Введение

Ген человека, кодирующий белок IKAP. IKBKAP (ингибитор генового усилителя легкого полипептида каппа в B-клетках, белок, ассоциированный с киназным комплексом) – это ген человека, кодирующий белок IKAP, который повсеместно экспрессируется на разных уровнях во всех типах тканей, включая клетки мозга, и обеспечивает элонгацию транскрипции РНК-полимеразой II. Дальнейшие исследования показали, что белок IKAP критически важен для развития нейронов, и снижение его экспрессии в определенных типах клеток является молекулярной основой тяжелого нейроразвитийного расстройства – семейной дисавтономии. К функциям белка IKAP в различных организмах также относятся модификация тРНК, подвижность клеток, а также гомологи Ikbkap у мышей и D elp1 у дрозофил. Гомолог дрозофилы (D elp1) обладает РНК-зависимой РНК-полимеразной активностью и участвует в РНК-интерференции. Ген IKBKAP расположен на длинном (q) плече 9-й хромосомы в позиции 31, между 108 709 355 и 108 775 950 парами оснований.

Функция и механизм

Первоначально предполагалось, что ген IKBKAP у людей кодирует белок-каркас (IKAP) для комплекса IκB-киназы (IKK), который участвует в трансдукции сигналов провоспалительных цитокинов в сигнальном пути NF-κB. Однако это впоследствии было опровергнуто, когда исследователи использовали метод гель-фильтрации и не смогли обнаружить комплексы IKK во фракциях, содержащих IKAP, тем самым исключив участие IKAP в сигнальном пути NF-κB. Позже было установлено, что IKAP функционирует как цитоплазматический белок-каркас в сигнальном пути JNK млекопитающих, который активируется в ответ на стрессовые стимулы. В эксперименте in vivo исследователи продемонстрировали прямое взаимодействие между IKAP и JNK, индуцированное такими стрессорами, как ультрафиолетовый свет и TNF α (провоспалительный цитокин). В настоящее время широко признано, что IKAP играет роль в транскрипционном удлинении у людей. Голофермент РНК-полимеразы II частично состоит из многосубъединичного элемента гистонацетилтрансферазы, известного как удлинительный комплекс РНК-полимеразы II, одним из компонентов которого является IKAP. Ассоциация удлинительного комплекса с голоферментом РНК-полимеразы II необходима для последующего связывания с формирующейся пре-мРНК определенных генов-мишеней и, следовательно, для их успешной транскрипции. В клетках истощение функциональных удлинительных комплексов из-за низкой экспрессии IKAP оказывает значительное влияние на транскрипцию генов, участвующих в миграции клеток. У дрожжей экспериментальные данные свидетельствуют о том, что удлинительный комплекс участвует в различных процессах – от экзоцитоза до модификации тРНК. Это указывает на то, что функция удлинительного комплекса не сохраняется у разных видов.

Семейная дисавтономия

Семейная дисавтономия (также известная как синдром Райли-Дей) – это сложное врожденное нейроразвивающее заболевание, характеризующееся необычно низким количеством нейронов в сенсорной и автономной нервной системах. Следствием этого у пациентов являются желудочно-кишечные расстройства, сколиоз и нечувствительность к боли. Это заболевание особенно распространено среди евреев-ашкеназов, где семейная дисавтономия встречается у 1 из 3600 новорожденных. В небольшом числе зафиксированных случаев семейной дисавтономии исследователи выявили другие мутации, приводящие к изменению аминокислот (строительных блоков белков). В этих случаях аргинин заменяется пролином в позиции 696 в цепи аминокислот белка IKAP (также обозначается как Arg696Pro), или пролин заменяется лейцином в позиции 914 (также обозначается как Pro914Leu). Совместно эти мутации приводят к нарушению функции получаемого белка IKAP. Поскольку это аутосомно-рецессивное заболевание, для его проявления необходимо наличие двух мутировавших аллелей гена IKBKAP. Однако, несмотря на то, что одной и той же мутации в основе часто приписывают роль причины семейной дисавтономии, тяжесть проявления заболевания варьируется как внутри семей, так и между ними.