Protein ekscizijskog popravka DNK ERCC-6 (CS-B protein) je protein koji je kod ljudi kodiran genom ERCC6. Gen ERCC6 nalazi se na dugom (q) kraku ljudskog hromosoma 10, pozicija 11.23.NIH. "ERCC6 Gene." Genetics Home Reference. National Institutes of Health, 16 Feb. 2015. Web. 22 Feb. 2015. <http://ghr.nlm.nih.gov/gene/ERCC6>.
Prisustvo jedne ili više kopija mutiranog ERCC6 uzrokuje Cockayneov sindrom, tip II.
Funkcija DNK može se oštetiti ultraljubičastim zračenjem, toksinima, radioaktivnim supstancama i reaktivnim biohemijskim međuproduktima, kao što su slobodni radikali. Protein ERCC6 učestvuje u popravljanju genoma kada specifični geni koji prolaze transkripciju (nazvani "aktivni geni") ne rade; kao takav, ERCC6 služi kao popravljač ekscizije, vezane za transkripciju proteina, jedan od temeljnih enzima u aktivnoj popravci gena.
Struktura i mehanizmi Utvrđeno je da CSB ima svojstva ATPaza; postoje kontradiktorne publikacije u vezi sa efektom koncentracije ATP na aktivnost CSB-a. Najnoviji dokazi sugeriraju da ADP/AMP alosterno regulira CSB. Kao takav, nagađa se da CSB može promovirati stvaranje proteinskog kompleksa na mjestima popravki, koje podliježu omjeru ATP i ADP naboja.
Konzerviranost helikaza u eukariotskom CSB je evidentna; svih sedam glavnih proteinskih domena konzervirano je među brojnim RNK i DNK-helikazama. Izvršena je detaljna strukturna analiza CSB-a; motivi I, Ia, II i III zajednički se nazivaju domen 1, dok motivi IV, V i VI obuhvataju domen 2. Ti domeni obavijaju se oko interdomena pukotine uključene u vezanje i hidrolizu ATP. Motivi III i IV nalaze se u neposrednoj blizini aktivne lokacije; zato ostaci u tim regijama stabiliziraju vezanje ATP/ADP, putem vodikove veze. Predloženo je da domen 2 utiče na vezanje DNK nakon induciranih konformacijskih promjena koje proizlaze iz hidrolize ATP-a. Konkretni ostaci koji su uključeni u vezanje gena tek trebaju biti identificirani.
Evolucijski korijeni CSB-a naveli su neke na tvrdnju da pokazuje helikaznu aktivnost. Dokazi o helikaznim svojstvima CSB-a vrlo su sporni. Ipak, utvrđeno je da protein sudjeluje u unutarćelijskom prometu, što je uobičajena uloga helikaza. Kompleksne interakcije između proteina za obnavljanje DNK sugeriraju da eukariotski CSB podržava neke, ali ne sve funkcije svojih prokariotskih prekursora.
Interakcije Dokazano je da CSB ima interakcija sa P53.
Dokazano je da CSB djeluje kao faktor preoblikovanja hromatina za RNK-polimerazu II. Kada RNA-polimeraza II zastane greškom u genomu, CSB preoblikuje dvostruku spiralu DNK, tako da enzimima za obnavljanje omogući pristup leziji.
CSB je uključen u put popravak bazne ekscizije (BER). To je zbog dokazanih interakcija s ljudskim AP-endonukleazama, iako interakcija između rekombinantnog CSB i endonukleze IV E. coli, kao ni fragmenti AP-endonukleaze AP nisu uočeni na N-kraju in vitro. Konkretno, CSB stimulira aktivnost isijecanja AP-mjesta na AP-endonukleazi, neovisno o ATP.
Pored BER-puta, CSB je snažno integriran u popravak ekscizije nukleotida (NER). Iako BER, za prepoznavanje i ispravljanje glomaznih lezija, koristi glikozilaze, NER je posebno svestran u popravljanju DNK oštećene UV zračenjem, uklanjanjem oksidiranih baza. Uloga CSB-a u NER-u najbolje se očituje u interakcijama sa receptorima T-ćelija, u kojima je proteinska kolaboracija ključna u efikasnom vezanju antigena.
Neurogeneza i nervna diferencijacija Pokazalo se da nokaut ERCC6 unutar ljudskog neurvnih progenitornih ćelija smanjuje i neurogeneza i nervu diferencijaciju. Oba mehanizma su ključna u razvoju mozga, objašnjavajući karakteristične kognitivne nedostatke Cockayneovog sindroma – kao što je usporeni razvoj nervnog sistema – koji inače ne izgledaju povezani sa simptomima poput fotosenzibilnosti i gubitaka sluha.
Cockayneov sindrom Kod ljudi, Cockayneov sindrom (CS) je rijetka autosomno recesivna leukodistrofija (povezana s razgradnjom bijele tvari). CS nastaje zbog mutacija klicine linije u bilo kojem od dva gena, CSA (ERCC8) ili CSB (ERCC6). Otprilike dvije trećine pacijenata sa CS ima mutaciju gena CSB (ERCC6). Mutacije u ERCC6 koje dovode do CS odnose se i na veličinu proteina, kao i na specifične aminokiselinske ostatke koji se koriste u biosintezi. Pacijenti koji imaju CS tipa II često imaju skraćeni i/ili pogrešno sklopljeni CSB, koji remeti ekspresiju i transkripciju gena. Karakteristični biološki učinak neispravnog rada ERCC6 je nervna ćelijska smrt, što rezultira preranim starenjem i oštećenjima rasta.
Na mjeru ometanja oksidacijske popravke neispravnost CSB-a jako utiče na nervno funkcioniranje pacijenta. Dvije potforme poremećaja (od kojih posljednja odgovara ERCC6 defektima) – CS-A i CS-B – obje uzrokuju probleme u oksidacijskoj popravci, iako pacijenti sa CS-B češće pokazuju probleme sa nervnim sistemom, koji proizlaze iz oštećenja ovog puta. Većina pacijenata sa CS II tipa pokazuje fotosenzibilnost, u skladu s jako oksidativnim svojstvima UV-svjetlosti.Laugel, V., C. Dalloz, M. Durrand, and H. Dollfus. "Mutation Update for the CSB/ERCC6 and CSA/ERCC8 Genes Involved in Cockayne Syndrome." Human Mutation. Human Genome Variation Society, 5 Nov. 2009. Web. 22 Feb. 2015. <http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/humu.21154/epdf>.
Popravak DNK Smatra se da proteini CSB i CSA funkcioniraju u transkripciji vezanoj za popravak ekscizije nukleotida (TC-NER). Ćelije sa nedostatkom CSB i CSA nisu u stanju da preferencijalno poprave ciklobutan pirimidinski dimer, induciran UV-zračenjem u aktivnim transkribiranim genima, u skladu s neuspjelim odgovorom TC-NER. CSB se također akumulira na mjestima prekida dvolančanih molekula DNK, na način koji ovisi o transkripciji i utiče na popravak dvostrukog lanca. CSB protein olakšava homolognu rekombinaciju popravka dvolančanih prekida i potiskuje nehomologno spajanje kraja.
U oštećenoj ćeliji, CSB protein lokalizira se na mjestima oštećenja DNK. Na aktiviranje CSB-a na oštećenim mjestima utiče tip oštećenja DNK, a najbrže i najsnažnije djeluje na sljedeći način: međuslojne mrežne veze > dvostruki prelomi > monoaddukti > oksidativna oštećenja. CSB protein u interakciji je sa SNM1A (DCLRE1A) proteinom, 5'-3'eksonukleazom, da bi promovirao uklanjanje umreženih DNK unakrsnih veza.
Implikacije u kancerima Jednonukleotidni polimorfizmi u genu ERCC6 korelirali su sa značajno povećanim rizikom od određenih oblika karcinom. Specifična mutacija na položaju 1097 (M1097V), kao i polimorfizmi na aminokiselinskim ostacima 1413, povezani su s povećanim rizikom od raka mokraćne bešike za eksperimentalne subjekte na Tajvanu; štaviše, za M1097V se tvrdilo da ima ključnu ulogu u patogenezi. Rs1917799 polimorfizam bio je povezan sa povećanim rizikom od raka želuca za kineske eksperimentalne subjekte, a mutacije na kodonu 399 povezane su s početkom oralnog karcinoma kod tajvanskih pacijenata. Drugo istraživanje otkrilo je raznovrstan skup mutacija u genu ERCC6 među kineskim pacijentima sa rakom pluća u odnosu na opću populaciju (u smislu statističke značajnosti), ali nije uspelo da identifikuje specifične polimorfizme povezane s bolešću pacijenata.
Neispravan popravak DNK uzročno je uključen u razvoj tumora, zbog neispravnosti proteina, u nemogućnosti da isprave gene odgovorne za apoptozu i rast ćelija. Ipak, velika većina studija u vezi s efektima nokaut ERCC6 ili mutacija za karcinom temelji se na statističkim korelacijama dostupnih podataka o pacijentima, za razliku od mehaničke analize početka karcinoma "in vivo". Dakle, zbunjivanje zasnovano na interakcijama protein-protein, protein-supstrat i / ili supstrat-supstrat onemogućava zaključke koji postavljaju mutacije ERCC6 karcinoma "uzrokuju" na individualnoj osnovi.
Reference
Dopunska literatura
Vanjski linkovi GeneReviews/NCBI/NIH/UW entry on Cockayne syndrome
Kategorija:Ljudski proteini Kategorija:Geni na hromosomu 10 Kategorija:Genetika čovjeka