전압감응인산가수분해효소

Voltage sensitive phosphatase

전압에 민감한 포스파타아제 또는 전압 센서를 포함한 포스파타아제는 일반적으로 VSP로 약칭되며, 사람, 쥐, 제브라피쉬, 개구리, 멍게를 포함한 많은 종에서 발견되는 단백질 패밀리입니다.

"a cartoon comparison of voltage-gated ion channels and VSPs"
전압 게이트 이온 채널과 VSP의 만화 비교
식별자
기호.VSP
OPM 슈퍼 패밀리447
OPM단백질4g80

검출

첫 번째 전압 민감인산가수분해효소는 미더덕의 Ciona internalis에서 [1]게놈 전체에 걸친 조사 결과 발견되었다.이 검색은 전압 센서라고 불리는 아미노산 배열을 포함하는 단백질을 식별하기 위해 고안되었다. 왜냐하면 이 아미노산 배열은 전압 게이트 이온 채널에 [2][3][4]전압 민감성을 부여하기 때문이다.초기 게놈 분석은 주로 전압 게이트 이온 채널의 진화와 관련이 있었지만, 연구 결과 중 하나는 Ci-VSP라고 [5]불리는 멍게에서 VSP 단백질이 발견되었다.

tensin 상동과 Ci-VSP에 포유류는 homologues이라고 부른다 막관통 phosphatases, 또는 TPTEs.TPTE(지금라고도 불리hVSP2[6])기 전에 Ci-VSP,[7][8][9][10]의 발견 하지만 어떤 전압 종속 활동 이 protei의 초기 보고서에 기술되었다 밀접하게 관련된 TPIP(이라고도 불리는 TPTE2 또는 hVSP1[6])이 확인되었다.ns.그 후, 이러한 단백질이 전압에 [11]민감할 수 있음을 시사하기 위해 계산 방법이 사용되었지만, Ci-VSP는 여전히 최초로 식별된 [12][13]VSP로 널리 간주되고 있다.

종과 조직의 분포

VSP는 동물과 choanoflagellate에서 발견되지만 선충과 [14]곤충으로 인해 손실됩니다.인간은 영장류 특이적 복제로 인해 발생하는 TPTE와 TPTE2의 두 가지 구성원을 포함한다[1].대부분의 보고에 따르면 VSP는 주로 생식 조직, 특히 고환에서 발견됩니다.발견된 다른 VSP에는 Dr-VSP(제브라피쉬 다니오 rerio, 2008),[15] Gg-VSP(치킨 Gallus galus domestus, 2014),[16] Xl-VSP1, Xl-VSP2, Xt-VSP(개구리: X.laevis 및 XPT, 2011),[17] 트로피컬 T.

Ci-VSP의 발견에 따라, 이러한 단백질의 이름을 짓는데 사용되는 명명법은 종명의 이니셜에 대응하는 두 개의 글자와 그 뒤에 VSP라는 약자로 구성되어 있다.인간 VSP의 경우 TPIP 및 TPTE에 대해 각각 [13][19]Hs-VSP1 및 Hs-VSP2라는 이름을 사용하는 것이 권장되고 있습니다.

구조와 기능

VSP는 전압센서 도메인과 지질결합 C2 도메인과 결합된 포스파타아제 도메인의 2가지 단백질 도메인으로 구성됩니다.

전압 센서

전압센서의 S4 세그먼트가 탈분극에 따라 움직이는 모습을 그린 만화.

전압 센서 영역에는 S1 ~ S4라는 이름의 4개의 막 통과 나선이 있습니다.S4 막간 나선은 양전하를 띤 아르기닌 및 리신 아미노산 잔류물을 다수 포함하고 있다.VSP의 전압감도는 전압게이트 이온채널이 전압에 의해 게이트되는 것과 마찬가지로 S4의 이들 전하에서 주로 발생한다.이 전압센서가 포함된 막의 한쪽에 정전하가 쌓이면 S4를 반대 방향으로 누르는 힘이 발생한다.따라서 막 전위의 변화는 S4를 막에서 앞뒤로 이동시켜 전압 센서가 스위치처럼 작동할 수 있게 한다.전압 센서의 활성화는 탈분극 전위, 즉 막이 내부 리플릿에 더 많은 양의 전하를 모을 때 발생합니다.반대로, 전압 센서의 비활성화는 막이 내부 리플릿에 더 많은 음전하를 모을 때 과분극 전위에서 발생합니다.전압 센서의 활성화는 포스파타아제 도메인의 활성을 증가시키는 반면, 전압 센서의 비활성화는 포스파타아제 활성을 감소시킨다.

포스파타아제

VSP의 포스파타아제 도메인은 종양억제제 PTEN과 매우 상동적이며 VSP를 포함하는 막의 인지질에서 인산기를 제거하는 역할을 한다.이노시톨인산염과 같은 인지질들은 인산화 및 탈인산화 패턴에 따라 다른 영향을 미치는 신호 분자들이다.따라서 VSP의 작용은 인지질에 의존하는 과정을 간접적으로 조절하는 것이다.

지금까지 VSP(hVSP1을[6] 포함하지만 hVSP2/TPTE를 포함하지 않고 포스파타아제 활성을 나타내지 않음)에 대해 특징지어진 주요 기질은 포스파티딜이노시톨(4,5)-이인산염으로 VSP는 5의 [20][21]위치에서 탈인산염된다.그러나 VSP 활성은 포스파티딜이노시톨(3,4,5)-트리인산을 포함한 다른 포스포이노시타이드에도 대해서도 보고되었으며, 포스파티딜이노시톨(3,4,5)-트리인산은 5'[22] 위치에서 탈인산된다.PI(3,4)P의2 3-인산에 대한 활성도 입증되었다. 이 활성은 높은 막 전위에서는 뚜렷해지고 낮은 전위에서는 5'-인산가수분해효소 활성도가 지배적이다.[23]

X선 결정 구조

이 형태소는 키메라에서 Ci-VSP PDB 구조 3V0D, 3V0F, 4G7V, 4G80을 사용하여 생성되었다.촉매 영역은 분홍색으로 표시되고 전압 감지 영역은 파란색으로 표시됩니다.빨간색 잔류물은 S4의 아르기닌이고 파란색 잔류물은 제안된 게이트 루프에서 글루타메이트를 나타내며 촉매 시스테인(주황색으로 표시)에 대한 접근을 조절한다.두 도메인 사이의 누락된 영역의 일부는 CPHmodels 3.2 서버(회색으로 표시)를 사용하여 모델링되었습니다.

X선 결정학은 서로 [24][25][26]분리된 Ci-VSP의 두 도메인의 고해상도 이미지를 생성하는 데 사용되어 왔다.단백질의 작은 돌연변이를 도입함으로써 연구자들은 Ci-VSP로부터 전압 감지 영역과 포스파타아제 영역의 결정 구조를 "on"과 "off"로 생각되는 상태로 만들어냈다.이러한 구조는 전압 센서의 움직임이 "게이트 루프"의 구조 변화에 영향을 미쳐 포스파타아제 도메인의 촉매 주머니에서 떨어진 게이트 루프의 글루탐산 잔류물을 이동하여 포스파타아제 활성을 증가시키는 VSP 활성화 모델로 이어졌다.

연구 및 생물학에 사용

VSP는 실험 환경에서 인지질을 조작하는 도구로 사용되어 왔다.막 전위는 패치 클램프 기술을 사용하여 제어할 수 있기 때문에 VSP를 막에 배치하면 실험자가 VSP의 기판을 신속하게 탈인산할 수 있습니다.VSP의 전압 센서는 또한 다양한 유형의 유전자 부호화 전압 표시기(GEVI)를 엔지니어링하기 위해 사용되어 왔습니다.이 프로브를 통해 실험자는 형광을 사용하여 막의 전압을 시각화할 수 있습니다.그러나 VSP가 본문에서 수행하는 일반적인 역할은 아직 잘 알려져 있지 않습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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