Нейрогранін
Нейрогранін (англ. neurogranin; NRGN) — білок, який кодується геном NRGN, розташованим у людини на 11-й хромосомі.[2] Довжина поліпептидного ланцюга білка становить 78 амінокислот, а молекулярна маса — 7 618[3]. Це кальмодулін-зв'язуювальний білок, що бере участь у сигнальному каскаді протеїнкінази С. Нейрогранін виявлений лише в мозку, у підвищеній концентрації він міститься в дендритних шипиках. Нейрогранін є основним постсинаптичним кальмодулін(CaM)-зв'язуючим білком, тоді як основним пресинаптичним CaM-зв'язуючим білком є GAP43. Нейрогранін зв'язується з кальмодуліном за відсутності іонів кальцію у цитоплазмі клітини; фосфорилювання нейрограніну протеїнкіназою С знижує його здатність до утворення зв'язку з кальмодуліном. Припускається, що експресія гену NRGN контролюється гормонами щитоподібної залози, що може свідчити про зв'язок нейрограніну з порушеннями функцій мозку при гіпотиреозі.[4]
| 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| MDCCTENACS | KPDDDILDIP | LDDPGANAAA | AKIQASFRGH | MARKKIKSGE | ||||
| RGRKGPGPGG | PGGAGVARGG | AGGGPSGD |
Два дослідження свідчать про можливі зв'язки низки алелів гену NRGN з ризиком шизофренії в чоловічій популяції[5] і про знижену імунореактивність нейрограніну в мозку хворих шизофренією.[6]
Історія дослідження
До ідентифікації був відомий як білок р17 з невідомою структурою, що взаємодіє з протеїнкіназою С. У 1991 році його було виділено із коров'ячого та пацючого мозку та названо нейрограніном. [7] Людський нейрогранін було клоновано в 1997 році; він виявився на 96 % ідентичним білку, наявному в мозку щура.[8]
Будова
NRGN за будовою — людський гомолог гену Ng/RC3 щура, який кодує специфічні для мозку білки, що експресуються в нейронах у кінцевому мозку.
Маса складає 7,618 а.о.м. Ген NRGN охоплює приблизно 12 кілобаз і містить 4 екзони та 3 інтрони. Всі акцепторні і донорські сайти узгоджуються з принципом комплементарності. Людський нейрогранін складається з 78 амінокислотних залишків. 5 з них кодуються 1-им екзоном, решта 73 — другим екзоном. 3-ій та 4-ий екзони містять некодовані послідовності.[9]
Ген NRGN експресується виключно в головному мозку у вигляді однієї молекули мРНК. Промотор не містить ТАТА-боксу і СААТ-боксу, але містить узгоджену послідовність для ініціації транскрипції на 234 основи вище, аніж кодон ініціації АУГ. В області 5'-кінця міститься декілька ймовірних сайтів зв'язування для таких транскрипційних факторів, як SP1, GCF, AP2 і PEA3.[9]
Функції
- працює як постсинаптичний протеїнкіназний субстрат, що зв'язує кальмодулін за відсутності кальцію;
- мішень тиреоїдних гормонів в мозку;
- нейронний білок, що бере участь в запам'ятовуванні і навчанні;
- кальцій/кальмодулін-зв'язуючий білок і проапоптотичний фактор[10];
- разом з PCP4, малий IQ-мотив кальмодулін(CALM-1)-зв'язує білки, ідентифіковані в ЦНС[11];
- збільшує постсинаптичну чутливість і збільшує синаптичну силу в активованих NMDA-рецепторах[12];
Література
- Martinez de Arrieta C., Perez Jurado L., Bernal J., Coloma A. (1997). Structure, organization, and chromosomal mapping of the human neurogranin gene (NRGN).. Genomics 41: 243 — 249. PubMed DOI:10.1006/geno.1997.4622
- The status, quality, and expansion of the NIH full-length cDNA project: the Mammalian Gene Collection (MGC).. Genome Res. 14: 2121 — 2127. 2004. PubMed DOI:10.1101/gr.2596504
- Mertsalov I.B., Gundelfinger E.D., Tsetlin V.I. (1996). Cloning cDNA for human neurogranin.. Bioorg. Khim. 22: 366 — 369. PubMed
- Chang J.W., Schumacher E., Coulter P.M. II, Vinters H.V., Watson J.B. (1997). Dendritic translocation of RC3/neurogranin mRNA in normal aging, Alzheimer disease and fronto-temporal dementia.. J. Neuropathol. Exp. Neurol. 56: 1105 — 1118. PubMed
Примітки
- Human PubMed Reference:.
- HUGO Gene Nomenclature Commitee, HGNC:8000 (англ.). Процитовано 19 вересня 2017.
- UniProt, Q92686 (англ.). Процитовано 19 вересня 2017.
- Martinez de Arrieta, C.; Morte, B.; Coloma, A.; Bernal, J. (1999) The human RC3 gene homolog, NRGN contains a thyroid hormone-responsive element located in the first intron.
- Ruano D, Aulchenko YS, Macedo A, Soares MJ, Valente J, Azevedo MH, Hutz MH, Gama CS, Lobato MI, Belmonte-de-Abreu P, Goodman AB, Pato C, Heutink P, Palha JA. (2006) Association of the gene encoding neurogranin with schizophrenia in males.
- Broadbelt K, Ramprasaud A, Jones LB. (2006) Evidence of altered neurogranin immunoreactivity in areas 9 and 32 of schizophrenic prefrontal cortex.
- Baudier, J.; Deloulme, J. C.; Van Dorsselaer, A.; Black, D.; Matthes, H. W. D. (1991) Purification and characterization of a brain-specific protein kinase C substrate, neurogranin (p17): identification of a consensus amino acid sequence between neurogranin and neuromodulin (GAP43) that corresponds to the protein kinase C phosphorylation site and the calmodulin-binding domain.
- Martinez de Arrieta, C.; Perez Jurado, L.; Bernal, J.; Coloma, A. : Structure, organization, and chromosomal mapping of the human neurogranin gene (NRGN). Genomics 41: 243—249, 1997. PMID 9143500
- de Arrieta, Cruz Martı́nez; Jurado, Luis Pérez; Bernal, Juan; Coloma, Antonio (1997/04). Structure, Organization, and Chromosomal Mapping of the Human Neurogranin Gene (NRGN). Genomics (англ.) 41 (2). с. 243–249. ISSN 0888-7543. doi:10.1006/geno.1997.4622. Процитовано 15 січня 2018.
- Genatlas sheet. genatlas.medecine.univ-paris5.fr. Процитовано 15 січня 2018.
- Hoffman, Laurel; Chandrasekar, Anuja; Wang, Xu; Putkey, John A.; Waxham, M. Neal (23 травня 2014). Neurogranin Alters the Structure and Calcium Binding Properties of Calmodulin. The Journal of Biological Chemistry 289 (21). с. 14644–14655. ISSN 0021-9258. PMC PMC4031520. PMID 24713697. doi:10.1074/jbc.M114.560656. Процитовано 15 січня 2018.
- Zhong, Ling; Cherry, Tiffani; Bies, Christine E.; Florence, Matthew A.; Gerges, Nashaat Z. (7 жовтня 2009). Neurogranin enhances synaptic strength through its interaction with calmodulin. The EMBO journal 28 (19). с. 3027–3039. ISSN 1460-2075. PMC PMC2736013. PMID 19713936. doi:10.1038/emboj.2009.236. Процитовано 15 січня 2018.