Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Белок млекопитающих, обнаруженный у человека
Mammalian protein found in humans
Белок синдрома Вискотта-Алдриха (WASp) – это 502-аминокислотный белок, экспрессируемый в клетках гематопоэтической системы, который у людей кодируется геном WAS. В неактивном состоянии WASp существует в автоингибированной конформации, где последовательности вблизи его C-конца связываются с областью вблизи его N-конца. Его активация зависит от CDC42 и PIP2, которые нарушают это взаимодействие, вызывая "раскрытие" белка WASp. Это обнажает домен вблизи C-конца WASp, который связывается и активирует комплекс Arp2/3. Активированный Arp2/3 инициирует нуклеацию нового F-актина. WASp является родоначальником семейства генов, которое также включает широко экспрессированный N-WASP (нейрональный белок синдрома Вискотта-Алдриха), SCAR/WAVE1, WASH, WHAMM и JMY. В последнее время были обнаружены WAML (WASP и MIM-подобный), WAWH (WASP без домена WH1) и WHIMP (WAVE-гомология в мембранных выростах).
The Wiskott–Aldrich syndrome protein (WASp) is a 502 amino acid protein expressed in cells of the hematopoietic system that in humans is encoded by the WAS gene. In the inactive state, WASp exists in an autoinhibited conformation with sequences near its C terminus binding to a region near its N terminus. Its activation is dependent upon CDC42 and PIP2 acting to disrupt this interaction, causing the WASp protein to 'open'. This exposes a domain near the WASp C terminus that binds to and activates the Arp2/3 complex. Activated Arp2/3 nucleates new F actin. WASp is the founding member of a gene family which also includes the broadly expressed N WASP (neuronal Wiskott–Aldrich syndrome protein), SCAR/WAVE1, WASH, WHAMM, and JMY. WAML (WASP and MIM like), WAWH (WASP without WH1 domain), and WHIMP (WAVE Homology in Membrane Protrusions) have more recently been discovered.
Структура и функция
Семья белков, связанных с синдромом Вискотта-Олдриха (WAS), обладает сходной структурой доменов и участвует в передаче сигналов от рецепторов на поверхности клетки к актиновому цитоскелету. Наличие множества различных мотивов указывает на то, что они регулируются различными стимулами и взаимодействуют с несколькими белками. Эти белки непосредственно или косвенно ассоциированы с малой GTP-азой CDC42, известной своей ролью в регуляции формирования актиновых филаментов, и цитоскелетным организующим комплексом Arp2/3. К семейству белков WASp относятся WASp, N-WASp, SCAR/WAVE, WHAMM и WASH. Все пять белков имеют общий C-концевой VCA (верпролин, центральный, кислый) домен, посредством которого они взаимодействуют с актин-нуклеирующим комплексом (ARP2/3), и различаются по своим N- и C-концевым доменам. WASp и N-WASp являются аналогами, содержащими N-концевой EVH1 домен, C-концевой VCA домен, а также центральные B и GBD (домен, связывающий ГТФ) домены. WASp экспрессируется исключительно в гемопоэтических клетках, а нейрональный WASp (N-WASp) – повсеместно. N-WASp содержит выходной и контрольный регионы, необходимые для его регуляции. Выходной регион называется доменом VVCA. Он расположен в направлении C-конца белка и содержит четыре мотива: два мотива гомологии верпролина (VV), связывающие мономеры актина и доставляющие их к Arp2/3; центральный домен (C), который ранее считался связывающим кофилин, но теперь, как полагают, усиливает взаимодействие между V-доменами и мономерами актина, а также взаимодействие между A-доменом и Arp2/3; и кислый мотив (A), связывающий Arp2/3. VCA-регион в изолированном виде является конститутивно активным. Однако в полноразмерном N-WASp контрольный регион подавляет активность VCA-домена. Контрольный регион расположен в N-конце N-WASp. Он содержит домен связывания CDC42 (GBP) и домен связывания PIP2 (B), оба из которых критически важны для правильной регуляции N-WASp. WASp необходим для различных функций в миелоидных и лимфоидных иммунных клетках. Многие из них, такие как фагоцитоз и формирование подосом, связаны с его ролью в регуляции полимеризации актиновых филаментов. Другие функции WASp зависят от его активности в качестве каркасного белка для сборки эффективных сигнальных комплексов ниже по течению от активации антигенного рецептора или интегрального взаимодействия. В частности, в NK-клетках он участвует в формировании иммунного синапса и поляризации перфорина к иммунному синапсу для обеспечения цитотоксичности NK-клеток. При отсутствии или мутации WASp формирование иммунного синапса и нисходящая сигнализация TCR/BCR в T-клетках и B-клетках также нарушаются.
The Wiskott–Aldrich syndrome (WAS) family of proteins share similar domain structure, and are involved in transduction of signals from receptors on the cell surface to the actin cytoskeleton. The presence of a number of different motifs suggests they are regulated by a number of different stimuli, and interact with multiple proteins. These proteins, directly or indirectly, associate with the small GTPase CDC42, known to regulate formation of actin filaments, and the cytoskeletal organising complex, Arp2/3. The WASp family proteins includes WASp, N WASp, SCAR/WAVE, WHAMM and WASH. The five of them share a C terminal VCA (verprolin, central, acidic) domain where they interact with actin nucleating complex (ARP2/3) and they differ in their terminal domains. WASp and N WASP are analogs, they contain an N terminal EVH1 domain, a C terminal VCA domain and central B and GBD (GTP binding domain) domains. WASp, is expressed exclusively in hematopoietic cells and neuronal WASp (N WASp), is ubiquitously expressed. N WASp contains an output region and a control region that are essential for its regulation. The output region is called the VVCA domain. It is located towards the C terminal end of the protein and contains four motifs: two verprolin homology motifs (VV) binds actin monomers and delivers them to Arp2/3; the central domain (C) was once thought to bind cofilin but is now believed to enhance the interactions between the V domains and actin monomers, as well as the interaction between the A domain and Arp2/3; and the acidic motif (A) binds Arp2/3. In isolation, the VCA region is constitutively active. However, in full length N WASp the control region suppresses VCA domain activity. The control region is located at N terminal end of N WASp. The control region contains a CDC42 binding domain (GBP) and a PIP2 binding domain (B), both of which are critical for proper regulation of N WASp. WASp is required for various functions in myeloid and lymphoid immune cells. Many of these, such as phagocytosis and podosome formation, related to its role in regulating the polymerization of actin filaments. Other functions of WASP depend on its activity as a scaffold protein for assembly of effective signalling complexes downstream of antigen receptor or integrin engagement. Particularly in NK cells it participates in the synapse formation and polarization of perforin to the immune synapse for NK cell cytotoxicity. When WASp is absent or mutated T cells and B cells formation of immune synapse and TCR/BCR downstream signaling is also affected.
Клиническое значение
Синдром Вискотта-Алдриха – редкое, наследственное, Х-сцепленное рецессивное заболевание, характеризующееся иммунной дисрегуляцией и микротромбоцитопенией, вызванное мутациями в гене *WASp*. Продукт гена *WASp* представляет собой цитоплазматический белок, экспрессируемый исключительно в гемопоэтических клетках, у которых наблюдаются нарушения сигнализации и цитоскелета при синдроме Вискотта-Алдриха. Описан вариант транскрипта, возникающий в результате альтернативного использования промоторов и содержащий другую 5'-UTR-последовательность, однако его полная длина неизвестна. *WASp* является продуктом гена *WASp*, и мутации в гене *WASp* могут приводить к синдрому Вискотта-Алдриха (Х-сцепленное заболевание, которое в основном поражает мужчин и проявляется тромбоцитопенией, экземой, рецидивирующими инфекциями и мелкими тромбоцитами). У этих пациентов уровень белка обычно значительно снижен или отсутствует. Другие, менее инактивирующие мутации в гене *WASp* вызывают Х-сцепленную тромбоцитопению (XLT), при которой обычно обнаруживаются уровни белка, определяемые проточной цитометрией. Большинство мутаций, вызывающих классический синдром Вискотта-Алдриха, локализованы в WH1-домене белка и влияют на связывание с WASp-интерактивным белком. Мутации в GBD-домене нарушают аутоингибирование и приводят к образованию денатурированного белка, который является конститутивно активным. В отличие от синдрома Вискотта-Алдриха и XLT, в этом случае *WASp* присутствует и активен. Активированный *WASp* приводит к локализации актина в ядре, что может вызывать преждевременный апоптоз, анеуплоидию и нарушение цитокинеза. Это, в свою очередь, приводит к миелодисплазии и Х-сцепленной нейтропении. Перспективная генная терапия для синдрома Вискотта-Алдриха, OTL 103, использует аутологичные CD34+-лимфоциты, трансфицированные лентивирусным вектором для производства функционального *WASp*. По состоянию на 2021 год OTL 103 проходил клинические испытания I/II фазы в больнице Сан-Рафаэле в Милане, Италия.
Wiskott–Aldrich syndrome is a rare, inherited, X linked, recessive disease characterized by immune dysregulation and microthrombocytopenia, and is caused by mutations in the WASp gene. The WASp gene product is a cytoplasmic protein, expressed exclusively in hematopoietic cells, which show signalling and cytoskeletal abnormalities in WAS patients. A transcript variant arising as a result of alternative promoter usage, and containing a different 5' UTR sequence, has been described, but its full length nature is not known. WASp is a product of the WASp, and mutations in the WASp can lead to Wiskott–Aldrich syndrome (an X linked disease that mainly affects males with symptoms that include thrombocytopenia, eczema, recurrent infections, and small sized platelets) in these patients the protein is usually significantly reduced or absent. Other, less inactivating mutations affecting the WASp cause X linked thrombocytopenia, or XLT, where there is usually detectable protein levels by flow cytometry. The majority of the mutations causing classic WAS are located in the WH1 domain of the protein and these mutations affect binding with the WASp Interacting Protein. Mutations located in the GBD domain disrupt autoinhibition and lead to an unfolded protein that is constitutively active. Unlike WAS and XLT, WASp in this case is present and active. Activated WASp leads to nuclear localization of actin filaments and this can lead to premature apoptosis, aneuploidy and failure to undergo cytokinesis. This, in turn, causes myelodysplasia and X linked neutropenia. A prospective gene therapy for Wiskott–Aldrich syndrome, OTL 103, uses autologous CD34+ lymphocytes that are transfected with a lentiviral vector to produce functional WASp. as of 2021, OTL 103 was undergoing Phase I/II clinical trials at the San Raffaele Hospital in Milan, Italy.