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.
IKBKAP (inhibitor of kappa light polypeptide gene enhancer in B cells, kinase complex associated protein) is a human gene encoding the IKAP protein, which is ubiquitously expressed at varying levels in all tissue types, including brain cells. which allows for transcriptional elongation by RNA polymerase II. Further evidence has implicated the IKAP protein as being critical in neuronal development, and directs that decreased expression of IKAP in certain cell types is the molecular basis for the severe, neurodevelopmental disorder familial dysautonomia. Other pathways that have been connected to IKAP protein function in a variety of organisms include tRNA modification, cell motility, Ikbkap in mice, and D elp1 in fruit flies. The fruit fly homolog (D elp1) has RNA dependent RNA polymerase activity and is involved in RNA interference. The IKBKAP gene is located on the long (q) arm of chromosome 9 at position 31, from base pair 108,709,355 to base pair 108,775,950.
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.