Вікіпедія

Протеїн-тирозин-фосфатаза

клас ферментів

Протеїн-тирозин-фосфатази — це група ферментів, які каталізують реакцію гідролізу фосфоефірного зв'язку фосфотирозинового амінокислотного залишку різноманітних субстратів (білків). Фосфорилювання білків за залишками тирозину (pTyr) є однією з найпоширеніших посттрансляційних модифікацій, яка може створювати нові розпізнавальні мотиви для білкових взаємодій і клітинної локалізації, впливати на стабільність білка, і регулювати активність ферменту. Як наслідок, підтримка відповідного рівня фосфорилювання білків за залишками тирозину має важливе значення для багатьох клітинних функцій. Тирозин-специфічні протеїнфосфатази каталізують гідроліз фосфоефірного зв'язку через формування цистеїніл-фосфатного ферментного проміжного комплексу. Ці ферменти є ключовими регуляторними компонентами в шляхах сигнальної трансдукції (наприклад, МАР-кіназні шляхи) та контролі клітинного циклу й грають важливу роль в контролі клітинного росту, проліферації, диференціювання, трансформації і синаптичної пластичності[1][2][3][4].

Протеїн-тирозин-фосфатаза
Протеїн-тирозин-фосфатаза 1 людини, тример
Ідентифікатори
Символ?
Номер CAS79747-53-8
Інша інформація
Шифр КФ3.1.3.48

Функції

ред.

Разом з тирозинкіназами, протеїн-тирозин-фосфатази (англ. protein tyrosine phosphatases, PTPs) регулюють фосфорилювальний стан багатьох важливих сигнальних молекул, таких як родина МАР-кіназ. PTPs все частіше розглядаються як невід'ємний компонент каскадів сигнальної трансдукції, незважаючи на меншу вивченість та розуміння в порівнянні з тирозинкіназами.

PTPs беруть участь в регуляції багатьох клітинних процесів, не обмежуючись, але включаючи:

Класифікація

ред.

По механізму

ред.

PTP-активність можна знайти в чотирьох білкових родин[6][7] . Посилання на всі 107 членів родини протеїн-тирозин-фосфатаз можна знайти в шаблоні в нижній частині цієї статті.

Клас I

ред.

PTPs класу I є найбільшою групою PTPs з 99 членів, які можуть бути розділені на

  • 38 класичних PTPs
    • 21 рецепторна PTPs
    • 17 нерецепторних PTPs
  • 61 VH-1-подібна фосфатаза, або фосфатаза з подвійною специфічністю (англ. dual-specific phosphatases, DSPs)

Ser/Thr та Tyr фосфатази з подвійною специфічністю є групою ферментів, як з Ser/Thr протеїн-фосфатазною, так і тирозин-специфічною протеїн-фосфатазною активністю й здатні каталізувати гідроліз фосфоефірного зв'язку в фосфотирозиновому, фосфосериновому/фосфотреоніновому амінокислотному залишку в широкого спектра фосфопротеїнів, включаючи ряд ферментів, які були фосфорильовані кіназами. Протеїн-фосфатази з подвійною специфічністю (DSPs) регулюють мітогенетичну трансдукцію сигналу і контролюють клітинний цикл.

Синдром LEOPARD, синдром Нунан та метахондроматоз асоційовані з PTPN11.

Підвищені рівні активованого PTPN5 негативно позначаються на синаптичній стабільності і грають роль в розвитку хвороби Альцгеймера[3], синдрому ламкої X-хромосоми[4], шизофренії[8] і хвороби Паркінсона[9]. Зниженні рівні активованого PTPN5 зумовлюють хворобу Хантінгтона[10][11], церебральну ішемію[12], зловживання алкоголем[13][14] і стресові розлади[15][16]. У сукупності ці дані свідчать про те, що тільки при оптимальних рівнях PTPN5 синаптична функція незачепленою.

Клас II

ред.

Низько-молекулярні фосфатази, або кислі фосфатази діють білки з фосфорильованими залишками тирозину (pTyr), низько-молекулярні-арилфосфати й природні і синтетичні ацилфосфати[17][18].

PTPs класу II містить тільки одного члена, еритроцитарну кислу фосфатазу (ACP1,LMPTP).

Клас III

ред.

Cdc25 фосфатази (dTyr і/або dThr). PTPs класу III містять три члена, cdc25 А, В, і С.

Клас IV

ред.

pTyr-специфічні фосфатази Клас IV PTPs містить чотири члени, Eya1-4. Цей клас, як вважають, еволюціонував окремо від інших трьох[19] .

По локалізації

ред.

Ґрунтуючись на їх клітинної локалізації, протеїн-тирозин-фосфатази також класифікуються як:

  • рецепторні протеїн-тирозин-фосфатази, які є трансмембранними рецепторами й містять протеїн-тирозин-фосфатазні домени[20]. З точки зору структури, всі відомі рецепторні протеїн-тирозин-фосфатази утворені з змінної довжини позаклітинного домену, й наступних трансмембранного і С-кінцевого каталітичного цитоплазматического домену. Деякі з рецепторних протеїн-тирозин-фосфатаз містять повтори фібронектину типу III (FN-III), імуноглобулін-подібні домени, домени МАМ, або карбоангідраза-подібні домени в їх позаклітинної області. Загалом, цитоплазматична область містить дві копії домену протеїн-тирозин-фосфатази. Перший, здається, має ферментативну активність, в той час як другий є неактивним.
  • нерецепторні (внутрішньоклітинні) протеїн-тирозин-фосфатази[21].

Загальні елементи

ред.

Всі протеїн-тирозин-фосфатази, крім тих з родини eya містять високо консервативний активний сайт (мотив C(X)5R, де Х — залишок будь-якої амінокислоти) й використовують загальний каталітичний механізм, і мають схожу корову структуру з центрального паралельного β-листа та фланкуючих α-спіралей, яка містить характерний для PTP структурний мотив, що включає таку поослідовнінсть елементів вторинної структури: β-лист-петля-α-спіраль-петля[22]. Функціональна різноманітність між PTPases виявляється у регуляторних доменах і субодиницях.

Низько-молекулярна протеїн-тирозин-фосфатаза
 
Структура низько-молекулярної протеїн-тирозин-фосфатази.[23]
Ідентифікатори
СимволLMWPc
PDB[http://www.rcsb.org/pdb/cgi/explore.do?pdbId=1bvh 1bvh, 1c0e, 1d1p, 1d1q, 1d2a, 1dg9, 1jf8, 1jfv, 1jl3, 1ljl 1bvh, 1c0e, 1d1p, 1d1q, 1d2a, 1dg9, 1jf8, 1jfv, 1jl3, 1ljl]
Інші ідентифікаториPfam: PF01451;
Інша інформація
Протеїн-тирозин-фосфатаза
 
Структура протеїн-тирозин-фосфатази Yersinia.[24]
Ідентифікатори
СимволY_phosphatase
PDB[http://www.rcsb.org/pdb/cgi/explore.do?pdbId=1a5y 1a5y, 1aax, 1bzc, 1bzh, 1bzj, 1c83, 1c84, 1c85, 1c86, 1c87 1a5y, 1aax, 1bzc, 1bzh, 1bzj, 1c83, 1c84, 1c85, 1c86, 1c87]
Інші ідентифікаториPfam: PF00102;
Інша інформація
Каталітичний домен протеїн-тирозин-фосфатази з подвійною специфічністю
 
Структура протеїн-тирозин-фосфатази з подвійною специфічністю VHR.[25]
Ідентифікатори
СимволDSPc
PDB[http://www.rcsb.org/pdb/cgi/explore.do?pdbId=1d5r 1d5r, 1i9s, 1i9t, 1j4x, 1m3g, 1mkp, 1ohc, 1ohd, 1ohe, 2c46 1d5r, 1i9s, 1i9t, 1j4x, 1m3g, 1mkp, 1ohc, 1ohd, 1ohe, 2c46]
Інші ідентифікаториPfam: PF00782;
Інша інформація
Протеїн-тирозин-фосфатаза, SIW14-подібна
 
Очікувана структура фосфатази з Arabidopsis thaliana.[26]
Ідентифікатори
СимволY_phosphatase2
PDB[http://www.rcsb.org/pdb/cgi/explore.do?pdbId=1xri 1xri, 2q47 1xri, 2q47]
Інші ідентифікаториPfam: PF03162;
Інша інформація
Протеїн-тирозин-фосфатаза-подібний білок, PTPLA
Ідентифікатори
СимволPTPLA
Інші ідентифікаториPfam: PF04387;
Інша інформація

Посилання

ред.
  1. ↑ Dixon JE, Denu JM (1998). Protein tyrosine phosphatases: mechanisms of catalysis and regulation. Curr Opin Chem Biol. 2 (5): 633—41. PMID 9818190.
  2. ↑ Paul S, Lombroso PJ (2003). Receptor and nonreceptor protein tyrosine phosphatases in the nervous system. Cell. Mol. Life Sci. 60 (11): 2465—82. doi:10.1007/s00018-003-3123-7. PMID 14625689.
  3. ↑ а б Zhang Y, Kurup P, Xu J, Carty N, Fernandez SM, Nygaard HB, Pittenger C, Greengard P, Strittmatter SM, Nairn AC, Lombroso PJ (Nov 2010). Genetic reduction of striatal-enriched tyrosine phosphatase (STEP) reverses cognitive and cellular deficits in an Alzheimer's disease mouse model. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107 (44): 19014—9. doi:10.1073/pnas.1013543107. PMC 2973892. PMID 20956308.
  4. ↑ а б Goebel-Goody SM, Wilson-Wallis ED, Royston S, Tagliatela SM, Naegele JR, Lombroso PJ (Jul 2012). Genetic manipulation of STEP reverses behavioral abnormalities in a fragile X syndrome mouse model. Genes, Brain, and Behavior. 11 (5): 586—600. doi:10.1111/j.1601-183X.2012.00781.x. PMC 3922131. PMID 22405502.
  5. ↑ Kurup P, Zhang Y, Xu J, Venkitaramani DV, Haroutunian V, Greengard P, Nairn AC, Lombroso PJ (Apr 2010). Abeta-mediated NMDA receptor endocytosis in Alzheimer's disease involves ubiquitination of the tyrosine phosphatase STEP61. The Journal of Neuroscience. 30 (17): 5948—57. doi:10.1523/JNEUROSCI.0157-10.2010. PMC 2868326. PMID 20427654.
  6. ↑ Sun JP, Zhang ZY, Wang WQ (2003). An overview of the protein tyrosine phosphatase superfamily. Curr Top Med Chem. 3 (7): 739—48. PMID 12678841.
  7. ↑ Alonso A, Sasin J та ін. (2004). Protein tyrosine phosphatases in the human genome. Cell. 117 (6): 699—711. doi:10.1016/j.cell.2004.05.018. PMID 15186772.
  8. ↑ Carty NC, Xu J, Kurup P, Brouillette J, Goebel-Goody SM, Austin DR, Yuan P, Chen G, Correa PR, Haroutunian V, Pittenger C, Lombroso PJ (2012). The tyrosine phosphatase STEP: implications in schizophrenia and the molecular mechanism underlying antipsychotic medications. Translational Psychiatry. 2 (7): e137. doi:10.1038/tp.2012.63. PMC 3410627. PMID 22781170.
  9. ↑ Kurup PK, Xu J, Videira RA, Ononenyi C, Baltazar G, Lombroso PJ, Nairn AC (Jan 2015). STEP61 is a substrate of the E3 ligase parkin and is upregulated in Parkinson's disease. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 112 (4): 1202—7. doi:10.1073/pnas.1417423112. PMC 4313846. PMID 25583483.
  10. ↑ Saavedra A, Giralt A, Rué L, Xifró X, Xu J, Ortega Z, Lucas JJ, Lombroso PJ, Alberch J, Pérez-Navarro E (Jun 2011). Striatal-enriched protein tyrosine phosphatase expression and activity in Huntington's disease: a STEP in the resistance to excitotoxicity. The Journal of Neuroscience. 31 (22): 8150—62. doi:10.1523/JNEUROSCI.3446-10.2011. PMC 3472648. PMID 21632937.
  11. ↑ Gladding CM, Sepers MD, Xu J, Zhang LY, Milnerwood AJ, Lombroso PJ, Raymond LA (Sep 2012). Calpain and STriatal-Enriched protein tyrosine phosphatase (STEP) activation contribute to extrasynaptic NMDA receptor localization in a Huntington's disease mouse model. Human Molecular Genetics. 21 (17): 3739—52. doi:10.1093/hmg/dds154. PMC 3412376. PMID 22523092.
  12. ↑ Deb I, Manhas N, Poddar R, Rajagopal S, Allan AM, Lombroso PJ, Rosenberg GA, Candelario-Jalil E, Paul S (Nov 2013). Neuroprotective role of a brain-enriched tyrosine phosphatase, STEP, in focal cerebral ischemia. The Journal of Neuroscience. 33 (45): 17814—26. doi:10.1523/JNEUROSCI.2346-12.2013. PMC 3818554. PMID 24198371.
  13. ↑ Hicklin TR, Wu PH, Radcliffe RA, Freund RK, Goebel-Goody SM, Correa PR, Proctor WR, Lombroso PJ, Browning MD (Apr 2011). Alcohol inhibition of the NMDA receptor function, long-term potentiation, and fear learning requires striatal-enriched protein tyrosine phosphatase. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108 (16): 6650—5. doi:10.1073/pnas.1017856108. PMC 3081035. PMID 21464302.
  14. ↑ Darcq E, Hamida SB, Wu S, Phamluong K, Kharazia V, Xu J, Lombroso P, Ron D (Jun 2014). Inhibition of striatal-enriched tyrosine phosphatase 61 in the dorsomedial striatum is sufficient to increased ethanol consumption. Journal of Neurochemistry. 129 (6): 1024—34. doi:10.1111/jnc.12701. PMC 4055745. PMID 24588427.
  15. ↑ Yang CH, Huang CC, Hsu KS (May 2012). A critical role for protein tyrosine phosphatase nonreceptor type 5 in determining individual susceptibility to develop stress-related cognitive and morphological changes. The Journal of Neuroscience. 32 (22): 7550—62. doi:10.1523/JNEUROSCI.5902-11.2012. PMID 22649233.
  16. ↑ Dabrowska J, Hazra R, Guo JD, Li C, Dewitt S, Xu J, Lombroso PJ, Rainnie DG (Dec 2013). Striatal-enriched protein tyrosine phosphatase-STEPs toward understanding chronic stress-induced activation of corticotrophin releasing factor neurons in the rat bed nucleus of the stria terminalis. Biological Psychiatry. 74 (11): 817—26. doi:10.1016/j.biopsych.2013.07.032. PMC 3818357. PMID 24012328.
  17. ↑ Wo YY, Shabanowitz J, Hunt DF, Davis JP, Mitchell GL, Van Etten RL, McCormack AL (1992). Sequencing, cloning, and expression of human red cell-type acid phosphatase, a cytoplasmic phosphotyrosyl protein phosphatase. J. Biol. Chem. 267 (15): 10856—10865. PMID 1587862.
  18. ↑ Shekels LL, Smith AJ, Bernlohr DA, Van Etten RL (1992). Identification of the adipocyte acid phosphatase as a PAO-sensitive tyrosyl phosphatase. Protein Sci. 1 (6): 710—721. doi:10.1002/pro.5560010603. PMC 2142247. PMID 1304913.
  19. ↑ William C. Plaxton; Michael T. McManus (2006). Control of primary metabolism in plants. Wiley-Blackwell. с. 130–. ISBN 978-1-4051-3096-7. Архів оригіналу за 2 березня 2017. Процитовано 12 грудня 2010.
  20. ↑ Knapp S, Longman E, Debreczeni JE, Eswaran J, Barr AJ (2006). The crystal structure of human receptor protein tyrosine phosphatase kappa phosphatase domain 1. Protein Sci. 15 (6): 1500—1505. doi:10.1110/ps.062128706. PMC 2242534. PMID 16672235.
  21. ↑ Perrimon N, Johnson MR, Perkins LA, Melnick MB (1996). The nonreceptor protein tyrosine phosphatase corkscrew functions in multiple receptor tyrosine kinase pathways in Drosophila. Dev. Biol. 180 (1): 63—81. doi:10.1006/dbio.1996.0285. PMID 8948575.
  22. ↑ Barford D, Das AK, Egloff MP (1998). The structure and mechanism of protein phosphatase s: insights into catalysis and regulation. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 27 (1): 133—64. doi:10.1146/annurev.biophys.27.1.133. PMID 9646865.
  23. ↑ Su XD, Taddei N, Stefani M, Ramponi G, Nordlund P (August 1994). The crystal structure of a low-molecular-weight phosphotyrosine protein phosphatase. Nature. 370 (6490): 575—8. doi:10.1038/370575a0. PMID 8052313.
  24. ↑ Stuckey JA, Schubert HL, Fauman EB, Zhang ZY, Dixon JE, Saper MA (August 1994). Crystal structure of Yersinia protein tyrosine phosphatase at 2.5 A and the complex with tungstate. Nature. 370 (6490): 571—5. doi:10.1038/370571a0. PMID 8052312.
  25. ↑ Yuvaniyama J, Denu JM, Dixon JE, Saper MA (May 1996). Crystal structure of the dual specificity protein phosphatase VHR. Science. 272 (5266): 1328—31. doi:10.1126/science.272.5266.1328. PMID 8650541.
  26. ↑ Aceti DJ, Bitto E, Yakunin AF та ін. (October 2008). Structural and functional characterization of a novel phosphatase from the Arabidopsis thaliana gene locus At1g05000. Proteins. 73 (1): 241—53. doi:10.1002/prot.22041. PMID 18433060.
Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=Протеїн-тирозин-фосфатаза&oldid=42146169