HMGB1

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

HMGB1 (z anglického High-mobility group box 1), známý také jako amphoterin, je protein kódovaný genem HMGB1.[1][2]

U člověka se HMGB1 nachází na chromozomu 13q12.

Funkce[editovat | editovat zdroj]

Stejně jako histony patří i HMGB1 mezi neméně důležité chromatinové proteiny. V jádře tento protein interaguje s nukleozomy, transkripčními faktory a histony. [3] HMGB1 má vliv na organizaci DNA a reguluje transkripci.[4] Po navázání HMGB1 dochází k ohybu DNA, což umožní vazbu dalších důležitých proteinů. Interakce HMGB1 s transkripčními faktory podporuje transkripci mnoha genů. Kooperací s nukleozomy dochází k rozbalení DNA a remodelaci chromatinu. Kontakt s "core" histony mění strukturu nukleozomů.

Přítomnost HMGB1 v jádře závisí a postranslačních modifikacích. Hyperacetylace na reziduích lysinů způsobuje translokaci proteinu do cytosolu. Na druhou stranu neacetylovaný protein zůstává v jádře. [4]

Role při zánětu[editovat | editovat zdroj]

HMGB1 sekretují buňky imunitního systému: makrofágové, monocyty a dendritické buňky a poškozené další buněčné typy nekonvenční sekreční dráhou.[4] Aktivovaní makrofágové a monocyty sekretují HMGB1 jako mediátor prozánětlivých cytokinů.[5] HMGB1 neutralizuje protilátky a poskytuje tak ochranu proti tkáňovému poškození a poranění způsobeném artritidou, kolitidou, ischemií, sepsí, endotoxemií a systémovým lupem. Vazba HMGB1 na TLR4 (z anglického Toll like receptor 4) vyvolá aktivaci makrofágů a produkci cytokinů. [6][7]

Amphoterin lze uplatnit jako adjuvans DNA vakcín.[8]

Interakce[editovat | editovat zdroj]

HMGB1 interaguje s p53.[9][10]

Amphoterin patří mezi intracelulární proteiny schopné translokace do jádra, kde váže DNA a reguluje expresi genů. Může dojít k jeho vyloučení ven z buňky a ve své extracelulární formě váže prozánětlivý receptor RAGE (z anglického Receptor for advanced glycan end product). Vyplavení proteinu z buněk je důležité pro dva odlišné procesy: nekrózu (dochází k permeabilizaci membrány a intracelulární konstituenti difundují ven z buňky) a určitou formu aktivní sekrece indukované signalizací přes transkripční faktor NFkappaB.

HMGB1 interaguje s ligandy TLR a cytokiny a aktivuje buňky díky spolupráci s mnoha povrchovými receptory (především TLR2, TLR4, a RAGE).[11]

Interakce s TLR4[editovat | editovat zdroj]

Mezi receptory amphoterinu patří toll-like receptory (TLR). Interakce HMGB1 a TLR4 vede k upregulaci NF-kappa B. Upregulace tohoto transkripčního faktoru má za následek zvýšení produkce cytokinů a jejich výlev z makrofágů. V neutrofilech stimuluje na TLR závislou aktivaci NADPH oxidázy a tedy produkci ROS (reactive oxygen species).[4][12] Komplex lipopolysacharidu a HMGB1 aktivuje TLR4 a spouští vazbu adaptorových proteinů (MyD88), což aktivuje signální kaskády. V neposlední řadě aktivuje MAPkinázovou kaskádu a NF-kappa B a skrze tyto kaskády produkci cytokinů a dalších prozánětlivých molekul.[13][14]

Klinický význam[editovat | editovat zdroj]

Amphoterin je nejspíše klíčový pro léčbu rakoviny.[15]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. ↑ Ferrari S, Finelli P, Rocchi M, Bianchi ME. The active gene that encodes human high mobility group 1 protein (HMG1) contains introns and maps to chromosome 13. Genomics. 1996, s. 367–71. DOI 10.1006/geno.1996.0369. PMID 8661151. (anglicky) 
  2. ↑ Chou DK, Evans JE, Jungalwala FB. Identity of nuclear high-mobility-group protein, HMG-1, and sulfoglucuronyl carbohydrate-binding protein, SBP-1, in brain. J. Neurochem.. 2001, s. 120–31. DOI 10.1046/j.1471-4159.2001.t01-1-00209.x. PMID 11279268. (anglicky) 
  3. ↑ Bianchi ME, Agresti A. HMG proteins: dynamic players in gene regulation and differentiation. Curr. Opin. Genet. Dev.. 2005, s. 496–506. DOI 10.1016/j.gde.2005.08.007. PMID 16102963. (anglicky) 
  4. ↑ a b c d Klune JR, Dhupar R, Cardinal J, Billiar TR, Tsung A. HMGB1: endogenous danger signaling. Mol. Med.. 2008, s. 476–84. DOI 10.2119/2008-00034.Klune. PMID 18431461. (anglicky) 
  5. ↑ Wang H, Bloom O, Zhang M, Vishnubhakat JM, Ombrellino M, Che J, Frazier A, Yang H, Ivanova S, Borovikova L, Manogue KR, Faist E, Abraham E, Andersson J, Andersson U, Molina PE, Abumrad NN, Sama A, Tracey KJ. HMG-1 as a late mediator of endotoxin lethality in mice. Science. 1999, s. 248–51. DOI 10.1126/science.285.5425.248. PMID 10398600. (anglicky) 
  6. ↑ Yang H, Hreggvidsdottir HS, Palmblad K, Wang H, Ochani M, Li J, Lu B, Chavan S, Rosas-Ballina M, Al-Abed Y, Akira S, Bierhaus A, Erlandsson-Harris H, Andersson U, Tracey KJ. A critical cysteine is required for HMGB1 binding to Toll-like receptor 4 and activation of macrophage cytokine release. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.. 2010, s. 11942–7. DOI 10.1073/pnas.1003893107. PMID 20547845. (anglicky) 
  7. ↑ Yang H, Tracey KJ. Targeting HMGB1 in inflammation. Biochim. Biophys. Acta. 2010, s. 149–56. DOI 10.1016/j.bbagrm.2009.11.019. PMID 19948257. (anglicky) 
  8. ↑ Fagone P, Shedlock DJ, Bao H, Kawalekar OU, Yan J, Gupta D, Morrow MP, Patel A, Kobinger GP, Muthumani K, Weiner DB. Molecular adjuvant HMGB1 enhances anti-influenza immunity during DNA vaccination. Gene Ther.. 2011, s. 1070–7. DOI 10.1038/gt.2011.59. PMID 21544096. (anglicky) 
  9. ↑ Imamura T, Izumi H, Nagatani G, Ise T, Nomoto M, Iwamoto Y, Kohno K. Interaction with p53 enhances binding of cisplatin-modified DNA by high mobility group 1 protein. J. Biol. Chem.. 2001, s. 7534–40. DOI 10.1074/jbc.M008143200. PMID 11106654. (anglicky) 
  10. ↑ Dintilhac A, Bernués J. HMGB1 interacts with many apparently unrelated proteins by recognizing short amino acid sequences. J. Biol. Chem.. 2002, s. 7021–8. DOI 10.1074/jbc.M108417200. PMID 11748221. (anglicky) 
  11. ↑ Sims GP, Rowe DC, Rietdijk ST, Herbst R, Coyle AJ. HMGB1 and RAGE in inflammation and cancer. Annu. Rev. Immunol.. 2010, s. 367–88. DOI 10.1146/annurev.immunol.021908.132603. PMID 20192808. (anglicky) 
  12. ↑ Park JS, Gamboni-Robertson F, He Q, Svetkauskaite D, Kim JY, Strassheim D et al. High mobility group box 1 protein interacts with multiple Toll-like receptors.. Am J Physiol Cell Physiol. 2006, s. C917-24. Dostupné online. DOI 10.1152/ajpcell.00401.2005. PMID 16267105. (anglicky) 
  13. ↑ Bianchi ME. HMGB1 loves company.. J Leukoc Biol. 2009, s. 573–6. Dostupné online. DOI 10.1189/jlb.1008585. PMID 19414536. (anglicky) 
  14. ↑ Hreggvidsdóttir HS, Lundberg AM, Aveberger AC, Klevenvall L, Andersson U, Harris HE. High mobility group box protein 1 (HMGB1)-partner molecule complexes enhance cytokine production by signaling through the partner molecule receptor. Mol. Med.. 2012, s. 224–30. DOI 10.2119/molmed.2011.00327. PMID 22076468. (anglicky) 
  15. ↑ Lotze MT, DeMarco RA. Dealing with death: HMGB1 as a novel target for cancer therapy. Curr Opin Investig Drugs. 2003, s. 1405–9. PMID 14763124. (anglicky) 

Literatura[editovat | editovat zdroj]

  • Thomas JO, Travers AA. HMG1 and 2, and related 'architectural' DNA-binding proteins.. Trends Biochem. Sci.. 2001, s. 167–74. DOI 10.1016/S0968-0004(01)01801-1. PMID 11246022. (anglicky) 
  • Andersson U, Erlandsson-Harris H, Yang H, Tracey KJ. HMGB1 as a DNA-binding cytokine.. J. Leukoc. Biol.. 2003, s. 1084–91. PMID 12488489. (anglicky) 
  • Erlandsson Harris H, Andersson U. Mini-review: The nuclear protein HMGB1 as a proinflammatory mediator.. Eur. J. Immunol.. 2004, s. 1503–12. DOI 10.1002/eji.200424916. PMID 15162419. (anglicky) 
  • Jiang W, Pisetsky DS. Mechanisms of Disease: the role of high-mobility group protein 1 in the pathogenesis of inflammatory arthritis.. Nature clinical practice. Rheumatology. 2007, s. 52–8. DOI 10.1038/ncprheum0379. PMID 17203009. (anglicky) 
  • Ellerman JE, Brown CK, de Vera M, et al.. Masquerader: high mobility group box-1 and cancer.. Clin. Cancer Res.. 2007, s. 2836–48. DOI 10.1158/1078-0432.CCR-06-1953. PMID 17504981. (anglicky) 
  • Fossati S, Chiarugi A. Relevance of high-mobility group protein box 1 to neurodegeneration.. Int. Rev. Neurobiol.. 2007, s. 137–48. DOI 10.1016/S0074-7742(07)82007-1. PMID 17678959. (anglicky) 
  • Parkkinen J, Rauvala H. Interactions of plasminogen and tissue plasminogen activator (t-PA) with amphoterin. Enhancement of t-PA-catalyzed plasminogen activation by amphoterin.. J. Biol. Chem.. 1991, s. 16730–5. PMID 1909331. (anglicky) 
  • Wen L, Huang JK, Johnson BH, Reeck GR. A human placental cDNA clone that encodes nonhistone chromosomal protein HMG-1.. Nucleic Acids Res.. 1989, s. 1197–214. DOI 10.1093/nar/17.3.1197. PMID 2922262. (anglicky) 
  • Bernués J, Espel E, Querol E. Identification of the core-histone-binding domains of HMG1 and HMG2.. Biochim. Biophys. Acta. 1986, s. 242–51. PMID 3697355. (anglicky) 
  • Ge H, Roeder RG. The high mobility group protein HMG1 can reversibly inhibit class II gene transcription by interaction with the TATA-binding protein.. J. Biol. Chem.. 1994, s. 17136–40. PMID 8006019. (anglicky) 
  • Parkkinen J, Raulo E, Merenmies J, et al.. Amphoterin, the 30-kDa protein in a family of HMG1-type polypeptides. Enhanced expression in transformed cells, leading edge localization, and interactions with plasminogen activation.. J. Biol. Chem.. 1993, s. 19726–38. PMID 8366113. (anglicky) 
  • Zappavigna V, Falciola L, Helmer-Citterich M, et al.. HMG1 interacts with HOX proteins and enhances their DNA binding and transcriptional activation.. EMBO J.. 1996, s. 4981–91. PMID 8890171. (anglicky) 
  • Xiang YY, Wang DY, Tanaka M, et al.. Expression of high-mobility group-1 mRNA in human gastrointestinal adenocarcinoma and corresponding non-cancerous mucosa.. Int. J. Cancer. 1997, s. 1–6. DOI 10.1002/(SICI)1097-0215(19970220)74:1<1::AID-IJC1>3.0.CO;2-6. PMID 9036861. (anglicky) 
  • Rasmussen RK, Ji H, Eddes JS, et al.. Two-dimensional electrophoretic analysis of human breast carcinoma proteins: mapping of proteins that bind to the SH3 domain of mixed lineage kinase MLK2.. Electrophoresis. 1997, s. 588–98. DOI 10.1002/elps.1150180342. PMID 9150946. (anglicky) 
  • Jayaraman L, Moorthy NC, Murthy KG, et al.. High mobility group protein-1 (HMG-1) is a unique activator of p53.. Genes Dev.. 1998, s. 462–72. DOI 10.1101/gad.12.4.462. PMID 9472015. (anglicky) 
  • Milev P, Chiba A, Häring M, et al.. High affinity binding and overlapping localization of neurocan and phosphacan/protein-tyrosine phosphatase-zeta/beta with tenascin-R, amphoterin, and the heparin-binding growth-associated molecule.. J. Biol. Chem.. 1998, s. 6998–7005. DOI 10.1074/jbc.273.12.6998. PMID 9507007. (anglicky) 
  • Nagaki S, Yamamoto M, Yumoto Y, et al.. Non-histone chromosomal proteins HMG1 and 2 enhance ligation reaction of DNA double-strand breaks.. Biochem. Biophys. Res. Commun.. 1998, s. 137–41. DOI 10.1006/bbrc.1998.8589. PMID 9600082. (anglicky) 
  • Claudio JO, Liew CC, Dempsey AA, et al.. Identification of sequence-tagged transcripts differentially expressed within the human hematopoietic hierarchy.. Genomics. 1999, s. 44–52. DOI 10.1006/geno.1998.5308. PMID 9628821. (anglicky) 
  • Boonyaratanakornkit V, Melvin V, Prendergast P, et al.. High-mobility group chromatin proteins 1 and 2 functionally interact with steroid hormone receptors to enhance their DNA binding in vitro and transcriptional activity in mammalian cells.. Mol. Cell. Biol.. 1998, s. 4471–87. PMID 9671457. (anglicky) 
  • Jiao Y, Wang HC, Fan SJ. Growth suppression and radiosensitivity increase by HMGB1 in breast cancer. Acta Pharmacol. Sin.. 2007, s. 1957–67. DOI 10.1111/j.1745-7254.2007.00669.x. PMID 18031610. (anglicky) 
Citováno z „https://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=HMGB1&oldid=20309328“