RAG2

Recombination activating gene 2 protein (neboli RAG-2) je protein nálezající se ve zrajících lymfocytech, který je kódovaný genem RAG2, který leží na lidském chromozomu 11. RAG2 spolu s proteinem RAG1 tvoří V(D)J rekombinázu. V(D)J rekombináza je enzymový komplex nutný k procesu V(D)J rekombinace, procesu důležitého při vytváření rozmanitého repertoáru genů pro imunoglobuliny a T buněčné receptory. Proto je RAG2 protein zcela nezbytný pro vznik zralých B a T lymfocytů.

Struktura

RAG2 protein má na délku 527 aminokyselin. RAG2 má velmi podobnou strukturu u všech živočichů, u kterých dochází k procesu V(D)J rekombinace. Jeho exprese přímo koreluje s aktivitou V(D)J rekombinace^[1] a je tedy exprimován pouze v nezralých lymfoidních buňkách. Zatímco množství RAG1 proteinu je konstantní v průběhu buněčného cyklu, množství RAG2 proteinu je nejvyšší v G0 a G1 fázi a během vstupu do S fáze je tento protein urychleně degradován ^[2]^[3] Tento mechanismus slouží k regulaci V(D)J rekombinace a zamezení případné genomové nestabilitě, která by mohla být vyvolána nadměrnou aktivitou RAG1 a RAG2 proteinu.

Funkce

RAG2 je jedním z hlavních složek tzv. RAG proteinového komplexu, jehož úkolem je štěpení vlákna DNA během V(D)J rekombinace. Tento komplex rozeznává konzervované rekombinační signální sekvence (recombination signal sequences; RSS) na DNA a zde pak vytváří dvouvláknové zlomy v DNA. Toto je výsledkem činnosti proteinu RAG1, druhé komponenty komplexu. Tento protein má katalyckou aktivitu a je to tedy ta část komplexu, která se váže k DNA vláknu a která je schopna vytvářet zlomy ve vláknu.^[4]^[5] Naopak RAG2 není přisuzována žádná endonukleázová aktivita, nejspíše se ani neváže na DNA vlákno. Přesto RAG1 není schopný rekombinace v absenci RAG2, RAG2 je tedy zcela zásadní pro jeho enzymatickou funkci a plní funkci tzv. kofaktoru.^[6] Jeho primární funkcí je interakce s RAG1 proteinem a aktivace jeho endonukleázových funkcí. Také mu pomáhá rozpoznávat RSS a snižovat možnost nespecifické vazby na DNA. ^[7]^[8]

Mutace RAG2

Jak bylo již zmíněno, RAG2 je zcela nezbytný pro maturaci B a T lymfocytů. Proto mutace genu kódující tento protein mohou vést k těžkým poruchám imunitního systému. Mezi nejznámější imunodeficience spojované s poruchou RAG2 patří SCID a tzv. Omennův syndrom.^[9] Omennův syndrom je lehčí forma SCID. Funkce RAG komplexu je v důsledku mutace RAG2 snížena, ale přesto je stále funkční^[10]. Je charakterizován absencí cirkulujících B lymfocytů, ale dochází k vzniku malého množství oligoklonálních T lymfocytů, které infiltrují kůži.

RAG2 knockout myš

V roce 1992 byla vytvořena tzv. RAG2 knockout myš. Tento myší kmen má inaktivovaný gen pro RAG2 protein a u homozygotů nedochází k procesu V(D)J rekombinace. Tím pádem se u nich nevytvářejí žádné zralé B a T lymfocyty.^[6] Jelikož v těchto myších není přítomná žádná populace B ani T buněk, jsou tyto myši často užívané v různých imunologických studiích, například při onkologickém výzkumu, transplantacích či při výzkumu vakcín.

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku RAG2 na anglické Wikipedii.

↑ OETTINGER, M. A.; SCHATZ, D. G.; GORKA, C.; BALTIMORE, D. RAG-1 and RAG-2, adjacent genes that synergistically activate V(D)J recombination. Science (New York, N.Y.). 1990-06-22, s. 1517–1523. Dostupné online. ISSN 0036-8075. PMID 2360047.
↑ LIN, W. C.; DESIDERIO, S. Cell cycle regulation of V(D)J recombination-activating protein RAG-2. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 1994-03-29, s. 2733–2737. Dostupné online. ISSN 0027-8424. PMID 8146183.
↑ LEE, Jinhak; DESIDERIO, Stephen. Cyclin A/CDK2 Regulates V(D)J Recombination by Coordinating RAG-2 Accumulation and DNA Repair. Immunity. 1999-12, s. 771–781. Dostupné online. ISSN 1074-7613. DOI 10.1016/s1074-7613(00)80151-x.
↑ LANDREE, M. A.; WIBBENMEYER, J. A.; ROTH, D. B. Mutational analysis of RAG1 and RAG2 identifies three catalytic amino acids in RAG1 critical for both cleavage steps of V(D)J recombination. Genes & Development. 1999-12-01, s. 3059–3069. Dostupné online. ISSN 0890-9369. DOI 10.1101/gad.13.23.3059.
↑ KIM, D. R.; DAI, Y.; MUNDY, C. L.; YANG, W.; OETTINGER, M. A. Mutations of acidic residues in RAG1 define the active site of the V(D)J recombinase. Genes & Development. 1999-12-01, s. 3070–3080. Dostupné online. ISSN 0890-9369. PMID 10601033.
↑ ^a ^b Shinkai Y, Rathbun G, Lam KP, Oltz EM, Stewart V, Mendelsohn M, Charron J, Datta M, Young F, Stall AM. RAG-2-deficient mice lack mature lymphocytes owing to inability to initiate V(D)J rearrangement. Cell. March 1992, s. 855–67. DOI 10.1016/0092-8674(92)90029-c. PMID 1547487.
↑ STEPHEN, Swanson, Patrick C. Desiderio,. RAG-2 Promotes Heptamer Occupancy by RAG-1 in the Assembly of a V(D)J Initiation Complex†. [s.l.]: American Society for Microbiology OCLC 679256409
↑ ZHAO, Shuying; GWYN, Lori M.; DE, Pallabi; RODGERS, Karla K. A Non-Sequence-Specific DNA Binding Mode of RAG1 Is Inhibited by RAG2. Journal of Molecular Biology. 2009-04, s. 744–758. Dostupné online. ISSN 0022-2836. DOI 10.1016/j.jmb.2009.02.020.
↑ Entrez Gene: Recombination activating gene 2 [online]. Dostupné online.
↑ CORNEO, B.; MOSHOUS, D.; GÜNGÖR, T.; WULFFRAAT, N.; PHILIPPET, P.; LE DEIST, F. L.; FISCHER, A. Identical mutations in RAG1 or RAG2 genes leading to defective V(D)J recombinase activity can cause either T-B-severe combined immune deficiency or Omenn syndrome. Blood. 2001-05-01, s. 2772–2776. Dostupné online. ISSN 0006-4971. PMID 11313270.

[1] OETTINGER, M. A.; SCHATZ, D. G.; GORKA, C.; BALTIMORE, D. RAG-1 and RAG-2, adjacent genes that synergistically activate V(D)J recombination. Science (New York, N.Y.). 1990-06-22, s. 1517–1523. Dostupné online. ISSN 0036-8075. PMID 2360047.

[2] LIN, W. C.; DESIDERIO, S. Cell cycle regulation of V(D)J recombination-activating protein RAG-2. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 1994-03-29, s. 2733–2737. Dostupné online. ISSN 0027-8424. PMID 8146183.

[3] LEE, Jinhak; DESIDERIO, Stephen. Cyclin A/CDK2 Regulates V(D)J Recombination by Coordinating RAG-2 Accumulation and DNA Repair. Immunity. 1999-12, s. 771–781. Dostupné online. ISSN 1074-7613. DOI 10.1016/s1074-7613(00)80151-x.

[4] LANDREE, M. A.; WIBBENMEYER, J. A.; ROTH, D. B. Mutational analysis of RAG1 and RAG2 identifies three catalytic amino acids in RAG1 critical for both cleavage steps of V(D)J recombination. Genes & Development. 1999-12-01, s. 3059–3069. Dostupné online. ISSN 0890-9369. DOI 10.1101/gad.13.23.3059.

[5] KIM, D. R.; DAI, Y.; MUNDY, C. L.; YANG, W.; OETTINGER, M. A. Mutations of acidic residues in RAG1 define the active site of the V(D)J recombinase. Genes & Development. 1999-12-01, s. 3070–3080. Dostupné online. ISSN 0890-9369. PMID 10601033.

[:0-6] Shinkai Y, Rathbun G, Lam KP, Oltz EM, Stewart V, Mendelsohn M, Charron J, Datta M, Young F, Stall AM. RAG-2-deficient mice lack mature lymphocytes owing to inability to initiate V(D)J rearrangement. Cell. March 1992, s. 855–67. DOI 10.1016/0092-8674(92)90029-c. PMID 1547487.

[7] STEPHEN, Swanson, Patrick C. Desiderio,. RAG-2 Promotes Heptamer Occupancy by RAG-1 in the Assembly of a V(D)J Initiation Complex†. [s.l.]: American Society for Microbiology OCLC 679256409

[8] ZHAO, Shuying; GWYN, Lori M.; DE, Pallabi; RODGERS, Karla K. A Non-Sequence-Specific DNA Binding Mode of RAG1 Is Inhibited by RAG2. Journal of Molecular Biology. 2009-04, s. 744–758. Dostupné online. ISSN 0022-2836. DOI 10.1016/j.jmb.2009.02.020.

[entrez-9] Entrez Gene: Recombination activating gene 2 [online]. Dostupné online.

[10] CORNEO, B.; MOSHOUS, D.; GÜNGÖR, T.; WULFFRAAT, N.; PHILIPPET, P.; LE DEIST, F. L.; FISCHER, A. Identical mutations in RAG1 or RAG2 genes leading to defective V(D)J recombinase activity can cause either T-B-severe combined immune deficiency or Omenn syndrome. Blood. 2001-05-01, s. 2772–2776. Dostupné online. ISSN 0006-4971. PMID 11313270.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]