Articulo de referencia

Oscurin

La obscurina es una proteína que en humanos está codificada por el gen OBSCN . [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] La obscurina pertenece a la familia de proteínas gigantes de señalización sarcom...

La obscurina es una proteína que en humanos está codificada por el gen OBSCN . [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] La obscurina pertenece a la familia de proteínas gigantes de señalización sarcomérica que incluye la titina y la nebulina . La obscurina se expresa en el músculo cardíaco y esquelético , y participa en la organización de las miofibrillas durante el ensamblaje del sarcómero . Una mutación en el gen OBSCN se ha asociado con la miocardiopatía hipertrófica y las propiedades alteradas de la proteína obscurina se han asociado con otras enfermedades musculares.

Estructura

La obscurina humana puede existir como múltiples variantes de empalme de aproximadamente 720 kDa , [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] sin embargo, hasta la fecha solo se ha descrito la naturaleza de longitud completa de una. [ 13 ] La obscurina se expresa en el músculo cardíaco y esquelético. El gen de la obscurina abarca más de 150 kb y contiene más de 80 exones . [ 14 ] La proteína codificada contiene 68 dominios Ig , 2 dominios de fibronectina, 1 motivo de unión a calmodulina IQ , 1 dominio RhoGEF con un dominio PH asociado y 2 dominios de serina-treonina quinasa. [ 13 ] La ubicación dominante de la obscurina en las miofibrillas maduras es en la banda M sarcomérica . [ 13 ] [ 15 ] La titina , la obscurina, la obscurina-like-1 y la miomesina forman un complejo ternario en las bandas M sarcoméricas que es fundamental para la mecánica del sarcómero . [ 16 ] 

Función

Obscurina pertenece a la familia de proteínas gigantes de señalización sarcomérica que incluye titina y nebulina , y puede tener un papel en la organización de las miofibrillas durante el ensamblaje y puede mediar las interacciones entre el retículo sarcoplásmico y las miofibrillas . Obscurina es el principal ligando citoplasmático para la anquirina pequeña 1 (sANK1), una proteína del retículo sarcoplásmico , y la función de andamiaje de obscurina parece prevenir la degradación de sANK1 . [ 17 ] Estos datos indican que obscurina sirve como un enlace de señalización entre los dominios sarcomérico y del retículo sarcoplásmico , [ 18 ] [ 19 ] Obscurina juega un papel en la formación de nuevos sarcómeros durante el ensamblaje de miofibrillas . [ 20 ] específicamente, en la periferia sarcomérica donde se encuentran los sitios de iniciación y progresión de la miofibrilogénesis. [ 21 ] [ 22 ] La obscurina parece ser necesaria para la correcta incorporación de filamentos de miosina en los sarcómeros y en el ensamblaje de las bandas A. [ 15 ] [ 23 ] Además, los dominios quinasa de la obscurina son enzimáticamente activos y parecen estar involucrados en la regulación de la adhesión celular. [ 24 ]

Importancia clínica

Se ha demostrado que la obscurina presenta un cambio de isoforma relacionado con la enfermedad en pacientes con miocardiopatía dilatada . [ 25 ] Se identificó una mutación de obscurina Arg 4344 Gln en pacientes con miocardiopatía hipertrófica , que alteró la unión de la obscurina a los dominios Z9-Z10 de la titina . [ 26 ] Sin embargo, un estudio posterior no pudo reproducir este efecto. [ 27 ] Debido a la falta de evidencia mecanicista y la alta prevalencia entre los afroamericanos, la variante Arg4344Gln actualmente no se considera patógena. [ 28 ] [ 29 ] Las mutaciones encontradas en el gen que codifica la titina en pacientes con distrofia muscular de cinturas 2J o miopatía de Salih disminuyen la capacidad de la titina para unirse a la obscurina, lo que sugiere que esto puede ser causal en la manifestación de la enfermedad. [ 30 ]

Interacciones

Se ha demostrado que la obscurina interactúa con la titina , [ 5 ] [ 31 ] específicamente, con el Novex-3 de la titina , un exón de 6,5 kb ubicado corriente arriba del exón N2B específico del corazón . [ 32 ] La región C-terminal de la obscurina interactúa con el dominio citoplasmático de la anquirina 1 pequeña [ 33 ] [ 34 ] y con la región del exón 43' de la anquirina B. [ 35 ] El Ig3 de la obscurina se une a la miomesina en el conector entre My4 y My5. [ 30 ]

Referencias

  1. 1 2 3 GRCh38: Versión 89 de Ensembl: ENSG00000154358 Ensembl , mayo de 2017
  2. 1 2 3 GRCm38: Versión 89 de Ensembl: ENSMUSG00000061462 Ensembl , mayo de 2017
  3. "Referencia humana de PubMed:" . Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
  4. "Referencia de PubMed sobre el ratón:" . Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE . UU .
  5. 1 2 Young P, Ehler E, Gautel M (julio de 2001). "Obscurina, una proteína gigante del factor de intercambio de nucleótidos de guanina Rho sarcomérica involucrada en el ensamblaje del sarcómero" . The Journal of Cell Biology . 154 (1): 123– 36. doi : 10.1083/jcb.200102110 . PMC 2196875. PMID 11448995 .  
  6. Russell MW, Raeker MO, Korytkowski KA, Sonneman KJ (enero de 2002). "Identificación, expresión tisular y localización cromosómica de la Obscurin-MLCK humana, un miembro de las familias titina y Dbl de quinasas de la cadena ligera de miosina". Gene . 282 ( 1–2 ): 237–46 . doi : 10.1016/S0378-1119(01)00795-8 . PMID 11814696 . 
  7. "Entrez Gene: obscurina OBSCN, calmodulina del citoesqueleto y RhoGEF que interactúa con la titina" .
  8. "Q5VST9" . Archivado del original el 22/12/2015 . Consultado el 14/06/2015 .
  9. "Q5VST9-6" . Archivado del original el 22/12/2015 . Consultado el 14/06/2015 .
  10. "Q5VST9-2" . Archivado del original el 22/12/2015 . Consultado el 14/06/2015 .
  11. "Q5VST9-3" . Archivado del original el 22/12/2015 . Consultado el 14/06/2015 .
  12. "Q5VST9-5" . Archivado del original el 22/12/2015 . Consultado el 14/06/2015 .
  13. 1 2 3 Young P, Ehler E, Gautel M (julio de 2001). "Obscurina, una proteína gigante del factor de intercambio de nucleótidos de guanina Rho sarcomérica involucrada en el ensamblaje del sarcómero" . The Journal of Cell Biology . 154 (1): 123– 36. doi : 10.1083/jcb.200102110 . PMC 2196875. PMID 11448995 .  
  14. Fukuzawa A, Idowu S, Gautel M (2005). "Estructura genética humana completa de la obscurina: implicaciones para la generación de isoformas mediante empalme diferencial". Journal of Muscle Research and Cell Motility . 26 ( 6– 8): 427– 34. doi : 10.1007/s10974-005-9025-6 . PMID 16625316 . S2CID 20522555 .  
  15. 1 2 Carlsson L, Yu JG, Thornell LE (julio de 2008). "Nuevos aspectos de la obscurina en los músculos estriados humanos". Histochemistry and Cell Biology . 130 (1): 91– 103. doi : 10.1007/s00418-008-0413-z . PMID 18350308. S2CID 35469988 .  
  16. Pernigo S, Fukuzawa A, Bertz M, Holt M, Rief M, Steiner RA, Gautel M (febrero de 2010). "Perspectiva estructural sobre el ensamblaje y la mecánica de la banda M a partir del complejo titina-obscurina-like-1" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 107 (7): 2908– 13. Bibcode : 2010PNAS..107.2908P . doi : 10.1073/pnas.0913736107 . PMC 2814874. PMID 20133654 .  
  17. Lange S, Perera S, Teh P, Chen J (julio de 2012). "Obscurin y KCTD6 regulan el recambio de la proteína anquirina-1 pequeña dependiente de cullina (sAnk1.5)" . Biología molecular de la célula . 23 (13): 2490–504 . doi : 10.1091/mbc.E12-01-0052 . PMC 3386213. PMID 22573887 .  
  18. Bagnato P, Barone V, Giacomello E, Rossi D, Sorrentino V (enero de 2003). "La unión de una isoforma de anquirina-1 a la obscurina sugiere un vínculo molecular entre el retículo sarcoplásmico y las miofibrillas en los músculos estriados" . The Journal of Cell Biology . 160 (2): 245– 53. doi : 10.1083/jcb.200208109 . PMC 2172649. PMID 12527750 .  
  19. Kontrogianni-Konstantopoulos A, Jones EM, Van Rossum DB, Bloch RJ (marzo de 2003). "La obscurina es un ligando para la anquirina 1 pequeña en el músculo esquelético" . Biología molecular de la célula . 14 (3): 1138–48 . doi : 10.1091/mbc.E02-07-0411 . PMC 151585. PMID 12631729 .  
  20. Borisov AB, Kontrogianni-Konstantopoulos A, Bloch RJ, Westfall MV, Russell MW (septiembre de 2004). "Dinámica de la localización de la obscurina durante la diferenciación y remodelación de los miocitos cardíacos: la obscurina como integrador de la estructura miofibrilar" . The Journal of Histochemistry and Cytochemistry . 52 (9): 1117–27 . doi : 10.1369/jhc.3A6183.2004 . PMID 15314079 . 
  21. Borisov AB, Raeker MO, Kontrogianni-Konstantopoulos A, Yang K, Kurnit DM, Bloch RJ, Russell MW (octubre de 2003). "Respuesta rápida del grupo de genes de obscurina cardíaca a la estenosis aórtica: activación diferencial de Rho-GEF y MLCK e implicación en el crecimiento hipertrófico". Biochemical and Biophysical Research Communications . 310 (3): 910–8 . Bibcode : 2003BBRC..310..910B . doi : 10.1016/j.bbrc.2003.09.035 . PMID 14550291 . 
  22. Borisov AB, Martynova MG, Russell MW (abril de 2008). "Incorporación temprana de obscurina en sarcómeros nacientes: implicaciones para el ensamblaje de miofibrillas durante la miogénesis cardíaca" . Histochemistry and Cell Biology . 129 (4): 463–78 . doi : 10.1007/s00418-008-0378-y . PMC 2761667. PMID 18219491 .  
  23. Borisov AB, Sutter SB, Kontrogianni-Konstantopoulos A, Bloch RJ, Westfall MV, Russell MW (marzo de 2006). "Función esencial de la obscurina en la miofibrilogénesis cardíaca y la respuesta hipertrófica: evidencia del silenciamiento génico mediado por ARN de interferencia pequeño" ( PDF) . Histochemistry and Cell Biology . 125 (3): 227–38 . doi : 10.1007/s00418-005-0069-x . hdl : 2027.42/47398 . PMID 16205939. S2CID 13623244 .  
  24. Hu LY, Kontrogianni-Konstantopoulos A (mayo de 2013). "Los dominios quinasa de la obscurina interactúan con las proteínas de adhesión intercelular" . FASEB Journal . 27 (5): 2001–12 . doi : 10.1096/fj.12-221317 . PMC 3633816. PMID 23392350 .  
  25. Makarenko I, Opitz CA, Leake MC, Neagoe C, Kulke M , Gwathmey JK, et al. (octubre de 2004). "Cambios en la rigidez pasiva causados ​​por la regulación positiva de las isoformas de titina flexibles en corazones humanos con miocardiopatía dilatada" . Circulation Research . 95 (7): 708–16 . doi : 10.1161/01.RES.0000143901.37063.2f . PMID 15345656 .  
  26. ^ Arimura T, Matsumoto Y, Okazaki O, Hayashi T, Takahashi M, Inagaki N, et al. (octubre de 2007). "Análisis estructural del gen de la obscurina en la miocardiopatía hipertrófica". Comunicaciones de investigación bioquímica y biofísica . 362 (2): 281– 7. Bibcode : 2007BBRC..362..281A . doi : 10.1016/j.bbrc.2007.07.183 . PMID 17716621 .  
  27. Fukuzawa A, Koch D, Grover S, Rees M, Gautel M (junio de 2021). "¿Cuándo es patógena una variante de obscurina? El impacto de las variantes Arg4344Gln y Arg4444Trp en las interacciones proteína-proteína y la estabilidad de la proteína" . Human Molecular Genetics . 30 (12): 1131– 1141. doi : 10.1093/hmg/ddab010 . PMC 8188405. PMID 33438037 .  
  28. Fukuzawa A, Koch D, Grover S, Rees M, Gautel M (junio de 2021). "¿Cuándo es patógena una variante de obscurina? El impacto de las variantes Arg4344Gln y Arg4444Trp en las interacciones proteína-proteína y la estabilidad de la proteína" . Human Molecular Genetics . 30 (12): 1131– 1141. doi : 10.1093/hmg/ddab010 . PMC 8188405. PMID 33438037 .  
  29. Manrai AK, Funke BH, Rehm HL, Olesen MS, Maron BA, Szolovits P, et al. (agosto de 2016). " Diagnósticos genéticos erróneos y el potencial de disparidades en salud" . The New England Journal of Medicine . 375 (7): 655– 65. doi : 10.1056/NEJMsa1507092 . PMC 5292722. PMID 27532831 .   
  30. ^ Fukuzawa A, Lange S, Holt M, Vihola A, Carmignac V, Ferreiro A, et al. (junio de 2008). "Las interacciones con titina y miomesina se dirigen a la obscurina y a la obscurina 1 en la banda M: implicaciones para las miopatías hereditarias" . Revista de ciencia celular . 121 (11): 1841– 51. doi : 10.1242/jcs.028019 . PMID 18477606 .  
  31. Pernigo S, Fukuzawa A, Pandini A, Holt M, Kleinjung J, Gautel M, Steiner RA (febrero de 2015). "La estructura cristalina del complejo titina:obscurina humano revela un módulo de cremallera de banda M muscular conservado pero específico" . Journal of Molecular Biology . 427 (4): 718–36 . doi : 10.1016/j.jmb.2014.11.019 . hdl : 11577/3402977 . PMID 25490259 . 
  32. Bang ML, Centner T, Fornoff F, Geach AJ, Gotthardt M, McNabb M, Witt CC, Labeit D, Gregorio CC, Granzier H, Labeit S (noviembre de 2001). "La secuencia genética completa de la titina, la expresión de una isoforma inusual de titina de aproximadamente 700 kDa y su interacción con la obscurina identifican un nuevo sistema de enlace entre la línea Z y la banda I" . Circulation Research . 89 (11): 1065–72 . doi : 10.1161/hh2301.100981 . PMID 11717165 . 
  33. Kontrogianni-Konstantopoulos A, Jones EM, Van Rossum DB, Bloch RJ (marzo de 2003). "La obscurina es un ligando para la anquirina 1 pequeña en el músculo esquelético" . Biología molecular de la célula . 14 (3): 1138–48 . doi : 10.1091/mbc.E02-07-0411 . PMC 151585. PMID 12631729 .  
  34. Busby B, Oashi T, Willis CD, Ackermann MA, Kontrogianni-Konstantopoulos A, Mackerell AD, Bloch RJ (abril de 2011). "Las interacciones electrostáticas median la unión de obscurina a la anquirina 1 pequeña: estudios bioquímicos y de modelado molecular" . Journal of Molecular Biology . 408 (2): 321–34 . doi : 10.1016/j.jmb.2011.01.053 . PMC 3367564. PMID 21333652 .  
  35. Cunha SR, Mohler PJ (noviembre de 2008). "La obscurina dirige la anquirina-B y la proteína fosfatasa 2A a la línea M cardíaca" . The Journal of Biological Chemistry . 283 (46): 31968–80 . doi : 10.1074/jbc.M806050200 . PMC 2581558. PMID 18782775 .  

Lecturas adicionales

  • Nagase T, Kikuno R, Nakayama M, Hirosawa M, Ohara O (agosto de 2000). "Predicción de las secuencias codificantes de genes humanos no identificados. XVIII. Las secuencias completas de 100 nuevos clones de ADNc del cerebro que codifican proteínas grandes in vitro" . DNA Research . 7 (4): 273–81 . doi : 10.1093/dnares/7.4.271 . PMID 10997877 . 
  • Bang ML, Centner T, Fornoff F, Geach AJ, Gotthardt M, McNabb M, Witt CC, Labeit D, Gregorio CC, Granzier H, Labeit S (noviembre de 2001). "La secuencia genética completa de la titina, la expresión de una isoforma inusual de titina de aproximadamente 700 kDa y su interacción con la obscurina identifican un nuevo sistema de enlace entre la línea Z y la banda I" . Circulation Research . 89 (11): 1065–72 . doi : 10.1161/hh2301.100981 . PMID 11717165 . 
  • Bagnato P, Barone V, Giacomello E, Rossi D, Sorrentino V (enero de 2003). "La unión de una isoforma de anquirina-1 a la obscurina sugiere un vínculo molecular entre el retículo sarcoplásmico y las miofibrillas en los músculos estriados" . The Journal of Cell Biology . 160 (2): 245– 53. doi : 10.1083/jcb.200208109 . PMC 2172649. PMID 12527750 .  
  • Kontrogianni-Konstantopoulos A, Jones EM, Van Rossum DB, Bloch RJ (marzo de 2003). "La obscurina es un ligando para la anquirina 1 pequeña en el músculo esquelético" . Biología molecular de la célula . 14 (3): 1138–48 . doi : 10.1091/mbc.E02-07-0411 . PMC 151585. PMID 12631729 .  
  • Kontrogianni-Konstantopoulos A, Catino DH, Strong JC, Randall WR, Bloch RJ (julio de 2004). "La obscurina regula la organización de la miosina en bandas A". Revista americana de fisiología. Fisiología celular . 287 (1): C209-17. doi : 10.1152/ajpcell.00497.2003 . PMID 15013951 . 
  • Brandenberger R, Wei H, Zhang S, Lei S, Murage J, Fisk GJ, Li Y, Xu C, Fang R, Guegler K, Rao MS, Mandalam R, Lebkowski J, Stanton LW (junio de 2004). "La caracterización del transcriptoma dilucida las redes de señalización que controlan el crecimiento y la diferenciación de las células ES humanas". Nature Biotechnology . 22 (6): 707–16 . doi : 10.1038/nbt971 . PMID 15146197. S2CID 27764390 .  
  • Sutter SB, Raeker MO, Borisov AB, Russell MW (julio de 2004). "Relación ortóloga de obscurina y Unc-89: filogenia de una nueva familia de quinasas de cadena ligera de miosina en tándem" ( PDF) . Development Genes and Evolution . 214 (7): 352–9 . doi : 10.1007/s00427-004-0413-5 . hdl : 2027.42/47514 . PMID 15185077. S2CID 7676954 .  
  • Borisov AB, Sutter SB, Kontrogianni-Konstantopoulos A, Bloch RJ, Westfall MV, Russell MW (marzo de 2006). "Función esencial de la obscurina en la miofibrilogénesis cardíaca y la respuesta hipertrófica: evidencia del silenciamiento génico mediado por ARN de interferencia pequeño" ( PDF) . Histochemistry and Cell Biology . 125 (3): 227–38 . doi : 10.1007/s00418-005-0069-x . hdl : 2027.42/47398 . PMID 16205939. S2CID 13623244 .  
  • Kimura K, Wakamatsu A, Suzuki Y, Ota T, Nishikawa T, Yamashita R, Yamamoto J, Sekine M, Tsuritani K, Wakaguri H, Ishii S, Sugiyama T, Saito K, Isono Y, Irie R, Kushida N, Yoneyama T, Otsuka R, Kanda K, Yokoi T, Kondo H, Wagatsuma M, Murakawa K, Ishida S, Ishibashi T, Takahashi-Fujii A, Tanase T, Nagai K, Kikuchi H, Nakai K, Isogai T, Sugano S (enero de 2006). "Diversificación de la modulación transcripcional: identificación y caracterización a gran escala de supuestos promotores alternativos de genes humanos" . Investigación del genoma . 16 (1): 55– 65. doi : 10.1101/gr.4039406 . PMC 1356129 . PMID 16344560 .  
  • Fukuzawa A, Idowu S, Gautel M (2007). "Estructura genética humana completa de la obscurina: implicaciones para la generación de isoformas mediante empalme diferencial". Journal of Muscle Research and Cell Motility . 26 ( 6– 8): 427– 34. doi : 10.1007/s10974-005-9025-6 . PMID 16625316 . S2CID 20522555 .  
  • Price ND, Trent J, El-Naggar AK, Cogdell D, Taylor E, Hunt KK, Pollock RE, Hood L, Shmulevich I, Zhang W (febrero de 2007). "Clasificador de dos genes de alta precisión para diferenciar tumores del estroma gastrointestinal y leiomiosarcomas" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 104 (9): 3414– 9. Bibcode : 2007PNAS..104.3414P . doi : 10.1073/pnas.0611373104 . PMC 1805517. PMID 17360660 .  
  • Bowman AL, Kontrogianni-Konstantopoulos A, Hirsch SS, Geisler SB, Gonzalez-Serratos H, Russell MW, Bloch RJ (abril de 2007). " Diferentes isoformas de obscurina se localizan en sitios distintos de los sarcómeros" . FEBS Letters . 581 (8): 1549– 54. Bibcode : 2007FEBSL.581.1549B . doi : 10.1016/j.febslet.2007.03.011 . PMC 1899168. PMID 17382936 .  
  • Arimura T, Matsumoto Y, Okazaki O, Hayashi T, Takahashi M, Inagaki N, Hinohara K, Ashizawa N, Yano K, Kimura A (octubre de 2007). "Análisis estructural del gen de la obscurina en la miocardiopatía hipertrófica". Comunicaciones de investigación bioquímica y biofísica . 362 (2): 281– 7. Bibcode : 2007BBRC..362..281A . doi : 10.1016/j.bbrc.2007.07.183 . PMID 17716621 . 
  • Borzok MA, Catino DH, Nicholson JD, Kontrogianni-Konstantopoulos A, Bloch RJ (noviembre de 2007). "Mapeo del sitio de unión en la anquirina 1 pequeña para la obscurina" . The Journal of Biological Chemistry . 282 (44): 32384–96 . doi : 10.1074/jbc.M704089200 . PMID 17720975 .