CBLN1

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
CBLN1
Наявні структури
PDBПошук ортологів: PDBe RCSB
Ідентифікатори
Символи CBLN1, cerebellin 1 precursor
Зовнішні ІД OMIM: 600432 MGI: 88281 HomoloGene: 74520 GeneCards: CBLN1
Ортологи
Види Людина Миша
Entrez
869
12404
Ensembl
ENSG00000102924
ENSMUSG00000031654
UniProt
P23435
Q9R171
RefSeq (мРНК)
NM_004352
NM_019626
RefSeq (білок)
NP_004343
NP_062600
Локус (UCSC) Хр. 16: 49.28 – 49.28 Mb Хр. 8: 88.2 – 88.2 Mb
PubMed search [1] [2]
Вікідані
Див./Ред. для людейДив./Ред. для мишей


CBLN1 (англ. Cerebellin 1 precursor) також відомий як прецеребелін, це висококонсервативний білок, який кодується однойменним геном, розташованим у людей на 16-й хромосомі (16q12.1). Довжина гену CBLN1 3,922 нуклеотиди. мРНК CBLN1 містить 2 інтрони та 3 екзони[3]. Довжина поліпептидного ланцюга білка становить 193 амінокислоти, а молекулярна маса — 21 097[4].

В 1984 році з мозочка щурів було вперше виділено прецеребелін (CBLN1) і дві його протеолітичні модифікації: гексадекапептидний церебелін та скорочений з N-кінця des-Ser1-cerebellin (desCER), що складається з 15 амінокислот [5]. Церебелін утворюється з прецеребеліну шляхом протеолізу, який в нейронах відбувається до секреції білка пресинаптичною терміналлю, а в інших тканинах може відбуватись вже після вивільнення зрілого білка [6] [7].

Прецеребелін належить до CBLN підродини та надродини фактору некрозу пухлин C1q-TNFa. CBLN1 залучений у процеси структурної організації синапсів і відіграє роль в процесах міжклітинної передачі сигналів, адгезії нейронів та розвитку мозку [8] [9].

CBLN1 локалізований у клітинній мембрані, синапсах, міжклітинних контактах, лізосомах та ендосомах. Також він може бути секретованим в позаклітинний простір [6].

Послідовність амінокислот
1020304050
MLGVLELLLLGAAWLAGPARGQNETEPIVLEGKCLVVCDSNPTSDPTGTA
LGISVRSGSAKVAFSAIRSTNHEPSEMSNRTMIIYFDQVLVNIGNNFDSE
RSTFIAPRKGIYSFNFHVVKVYNRQTIQVSLMLNGWPVISAFAGDQDVTR
EAASNGVLIQMEKGDRAYLKLERGNLMGGWKYSTFSGFLVFPL

Структура[ред. | ред. код]

CBLN1 є гомогексамерним глобулярним глікопротеїном, С терміналь якого формує C1q домени [10] [11]. Зазвичай C1q домени опосередковують формування атипових комплексів колагену , однак прецеребеліни не містять колагенового мотиву і не є типовими компонентами позаклітинного матриксу [7].

Структура N-кінцевого регіону CBLN поки достеменно не відома, але спрогнозована за допомогою Rosetta3.2. Модель передбачає, що N-термінальні залишки цистеїну з’єднуючись між собою утворюють відносно рівну поверхню, що зв’язує 2 гомотримери білка дисульфідними зв’язками. CBLN1 білок є глікозильованим в положенні Asn23 та Asn79 [10].

В результаті протеолітичного розщеплення попередника прецеребеліна з утворенням церебеліна N-терміналь з цистеїнами відокремлюється від С-терміналі C1q домену внаслідок чого гексамери білка перетворюються в тримери [12].


Функції[ред. | ред. код]

В центральній нервовій системі CBLN1 відіграє важливу роль в синаптогенезі та забезпеченні моторних функцій. Було продемонствовано що прецеребелін є важливим для встановлення збудливих синаптичних зв’язків між паралельними волокнами гранулярних клітин та дистальними дендритними шипиками клітин Пуркіньє, а також забезпечує правильне з’єднання ліаноподібних волокон з проксимальними дендритами клітин Пуркіньє мозочка [10] [8] [6]. CBLN1 зменшує утворення інгібуючих ГАМК синапсів на клітинах Пуркіньє мозочка [8]. В гіпоталамусі CBLN1 значною мірою експресується в вентромедіальному ядрі. Введення CER1 щурам збільшує вивільнення нейропептиду У та споживання їжі [13].

В периферійних тканинах прецеребеліни модулюють секреторну активність. Церебелін1 (CER1) та desCER1 опосередковано стимулюють базальну секрецію альдостерону клубочковою зоною та впливають на ріст надниркової залози. Також CER може збільшувати секрецію норадреналіну та кортизолу та полегшувати проліферацію адренокортикальних клітин через аденілатциклаза/РКА -залежний сигнальний шлях [11] [14]. В підшлунковій залозі CER знижує секрецію інсуліну і підвищує виділення глюкагону [11].

Роль у структуруванні синапсів[ред. | ред. код]

В синапсах між паралельними волокнами та клітинами Пуркіньє гексамер прецеребеліну бере участь у формуванні «молекулярних мостів», зв’язуючись з димером глутаматного рецептору GRID2 і мономером нейрексину b-NRX1. Довготривала депресія з подальшим ендоцитозом АМПА рецепторів в даних синапсах мозочка є необхідною умовою для моторного навчання і дозрівання синапсів [8].

У відповідь на збуджуючий стимул та підвищення концентрації кальцію з лізосом в аксонах мозочкових гранулярних клітин вивільняється CBLN1 спільно з катепсином В (CatB). Вивільнення катепсину необхідне для деградації позаклітинного матриксу і росту синаптичних закінчень. Екзоцитований CBLN1 зв’язується з нейрексином і латерально дифундує вздовж поверхні аксона з подальшим накопиченням в синаптичних закінченнях, де він зв’язується з GRID2 [6]. CBLN1 шляхом взаємодії з NRXN1 індукує накопичення синаптичних везикул у пресинаптичній терміналі, що призводить до формування пресинаптично активних зон [8] [10]. Також CBLN1 індукує кластеризацію GRID2 та пов'язаних з ним білків на постсинаптичничній терміналі, що є необхідним для передачі сигналів та утворення синапсів в мозочку [8] [15].

Експресія в тканинах[ред. | ред. код]

CBLN1 експресується переважно в гранулярних клітинах мозочка [16]. Найвищі рівні експресії гену CBLN1 спостерігаються на початку постнатального онтогенезу [14]. Найбільші концентрації CBLN1 (в спадаючому порядку) наявні в мозочку, яєчках, жировій тканині, гіпоталамусі, жовчному міхурі та інших тканинах.


В мозку CBLN1 експресується в мозочку, гіпоталамусі, таламусі, бічній габенулі, дорзальному кохлеарному ядрі, чорній субстанції, прилеглому ядрі, огорожі, мигдалині, енторинальній корі. Також CBLN1 транспортується в гіпокамп через дірчастий шлях. В позамозкових регіонах CBLN1 експресується на значно нижчих рівнях [16]. В периферійних тканинах експресія CBLN1 спостерігається в серці, нирках, шлунку, кишечнику, наднирниках, а також пухлинах, таких як феохромоцитома, аденома та нейробластома. На сьогодні достеменно невідоме функціональне значення експресії CBLN1 в багатьох тканинах [11]. В наднирникових залозах найвища експресія CBLN1 наявна в клубочковій зоні кіркової речовини [14]. В підшлунковій залозі CBLN1 знаходиться переважно на периферії острівців Лангерганса, де велика щільність клітин, які продукують глюкагон і соматостатин [11]. CBLN1 підвищено експресується в гранулярних клітинах преовуляторного фолікула і може впливати на овуляцію [16].

Взаємодія[ред. | ред. код]

CBLN1 формує транссинаптичну тріаду з нейрексиновими ( Nrxn) рецепторами та субодиницею 2 рецептора глутамату d-типу GRID2, що опосередковує синаптогенез. Під час коекспресії CBLN 1 здатен формувати гетерогексамер з CBLN2, CBLN3, CBLN4. Після секреції CBLN 1 не формує таких взаємодій [7] [10]. Коекспресія CBLN 1 разом з CBLN3 призводить до секреції CBLN3, в той час як частка CBLN 1 залишається в ендоплазматичному ретикулумі [11]. Також CBLN1 може взаємодіяти з собою димеризуючись [10].

Асоційовані патології[ред. | ред. код]

Миші у яких був відсутній Cbln1 або GRID2 в мозочку виявляли порушення рухової координації та моторного навчання, а також пам’яті пов’язаної зі страхом [15] [16].

При дослідженні геном асоційованих ознак пов’язаних з аутизмом у людей було виявлено, що однонуклеотидний поліморфізм гену CBLN1 rs16946931 може корелювати з вищим ризиком розвитку аутизму [9].

При епілептичних нападах в мозочку відбувається репресія мРНК CBLN1. Репресія CBLN1 послаблює глутаматергічну передачу в синапсах вентральної області покришки та погіршує соціальні навички в мишей. Є доклінічні докази, що у мишей з епілептичними нападами та підвищеною концентрацією UBE3A активація з використанням вірусних векторів CBLN1 у глутаматергічних нейронах вентральної області покришки зменшує дефіцит комунікабельності [17].

При синдромі полікістозу яєчника знижується експресія CBLN1 в гранулярних клітинах фолікула, що може впливати на розвиток ооцита і овуляцію [18].

Література[ред. | ред. код]

  • Urade Y., Oberdick J., Molinar-Rode R., Morgan J.I. (1991). Precerebellin is a cerebellum-specific protein with similarity to the globular domain of complement C1q B chain. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 88: 1069—1073. PMID 1704129 DOI:10.1073/pnas.88.3.1069
  • The status, quality, and expansion of the NIH full-length cDNA project: the Mammalian Gene Collection (MGC). Genome Res. 14: 2121—2127. 2004. PMID 15489334 DOI:10.1101/gr.2596504
  • Yiangou Y., Burnet P., Nikou G., Chrysanthou B.J., Bloom S.R. (1989). Purification and characterisation of cerebellins from human and porcine cerebellum. J. Neurochem. 53: 886—889. PMID 2760624 DOI:10.1111/j.1471-4159.1989.tb11787.x
  • Kavety, B., Jenkins, N. A., Fletcher, C. F., Copeland, N. G., Morgan, J. I. (1994). Genomic structure and mapping of precerebellin and a precerebellin-related gene. Brain Res Mol Brain Res. 27: 152—156. PMID 7877445 DOI:10.1016/0169-328x(94)90196-1
  • Zhen Pang, Dashi Bao, Taisuke Miyazaki, Leyi Li, Eriko Miura, Jennifer Parris, Yongqi Rong, Masahiko Watanabe, Michisuke Yuzaki & James I Morgan (2005). Cbln1 is essential for synaptic integrity and plasticity in the cerebellum. Nat Neurosci. 8. PMID 16234806 DOI: 10.1038/nn1576
  • Keiko Matsuda & Michisuke Yuzaki (2012). Cbln1 and the Delta2 Glutamate Receptor—An Orphan Ligand and an Orphan Receptor Find Their Partners. Cerebellum. 11: 78—84. PMID 20535596 DOI: 10.1007/s12311-010-0186-5.
  • Iijima, T., Miura, E., Matsuda, K., Kamekawa, Y., Watanabe, M., Yuzaki, M. (2007). Characterization of a transneuronal cytokine family Cbln: regulation of secretion by heteromeric assembly. Europ. J. Neurosci. 25: 1049—1057. PMID 17331201 DOI: 10.1111/j.1460-9568.2007.05361.x
  • Wei, P., Pattarini, R., Rong, Y., Guo, H., Bansal, P. K., Kusnoor, S. V., Deutch, A. Y., Parris, J., Morgan, J.I. (2012). The Cbln family of proteins interact with multiple signaling pathways. J. Neurochem. 121: 717—729. PMID 22220752 DOI: 10.1111/j.1471-4159.2012.07648.x
  • Rong Y та ін. (2012). Comparison of Cbln1 and Cbln2 functions using transgenic and knockout mice. J Neurochem. 120: 528—540. {{cite journal}}: Явне використання «та ін.» у: |автор= (довідка) PMID 22117778 DOI: 10.1111/j.1471-4159.2011.07604.x
  • Matsuda K. & Yuzaki M. (2011). Cbln family proteins promote synapse formation by regulating distinct neurexin signaling pathways in various brain regions. Eur J Neurosci. 33: 1447—1461. PMID 21410790 DOI: 10.1111/j.1460-9568.2011.07638.x
  • Uemura T. та ін. (2010). Trans-synaptic interaction of GluRδ2 and Neurexin through Cbln1 mediates synapse formation in the cerebellum. Cell: 1068—1079. {{cite journal}}: Явне використання «та ін.» у: |автор= (довідка) PMID 20537373 DOI: 10.1016/j.cell.2010.04.035
  • Balaji Kavety, James I. Morgan (1998). Characterization of transcript processing of the gene encoding precerebellin-1. 63: 98—104. PMID 9838062 DOI: 10.1016/s0169-328x(98)00264-2

Примітки[ред. | ред. код]

  1. ↑ Human PubMed Reference:.
  2. ↑ Mouse PubMed Reference:.
  3. ↑ HUGO Gene Nomenclature Commitee, HGNC:1543 (англ.) .
  4. ↑ UniProt, P23435 (англ.) . Архів оригіналу за 5 жовтня 2017. Процитовано 21 вересня 2017.
  5. ↑ Slemmon, Randall; Blacher, Russell; Danho, Waleed; Hempstead, James; Morgan, James (November 1984). Analysis of the human neurexin genes: alternative splicing and the generation of protein diversity. Neurobiology. 81 (21): 6866—6870. doi:10.1073/pnas.81.21.6866. PMID 16593526. Архів оригіналу за 27 березня 2022. Процитовано 20 січня 2021.
  6. ↑ а б в г Ibata, Keiji; Kono, Maya; Narumi, Sakae; Motohashi, Junko; Kakegawa, Wataru; Kohda, Kazuhisa; Michisuke, Yuzaki (June 2019). Activity-Dependent Secretion of Synaptic Organizer Cbln1 from Lysosomes in Granule Cell Axons. Neuron. 120 (6): 1184—1198. doi:10.1016/j.neuron.2019.03.044. PMID 31072786. Архів оригіналу за 27 березня 2022. Процитовано 20 січня 2021.
  7. ↑ а б в Pang, Zhen; Zuo, Jian; Morgan, James (September 2000). Cbln3, a novel member of the precerebellin family that binds specifically to Cbln1. The Journal of Neuroscience. 20 (17): 6333—6339. doi:10.1523/JNEUROSCI.20-17-06333.2000. PMID 10964938.
  8. ↑ а б в г д е Elegheert, Jonathan; Kakegawa, Wataru; Clay, Jordan; Shanks, Natalie; Behiels, Ester; Matsuda, Keiko; Kohda, Kazuhisa (September 2000). Structural basis for integration of GluD receptors within synaptic organizer complexes. Science. 353 (6296): 295—299. doi:10.1126/science.aae0104. PMID 27418511. Архів оригіналу за 29 квітня 2021. Процитовано 20 січня 2021.
  9. ↑ а б Jones, Rachel; Cadby, Gemma; Melton, Phillip; Abraham, Lawrence; Whitehouse, Andrew; Moses, Eric (October 2013). Genome-Wide Association Study of Autistic-Like Traits in a General Population Study of Young Adults. Frontiers in Human Neuroscience. 7 (658): 1—10. doi:10.3389/fnhum.2013.00658. PMID 24133439.{{cite journal}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
  10. ↑ а б в г д е Zhong, Chen; Shen, Jinlong; Zhang, Huibing; Li, Guangyi; Shen, Senlin; Wang, Fang (September 2017). Cbln1 and Cbln4 Are Structurally Similar but Differ in GluD2 Binding Interactions. Cell Reports. 20 (10): 2328—2340. doi:10.1016/j.celrep.2017.08.031. PMID 28877468. Архів оригіналу за 28 травня 2021. Процитовано 20 січня 2021.
  11. ↑ а б в г д е Strowski, Mathias; Kaczmarek, Przemyslaw; Mergler, Stefan; Wiedenmann, Bertram; Domin, Danuta; Szwajkowski, Przemyslaw (October 2009). Insulinostatic activity of cerebellin — evidence from in vivo and in vitro studies in rats. Regulatory Peptides. 157 (1-3): 19—24. doi:10.1016/j.regpep.2009.05.010. PMID 19481574. {{cite journal}}: Cite має пустий невідомий параметр: |1= (довідка)
  12. ↑ Bao, Dashi; Pang, Zhen; Morgan, James (November 2005). The structure and proteolytic processing of Cbln1 complexes. Journal of Neurochemistry. 95 (3): 618—629. doi:10.1111/j.1471-4159.2005.03385.x. PMID 16135095. Архів оригіналу за 30 липня 2020. Процитовано 20 січня 2021.
  13. ↑ Gardiner, J V; Beale, K E; Roy, D; Boughton, C K; Bataveljic, A; Campbell, D C (October 2010). Cerebellin1 is a novel orexigenic peptide. Diabetes, Obesity and Metabolism. 12 (10): 883—890. doi:10.1111/j.1463-1326.2010.01247.x. PMID 20920041.
  14. ↑ а б в Rucinski, Marcin; Ziolkowska, Agnieszka; Szyszka, Marta; Malendowicz, Ludwik (March 2009). Precerebellin-related genes and precerebellin 1 peptide in the adrenal gland of the rat: expression pattern, localization, developmental regulation and effects on corticosteroidogenesis. International Journal of Molecular Medicine. 23 (3): 363—370. doi:10.3892/ijmm_00000140. PMID 19212655.
  15. ↑ а б Matsuda, K; Miura, E; Miyazaki, T; Kakegawa, W; Emi, K; Narumi, S (April 2010). Cbln1 is a ligand for an orphan glutamate receptor delta-2, a bidirectional synapse organizer. Science. 328 (5976): 363—371. doi:10.1126/science.1185152. PMID 20395510. Архів оригіналу за 27 січня 2022. Процитовано 20 січня 2021.
  16. ↑ а б в г Otsuka, Shintaro; Konno, Kohtarou; Abe, Manabu; Motohashi, Junko; Kohda, Kazuhisa; Sakimura, Kenji (November 2016). Roles of Cbln1 in Non-Motor Functions of Mice. Journal of Neuroscience. 36 (46): 11801—11816. doi:10.1523/JNEUROSCI.0322-16.2016. Архів оригіналу за 24 жовтня 2020. Процитовано 20 січня 2021.
  17. ↑ Krishnan, Vaishnav; Stoppel, David C; Nong, Yi; Johnson, Mark A; Nadler, Monica J S; Ozkaynak, Ekim (March 2017). Autism gene Ube3a and seizures impair sociability by repressing VTA Cbln1. Nature. 543 (7646): 507—512. doi:10.1038/nature21678. PMID 28297715. Архів оригіналу за 28 січня 2021. Процитовано 20 січня 2021.
  18. ↑ Yang, Dongyong; Li, Na; Ma, Aiping; Dai, Fangfang; Zheng, Yajing; Hu, Xuejia (October 2020). Identification of Potential Biomarkers of Polycystic Ovary Syndrome via Integrated Bioinformatics Analysis. Reproductive Sciences. doi:10.1007/s43032-020-00352-x. PMID 33067753. Архів оригіналу за 28 січня 2021. Процитовано 20 січня 2021.

Див. також[ред. | ред. код]

Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=CBLN1&oldid=35581938