Введение
Белки млекопитающих, обнаруженные в Homo sapiens Agrin, представляют собой крупные протеогликаны, чья наиболее характерная роль заключается в развитии нейромускулярных стыков во время эмбриогенеза. Agrin получил свое название благодаря его участию в агрегации ацетилхолиновых рецепторов во время синаптогенеза. У людей этот белок кодируется геном AGRN. Этот белок имеет девять доменов, гомологичных ингибиторам протеазы. Он также может выполнять функции в других тканях и на других стадиях развития. Он является основным протеогликановым компонентом в гломерулярной основной мембране и может играть роль в почечной фильтрации и взаимодействиях клеточного матрикса. Функции Agrin заключаются в активации белка MuSK (мускулоспецифической киназы), который является рецепторной тирозинкиназой, необходимой для формирования и поддержания нейромускульных связей. Для активации MuSK требуется Агрин. Агрин также необходим для образования нейромышечных стыков.
Agrin is a large proteoglycan whose best characterised role is in the development of the neuromuscular junction during embryogenesis. Agrin is named based on its involvement in the aggregation of acetylcholine receptors during synaptogenesis. In humans, this protein is encoded by the AGRN gene. This protein has nine domains homologous to protease inhibitors. It may also have functions in other tissues and during other stages of development. It is a major proteoglycan component in the glomerular basement membrane and may play a role in the renal filtration and cell matrix interactions. Agrin functions by activating the MuSK protein (for Muscle Specific Kinase), which is a receptor tyrosine kinase required for the formation and maintenance of the neuromuscular junction. Agrin is required to activate MuSK. Agrin is also required for neuromuscular junction formation.
Открытие
Агрин был впервые идентифицирован в лаборатории У. Дж. Макмахана Стэнфордского университета.
Механизм действия
Во время развития у человека, растущий конец аксонов моторного нейрона выделяет белок, называемый агрин. При секреции агрин связывается с несколькими рецепторами на поверхности скелетной мышцы. Рецептор, который, по-видимому, необходим для образования нейромышечного соединения (НМС), называется рецептором MuSK (мышечная специфическая киназа). MuSK является рецепторной тирозинкиназой, что означает, что она индуцирует клеточную сигнализацию, вызывая добавление молекул фосфата к определенным тирозинам на себе и на белках, которые связывают цитоплазматический домен рецептора. Помимо MuSK, агрин связывает несколько других белков на поверхности мышц, включая дистрогликан и ламинин. Видно, что эти дополнительные обязательные шаги необходимы для стабилизации NMJ. Необходимость в Агрине и МуСК при формировании NMJ была продемонстрирована в основном в исследованиях на мышах с нокаутом. У мышей, у которых недостаток любого из этих белков, нейромышечный стыков не образуется. Многие другие белки также составляют NMJ и необходимы для поддержания его целостности. Например, MuSK также связывается с белком, называемым " распущенным " (Dvl), который находится в сигнальном пути Wnt. Dvl дополнительно требуется для кластеризации AChRs, опосредованной MuSK, поскольку ингибирование Dvl блокирует кластеризацию.
MuSK also binds a protein called "dishevelled" (Dvl), which is in the Wnt signalling pathway. Dvl is additionally required for MuSK mediated clustering of AChRs, since inhibition of Dvl blocks clustering.
Сигнализация
Нерв секретирует агрин, в результате чего происходит фосфорилирование рецептора MuSK. Похоже, что рецептор MuSK набирает казеинкиназу 2, которая необходима для кластеризации. Затем белок, называемый рапсин, привлекается к первичному скелету MuSK, чтобы вызвать дополнительное кластерирование ацетилхолиновых рецепторов (AChR). Это считается вторичным лесом. Показано, что белок под названием Dok 7 дополнительно необходим для формирования вторичного каркаса; он, по-видимому, набирается после фосфорилирования MuSK и до кластеризации ацетилхолиновых рецепторов.
Структура
В первичной структуре агрина есть три потенциальных места прикрепления гепарансульфата (HS), но считается, что только два из них действительно несут цепи HS при экспрессии белка. Фактически, одно исследование показало, что, по крайней мере, два места прикрепления необходимы путем индукции синтетических агентов. Поскольку фрагменты агрина индуцируют агрегацию ацетилхолинового рецептора, а также фосфорилирование рецептора MuSK, исследователи сплайсировали их и обнаружили, что вариант не вызывает фосфорилирование. Также было показано, что домен G3 агроина очень пластичен, что означает, что он может различать связывающих партнеров для лучшего соответствия. Было показано, что гепаран сульфат гликозаминогликаны, ковалентно связанные с белком агрин, играют роль в кластеризации AChR. Вмешательство в правильном образовании гепаранового сульфата путем добавления хлората в культуру клеток скелетной мышцы приводит к снижению частоты спонтанного кластеризации ацетилхолинового рецептора (AChR). Возможно, что вместо того, чтобы связываться непосредственно с ядром белка агрина, ряд компонентов вторичного каркаса могут также взаимодействовать с его гепаран-сульфатными боковыми цепями. Также предполагается, что агриносвязанная СГ играет роль в удержании анионных макромолекул в сосудистой системе на гломерулярной или альвеолярной основной мембране.
Функции
Agrin может играть важную роль в базовой мембране микрососудистой системы, а также в синаптической пластичности. Кроме того, агрин может участвовать в формировании и/или функционировании гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) и влияет на гомеостаз Aβ.
Исследования
Исследования Agrin связаны с остеоартритом. Кроме того, благодаря своей способности активировать сигнальный путь гиппопотамфобии, агрин становится ключевым протеогликаном в опухолевой микросреде.
Клиническое значение
Мутация гена AGRN приводит к врожденным миастеническим синдромам и миастении гравис. Недавнее исследование широкой ассоциации генома (GWAS) показало, что генетические вариации в AGRN связаны с поздней стадией спорадической болезни Альцгеймера (LOAD). Эти генетические вариации изменяют гомеостаз бета-амилоида, способствуя его накоплению и образованию бляшек.