聚腺苷酸结合蛋白,细胞质,1; PABPC1

聚腺苷酸结合蛋白 1; PABP1; PAB1
POLY(A)-结合蛋白 1
多聚(A)-结合蛋白; PABP

HGNC 批准的基因符号:PABPC1

细胞遗传学位置:8q22.3 基因组坐标(GRCh38):8:100,702,916-100,722,088(来自 NCBI)

▼ 说明

聚腺苷酸结合蛋白(PABP) 被发现与真核 mRNA 的 3 引物聚腺苷酸尾复合,是聚腺苷酸缩短和转录起始所必需的。在人类中,PABP 包含一个小的核亚型和一个保守的基因家族,该家族显示至少 3 个功能蛋白:PABP1(PABPC1)、诱导型 PABP(iPABP 或 PABPC4;603407)和 PABP3(PABPC3;604680)。此外,至少有4个假基因,PABPCP1至PABPCP4。

▼ 克隆与表达

格兰奇等人(1987)分离出编码人PABP的黑色素瘤细胞cDNA。预测的 633 个氨基酸的蛋白质在其 N 末端一半包含 4 个大约 80 个氨基酸单元的重复。作者发现,这个重复区域在人类和酵母 PABP 之间高度保守,足以进行聚腺苷酸(poly(A)) 结合。人 PABP cDNA 的体外转录产生了 SDS-PAGE 表观分子量为 73 kD 的蛋白质。 Northern 印迹分析表明 PABP 在人黑色素瘤细胞中表达为 2.9-kb mRNA。

戈尔拉赫等人(1994) 指出 PABP 的 4 个重复序列中的每一个都是核糖核蛋白(RNP) 共有序列 RNA 结合域。他们确定 PABP 的 pI 约为 10.3,是一种非常丰富、稳定的蛋白质。

▼ 基因功能

Gorlach 等人对哺乳动物细胞进行免疫荧光研究(1994)指出PABP仅位于细胞质中。然而,Afonina 等人同时使用间接免疫荧光和通过与绿色荧光蛋白(GFP) 融合来标记 PABP1(1998) 证明 PABP1 在细胞核和细胞质之间穿梭。当转录受到抑制时,PABP1 在细胞核中积累,表明 PABP1 的核输出需要活跃的转录。缺失诱变表明 PABP1 的 RNA 结合能力对于核保留很重要。阿福尼娜等人(1998) 表明 PABP1 参与与 mRNP 形成和转运至细胞质相关的核事件。

细胞因子和原癌基因 mRNA 通过 3 素非翻译区中富含 AU 的元件快速降解。快速衰变涉及富含 AU 的结合蛋白 AUF1(601324),它与热休克蛋白 HSC70(600816) 和 HSP70(参见 140550)、转录起始因子 EIF4G(600495) 和 PABP 复合。富含 AU 的 mRNA 衰减与 EIF4G 从 AUF1 的置换、AUF1 的泛素化以及 AUF1 被蛋白酶体的降解有关。热休克诱导 HSP70、泛素蛋白酶体网络下调或泛素化酶 E1(314370) 失活都会导致 HSP70 将 AUF1 隔离在核周-核中,并且所有 3 个过程都会阻止富含 AU 的 mRNA 和 AUF1 的衰变蛋白质。这些结果将细胞因子 mRNA 的快速降解与泛素蛋白酶体途径联系起来(Laroia 等,1999)。

富含 AU 的元件和蛋白质编码决定簇直接快速去除 Poly(A) 尾,这是 mRNA 衰变必要的第一步。格罗塞特等人(2000) 确定 5 种蛋白质形成与 FOS 基因不稳定的主要蛋白质编码区决定因素(mCRD) 相关的多蛋白质复合物(164810):PABP、HNRNPD(AUF1)、PAIP1(605184)、NSAP1 和 UNR(191510)。这些蛋白质的过度表达通过阻止去腺苷化来稳定含有 mCRD 的 mRNA。

卡维吉安等人(2005) 研究了 PABP 刺激核糖体募集和通过从核酸酶处理的小鼠无癌细胞提取物中消耗 Pabp 来刺激核糖体募集和转录的机制。缺乏 Pabp 的提取物表现出转录率降低、48S 和 80S 核糖体起始复合物形成效率降低以及 Eif4e(133440) 与 mRNA 帽结构的相互作用受损。用野生型人类 PABP 补充 Pabp 耗尽的提取物纠正了缺陷,但具有 met161-to-ala 取代(M161A) 的 PABP 突变体无法与 Eif4g 相互作用,未能恢复荧光。卡维吉安等人(2005) 假设 PABP 可以通过多种机制提高光电效率。一种可能性涉及通过同时结合 Poly(A) 尾和 EIF4G 环化 mRNA,从而通过将 5-prime 和 3-prime 末端结合在一起来刺激核糖体回收。另一种可能性是 PABP 增加了 EIF4G 和 EIF4E 之间的结合亲和力,导致 EIF4E 和 5-prime cap 之间的结合更强。

内田等人(2004) 鉴定了由 PAN2(617447) 和 PAN3(617448) 组成的人细胞质聚腺苷酸核酸酶复合物,该复合物与 PABP 相互作用并受 PABP 刺激。结构域分析表明,PAN3 分别通过其 C 端和 N 端区域与 PAN2 和 PABP 相互作用。 PABP 通过与 PAN3 的结合刺激 PAN2 的 RNase 活性。竞争实验表明,在不存在 PABP 的情况下,PAN2 除了针对 Poly(A) 外,还具有针对 Poly(C) 的 RNase 活性,但在存在 PABP 的情况下,表现出对 Poly(A) 的显着偏好。

▼ 生化特征

德奥等人(1999) 以 2.6 埃的分辨率测定了人类 PABP 的共晶结构。 PABP 识别 3-prime mRNA poly(A) 尾,在真核生物转录起始和 mRNA 稳定/降解中发挥关键作用。 Deo 等人使用的最小 PABP(1999) 由 N 端 2 个 RRM 型 RNA 结合域组成,通过短接头连接(统称为 RRM1/2)。这 2 个 RRM 形成一个连续的 RNA 结合槽,其内衬有由 4 个 α 螺旋支持的反向平行 β 片层。聚腺苷酸 RNA 采用沿着分子槽长度延伸的构象。腺嘌呤识别主要通过与 2 个 RRM 的 RNP 基序中发现的保守残基接触来介导。 RRM1/2的凸背显示出系统发育上保守的疏水/酸性部分,这可能与极化起始因子和调节蛋白相互作用。

▼ 测绘

Feral 等人通过扩增来自人类-啮齿动物体细胞杂交组的特定 DNA 片段(1999) 将 PABP1 和 PABP3 分别对应到 8q22 和 13q11-q12。他们将 iPABP 基因分配给染色体 1;与辐射混合数据库信息相比,该结果将分配范围缩小到 1p36-p32。 PABP 假基因 PABPCP1、PABPCP2 和 PABPCP4 分别对应到染色体 4、14 和 15。在染色体扩散上检测到的三个基因座与任何扩增片段无关,表明其他相关的 PABP 基因仍有待鉴定。

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