясын мүмкін емес етеді. Бұл β- катениннің сыртқы ынталандырусыз ядроға ауысуына себеп болады және мақсатты гендердің транскрипциясын үздіксіз басқарады. Ядролық β- катенин деңгейінің жоғарылауы базальді клеткалы карциномада (БКК), бас және мойын плазмалық клеткалы карциномасында (ГПКК), простата қатерлі ісігінде (КК), пиломатриктомада (ПТР) және медуллобластомада (МДБ) байқалды. Осыған ұқсас мутациялар АПК- ның β- катенинді рекрут етуші мотивтерінде жиі байқалады. АПК функциясының тұқым қуалайтын жоғалуындағы мутациялар туыстық аденоматты полипоз деп аталатын жағдайды тудырады. Ауру жұқтырған адамдарда ірі ішекте жүздеген полип пайда болады. Бұл полиптердің көпшілігі табиғи түрде қатерсіз, бірақ уақыт өте келе олар өлімге әкелетін қатерлі ісікке айналуы мүмкін. Қиын ішектің қатерлі ісігінде АПК- нің соматикалық мутациялары да сирек кездеспейді. β Катенин мен АПК негізгі гендердің бірі (К Ras және SMAD4 сияқты басқалармен бірге) колоректальды қатерлі ісікке қатысы бар. β- катениннің бұған дейін эпителийлік фенотипті зардап шеккен жасушалардың инвазивті, мезенхимаға ұқсас түріне өзгертуге қабілеттілігі метастаздардың пайда болуына үлкен үлес қосады.
Терапиялық мақсат ретінде
Қатерлі ісікке әсер етуіне байланысты β- катенинді ингибициялау маңызды назар аударуды жалғастыруда. Бірақ, армадиллоның аймағындағы байлау орнын анықтау, оның кең және салыстырмалы түрде тегіс жерінің арқасында оңай емес. Алайда, тиімді ингибициялау үшін осы беттің кіші "жарқын нүктелеріне" байлану жеткілікті. Осылайша, LEF1- де кездесетін β- катенинді байлау мотивінен алынған " түйілген " спиральді пептид β- катенинге тәуелді транскрипцияны толық тежеу үшін жеткілікті болды. Жақында ARM доменінің бірдей, жоғары оң зарядталған аймағын нысанаға алатын бірнеше кіші молекулалық қосылыстар да әзірленді (CGP049090, PKF118 310, PKF115 584 және ZTM000990). Сонымен қатар, β- катенин деңгейіне Wnt жолының жоғары ағыстағы компоненттерін және β- катениннің жойылу кешенін нысанаға алу арқылы әсер ету мүмкін. Қосымша N терминалды байлау қалтасы Wnt нысаналық генінің белсендірілуі үшін де маңызды (BCL9 рекрут үшін қажет). ARM доменінің бұл жерін фармакологиялық мақсатта, мысалы, карноз қышқылымен қолдануға болады. Бұл "жардамшы" сайт дәрі-дәрмектерді әзірлеу үшін тағы бір тартымды нысана болып табылады. Интенсивті клиникаға дейінгі зерттеулерге қарамастан, әлі күнге дейін терапиялық препарат ретінде β- катенин ингибиторлары жоқ. Алайда оның қызметін тәуелсіз растауға негізделген siRNA-ны жою арқылы одан әрі тексеруге болады. Бета- катениннің ядролық жиналуын азайту үшін тағы бір терапиялық тәсіл галектинді тежеу арқылы жүзеге асырылады. Қазіргі уақытта галектин 3 ингибиторы GR MD 02 клиникалық зерттеулер жүргізіліп жатыр, оны меланоманың дамыған түріне ие науқастарда Ипилимумабтың FDA- нің бекіткен дозасымен бірге қолдануға болады. BCL9 және BCL9L ақуыздары гиперактивті Wnt сигнализациясын көрсететін колоректальды қатерлі ісіктер үшін терапиялық нысана ретінде ұсынылды, өйткені олардың жойылуы қалыпты гомеостазды бұзбайды, бірақ метастаздардың мінез- құлқына қатты әсер етеді.
Жүктілік алкоголь синдромының рөлі
β-катенинді этанолмен тұрақсыздандыру - алкогольге тәуелділік ұрықтың алкоголь синдромын тудыратын екі жолдың бірі (екіншісі - этанолдан туындаған фолат тапшылығы). Этанол β-катенинді G протеинге тәуелді жол арқылы тұрақсыздандыруға әкеледі, онда белсендірілген Фосфолипаза Cβ фосфатидил инозитол (4,5) бисфосфатын диацилглицерол мен инозитол (1,4,5) трифосфатына гидролиздейді. Ерімейтін инозитол (1, 4, 5) трифосфаты эндоплазмалық тордан кальцийді босатуды тудырады. Цитоплазмалық кальцийдің күрт көтерілуі Ca2+/ кальмодулинге тәуелді протеинкиназаны (CaMKII) белсендіреді. Белсенділенген CaMKII β- катенинді нашар сипатталған механизм арқылы тұрақсыздандырады, бірақ бұл CaMKII- нің β- катенинді фосфорилирлеуін қамтиды. Осылайша β- катенин транскрипциялық бағдарламасы (бұл жүйке қыртысының қалыпты клеткалық дамуы үшін қажет) бас тартылады, нәтижесінде жүйке қыртысының клеткаларының ертеректе апоптозы (клетканың өлімі) пайда болады.