Neurotrofický faktor odvozený z gliové buněčné linie - Glial cell line-derived neurotrophic factor

GDNF
GDNF.jpg
Dostupné struktury
PDB Hledání ortologů : PDBe RCSB
Identifikátory
Přezdívky GDNF , ATF1, ATF2, HFB1-HSCR3, neurotrofický faktor odvozený z gliových buněk, ATF
Externí ID OMIM : 600837 MGI : 107430 HomoloGene : 433 genových karet : GDNF
Ortology
Druh Člověk Myš
Entrez
Ensembl
UniProt
RefSeq (mRNA)

NM_010275
NM_001301332
NM_001301333
NM_001301357

RefSeq (protein)

NP_000505
NP_001177397
NP_001177398
NP_001265027
NP_954701

NP_001288261
NP_001288262
NP_001288286
NP_034405

Umístění (UCSC) Chr 5: 37,81 - 37,84 Mb Chr 15: 7,81 - 7,84 Mb
Hledání PubMed
Wikidata
Zobrazit/upravit člověka Zobrazit/upravit myš

Gliových buněk neurotrofický faktor ( GDNF-faktor ) je protein , který u lidí, je kódován GDNF genu . GDNF je malý protein, který účinně podporuje přežití mnoha typů neuronů . Signalizuje prostřednictvím receptorů GFRα , zejména GFRa1 . Je také zodpovědný za stanovení spermatogonie na primární spermatocyty, tj. Je přijímán RET a tvorbou gradientu s SCF rozděluje spermatogonii na dvě buňky. Výsledkem je retence spermatogonie a tvorba spermatocytů. [Scott F. Gilbert]

Rodina ligandů GDNF (GFL)

GDNF byl objeven v roce 1991 a je prvním členem nalezené skupiny ligandů GDNF (GFL).

Funkce

GDNF je vysoce distribuován v periferním i centrálním nervovém systému. Mohou ho vylučovat astrocyty , oligodendrocyty , Schwannovy buňky , motorické neurony a kosterní svaly během vývoje a růstu neuronů a dalších periferních buněk.

Gen GDNF kóduje vysoce konzervovaný neurotrofický faktor . Bylo ukázáno, že rekombinantní forma tohoto proteinu podporuje přežití a diferenciaci dopaminergních neuronů v kultuře a je schopna zabránit apoptóze motorických neuronů vyvolané axotomií . GDNF je syntetizován jako prekurzor 211 aminokyselin dlouhého proteinu , pro-GDNF. Pre-sekvence vede protein k endoplazmatickému retikulu za účelem sekrece. Zatímco dochází k sekreci, proteinový prekurzor se skládá pomocí vazby sulfid-sulfid a dimerizuje. Protein je poté modifikován N-vázanou glykosylací během balení a přípravy v Golgiho aparátu . Nakonec proteinový prekurzor prochází proteolýzou v důsledku proteolytické konsensuální sekvence na svém C- konci a štěpí se na 134 aminokyselin. Proteázy, které hrají roli v proteolýze pro-GDNF na zralý GDNF, zahrnují furin , PACE4, PC5A, PC5B a PC7. Protože více proteáz může štěpit proteinový prekurzor, lze připravit čtyři různé zralé formy GDNF. Proteolytické zpracování GDNF vyžaduje SorLA, receptor pro třídění proteinů. SorLA se neváže na žádné jiné GFL. Zralá forma proteinu je ligandem produktu protoonkogenu RET (přeskupeného během transfekce). Kromě transkriptu kódujícího GDNF byly také popsány dva další alternativní transkripty kódující odlišné proteiny, označované jako trofické faktory odvozené od astrocytů. Mutace v tomto genu mohou být spojeny s Hirschsprungovou chorobou .

GDNF má schopnost aktivovat izoformy ERK-1 a ERK-2 MAP kinázy v sympatických neuronech i v dráhách P13K/AKT prostřednictvím aktivace svých receptorových tyrosin kináz . Může také aktivovat kinázy rodiny Src prostřednictvím svého receptoru GFRa1.

Nejvýraznějším rysem GDNF je jeho schopnost podporovat přežití dopaminergních a motorických neuronů . Zabraňuje apoptóze v motorických neuronech během vývoje, snižuje celkovou ztrátu neuronů během vývoje, zachraňuje buňky před smrtí způsobenou axotomií a předchází chronické degeneraci.

Tyto neuronální populace umírají v průběhu Parkinsonovy choroby a amyotrofické laterální sklerózy (ALS). GDNF také reguluje vývoj ledvin a spermatogenezi a má silný a rychlý negativní (zlepšující) účinek na konzumaci alkoholu . GDNF také podporuje tvorbu vlasových folikulů a hojení kožních ran zaměřením rezidentních kmenových buněk vlasových folikulů (BSC) v oblasti vyboulení.

Struktura

GDNF má strukturu podobnou TGF beta 2 . GDNF má dvě prstovité struktury, které interagují s receptorem GFRa1 . N-vázaná glykosylace , ke které dochází během sekrece pro-GDNF, probíhá na špičce jedné ze struktur podobných prstům. C-konec zralého GDNF hraje důležitou roli ve vazbě jak na Ret, tak na receptor GFRa1 . C-konec tvoří smyčku z interakcí mezi cysteiny Cys131, Cy133, Cys68 a Cys 72.

Interakce

Bylo ukázáno, že neurotrofický faktor odvozený z liniové buněčné linie interaguje s alfa 1 receptorem rodiny GFRA1 a GDNF . Aktivita GDNF, stejně jako dalších GFL, je zprostředkována receptorovou tyrosinkinázou RET. Aby receptor moduloval aktivitu GDNF, musí být GDNF také vázán na GFRa1. Intenzitu a dobu trvání RET signalizace lze rovněž monitorovat pomocí GPI kotvy GFRa1 interakcí s kompartmenty buněčné membrány, jako jsou lipidové rafty nebo štěpení fosfolipázami . V buňkách, které postrádají RET, mají někteří členové ligandu rodiny GDNF také schopnost aktivace prostřednictvím adhezní molekuly neurálních buněk (NCAM). GDNF se může spojit s NCAM prostřednictvím své GFRα1 GPI kotvy. Asociace mezi GDNF a NCAM má za následek aktivaci cytoplazmatických proteinových tyrosinkináz Fyn a FAK.

Potenciál jako terapeutika

GDNF byl zkoumán jako léčba Parkinsonovy choroby, ačkoli raný výzkum neprokázal významný účinek. Vitamin D silně indukuje expresi GDNF.

V roce 2012 zahájila University of Bristol pětiletou klinickou studii na Parkinsonových pacientech, ve které chirurgové zavedli do lebky každého ze 41 účastníků port, přes který by mohl být lék dodán, aby mohl dosáhnout poškozeného buňky přímo. Výsledky dvojitě zaslepené studie, kde byla polovina účastníků náhodně přiřazena k pravidelnému podávání infuzí GDNF a druhá polovina k infuzi placeba, neprokázaly statisticky významný rozdíl mezi aktivní léčenou skupinou a těmi, kteří dostávali placebo, ale potvrdili účinky na poškozené mozkové buňky. Zkoušku financovala společnost Parkinson's UK s podporou The Cure Parkinson's Trust, jejíž zakladatel Tom Isaacs byl jedním z účastníků.

Podávání ibogainu afrického halucinogenu silně zvyšuje expresi GDNF ve ventrální tegmentální oblasti , což je mechanismus, který stojí za antiadiktivním účinkem alkaloidu. Hlodavčí modely pro nepsychedelický analog této sloučeniny slibují podporu exprese GDNF bez halucinogenních nebo kardiotoxických účinků dobře zdokumentovaných pro ibogain.

Reference

Další čtení

externí odkazy