Articulo de referencia

PIN1

La peptidil-prolil cis-trans isomerasa NIMA-interacting 1 ( Pin1 ) es una enzima isomerasa que en humanos está codificada por el gen PIN1 . [ 5 ] [ 6 ] Pin1 isomeriza únicamente...

La peptidil-prolil cis-trans isomerasa NIMA-interacting 1 ( Pin1 ) es una enzima isomerasa que en humanos está codificada por el gen PIN1 . [ 5 ] [ 6 ]

Pin1 isomeriza únicamente los motivos fosfo-serina/treonina-prolina . Esta enzima se une a un subconjunto de proteínas y, por lo tanto, actúa como un regulador de la función proteica tras la fosforilación. Diversos estudios han demostrado que la desregulación de Pin1 puede desempeñar un papel fundamental en varias enfermedades. En particular, la sobreexpresión de Pin1 está implicada en ciertos tipos de cáncer , mientras que su disminución está implicada en la enfermedad de Alzheimer . Los inhibidores de Pin1 podrían tener implicaciones terapéuticas para el cáncer [ 7 ] [ 8 ] y los trastornos inmunitarios [ 9 ] .

Descubrimiento

El gen que codifica Pin1 se identificó en 1996 como resultado de un cribado genético/bioquímico de proteínas implicadas en la regulación mitótica . Se descubrió que era esencial para la división celular en algunos organismos. Sin embargo, en 1999, se observó que los ratones con deficiencia de Pin1 presentaban un fenotipo sorprendentemente leve , lo que indicaba que la enzima no era necesaria para la división celular en sí misma. Estudios posteriores revelaron que la pérdida de Pin1 en ratones no solo provoca fenotipos degenerativos neuronales , sino también diversas anomalías, similares a las de los ratones con deficiencia de ciclina D1 , lo que sugiere que los cambios conformacionales mediados por Pin1 podrían ser cruciales para la función celular normal.

Activación

La fosforilación de los motivos Ser/Thr-Pro en los sustratos es necesaria para el reconocimiento por Pin1. Pin es una proteína pequeña en18 kDa  y no tiene una señal de localización nuclear o de exportación. Sin embargo, 2009, Lufei et al. informaron que Pin1 tiene una señal de localización nuclear (NLS) putativa novedosa y Pin1 interactúa con importina α5 (KPNA1) . [ 10 ] Las interacciones del sustrato y un dominio WW determinan la distribución subcelular. La expresión es inducida por señales de crecimiento de los factores de transcripción E2F . Los niveles de expresión fluctúan en células normales, pero no en células cancerosas. La expresión a menudo se asocia con la proliferación celular . Las modificaciones postraduccionales como la fosforilación en Ser16 inhiben la capacidad de Pin1 para unirse al sustrato, y este proceso inhibitorio puede estar alterado durante la oncogénesis . Se hipotetiza, pero no se ha demostrado, que Pin1 también podría estar regulado por vías proteolíticas.

Función

La actividad de Pin1 regula el resultado de la señalización de las quinasas dirigidas a prolina (p. ej., MAPK , CDK o GSK3 ) y, en consecuencia, regula la proliferación celular (en parte mediante el control de los niveles y la estabilidad de la ciclina D1) y la supervivencia celular. Los efectos precisos de Pin1 dependen del sistema: Pin1 acelera la desfosforilación de Cdc25 y Tau , pero protege a la ciclina D fosforilada de la ubiquitinación y la proteólisis . Datos recientes también implican a Pin1 como un factor importante en las respuestas inmunitarias , al menos en parte al aumentar la estabilidad de los ARNm de las citoquinas al influir en los complejos proteicos a los que se unen. Se ha planteado la hipótesis de que Pin1 actúa como un temporizador molecular. [ 11 ]

Inhibición

Pin1 ha sido ampliamente investigado como un objetivo molecular interesante para la inhibición de líneas celulares cancerosas, [ 7 ] [ 12 ] tales como cánceres de mama, cuello uterino, ovario y endometrio. [ 13 ] Estudios han demostrado que el ácido retinoico todo- trans (ATRA), un compuesto natural derivado de la vitamina A, está involucrado en la inhibición de PIN1. [ 14 ] Además, también se ha informado que ATRA mejora sinérgicamente la capacidad de sorafenib para reducir Pin1 e inhibir el crecimiento del cáncer. [ 15 ] Algunos derivados del ácido elemónico también han sido reportados con actividad inhibitoria contra PIN1. [ 16 ] Algunas evidencias computacionales también han demostrado que algunos triterpenoides del neem también podrían inhibir PIN1 de manera similar a los derivados del ácido elemónico [ 7 ]

Interacciones

Se ha demostrado que Pin1 interactúa con:

Referencias

  1. 1 2 3 GRCh38: Versión 89 de Ensembl: ENSG00000127445 Ensembl , mayo de 2017
  2. 1 2 3 GRCm38: Versión 89 de Ensembl: ENSMUSG00000032171 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. Lu KP, Hanes SD, Hunter T (abril de 1996). "Una peptidil-prolil isomerasa humana esencial para la regulación de la mitosis". Nature . 380 ( 6574): 544– 547. Bibcode : 1996Natur.380..544P . doi : 10.1038/380544a0 . PMID 8606777. S2CID 4258406 .  
  6. "Gen Entrez: Proteína PIN1 (peptidilprolil cis/trans isomerasa) que interactúa con NIMA 1" .
  7. 1 2 3 da Costa KS, Galúcio JM, de Jesus DA, Gomes GC, Lima E, Lima AH, et al. (2020-11-09). "Dirigiendo la interacción de la peptidil-prolil cis-trans isomerasa NIMA 1: un enfoque de cribado virtual basado en la estructura para encontrar nuevos inhibidores". Current Computer-Aided Drug Design . 16 (5): 605– 617. doi : 10.2174/1573409915666191025114009 . PMID 31654518 . S2CID 204907887 .   
  8. ^ Campaner E, Rustighi A, Zannini A, Cristiani A, Piazza S, Ciani Y, et al. (junio de 2017). "Un inhibidor covalente de PIN1 se dirige selectivamente a las células cancerosas mediante un mecanismo de acción dual" . Comunicaciones de la naturaleza . 8 (1) 15772. Código bibliográfico : 2017NatCo...815772C . doi : 10.1038/ncomms15772 . PMC 5472749 . PMID 28598431 .   
  9. Rudrabhatla P, Albers W, Pant HC (noviembre de 2009). "La peptidil-prolil isomerasa 1 regula la fosforilación topográfica de las proteínas de neurofilamento mediada por la proteína fosfatasa 2A" . The Journal of Neuroscience . 29 (47): 14869– 14880. doi : 10.1523/JNEUROSCI.4469-09.2009 . PMC 3849796. PMID 19940183 .  
  10. Lufei C, Cao X (2009). "La importación nuclear de Pin1 está mediada por una nueva secuencia en el dominio PPIasa". FEBS Letters . 583 (2): 271– 276. Bibcode : 2009FEBSL.583..271L . doi : 10.1016/j.febslet.2008.12.011 . PMID 19084525 . S2CID 23995242 .  
  11. ^ Lu KP, Finn G, Lee TH, Nicholson LK (octubre de 2007). "Isomerización de prolil cis-trans como temporizador molecular". Biología Química de la Naturaleza . 3 (10): 619– 629. Código bibliográfico : 2007NatCB...3..619L . doi : 10.1038/nchembio.2007.35 . PMID 17876319 . 
  12. Russo Spena C, De Stefano L, Poli G, Granchi C, El Boustani M, Ecca F, et al. (enero de 2019). "El cribado virtual identifica un inhibidor de PIN1 con posibles efectos anticancerígenos". Journal of Cellular Physiology . 234 (9): 15708– 15716. doi : 10.1002/jcp.28224 . hdl : 10278/3711934 . PMID 30697729. S2CID 59412053 .   
  13. Kim G, Bhattarai PY, Choi HS (febrero de 2019). "La peptidil-prolil cis/trans isomerasa NIMA-interacting 1 como diana molecular en el cáncer de mama: una perspectiva terapéutica del cáncer ginecológico". Archives of Pharmacal Research . 42 (2): 128– 139. doi : 10.1007 / s12272-019-01122-3 . PMID 30684192. S2CID 59274466 .  
  14. Wei S, Kozono S, Kats L, Nechama M, Li W, Guarnerio J, et al. (mayo de 2015). " La Pin1 activa es un objetivo clave del ácido retinoico totalmente trans en la leucemia promielocítica aguda y el cáncer de mama" . Nature Medicine . 21 (5): 457– 466. doi : 10.1038/nm.3839 . PMC 4425616. PMID 25849135 .   
  15. Zheng M, Xu H, Liao XH, Chen CP, Zhang AL, Lu W, et al. (mayo de 2017). " La inhibición de la prolil isomerasa Pin1 mejora la capacidad del sorafenib para inducir la muerte celular e inhibir el crecimiento tumoral en el carcinoma hepatocelular" . Oncotarget . 8 (18): 29771– 29784. doi : 10.18632/oncotarget.15967 . PMC 5444702. PMID 28404959 .   
  16. Li X, Li L, Zhou Q, Zhang N, Zhang S, Zhao R, et al. (diciembre de 2014). "Síntesis de nuevos derivados del ácido elemónico como inhibidores de Pin1". Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters . 24 (24): 5612– 5615. doi : 10.1016/j.bmcl.2014.10.087 . PMID 25466185 .  
  17. Wulf GM, Ryo A, Wulf GG, Lee SW, Niu T, Petkova V, et al. (julio de 2001). "Pin1 se sobreexpresa en el cáncer de mama y coopera con la señalización de Ras para aumentar la actividad transcripcional de c-Jun hacia la ciclina D1" . The EMBO Journal . 20 (13): 3459–3472 . doi : 10.1093/ emboj /20.13.3459 . PMC 125530. PMID 11432833 .   
  18. 1 2 3 4 5 Shen M, Stukenberg PT, Kirschner MW, Lu KP (marzo de 1998). "La peptidil-prolil isomerasa mitótica esencial Pin1 se une y regula las fosfoproteínas específicas de la mitosis" . Genes & Development . 12 (5): 706– 720. doi : 10.1101/gad.12.5.706 . PMC 316589. PMID 9499405 .  
  19. Goldstrohm AC, Albrecht TR, Suñé C, Bedford MT, Garcia-Blanco MA (noviembre de 2001). "El factor de elongación de la transcripción CA150 interactúa con la ARN polimerasa II y el factor de empalme de pre-ARNm SF1" . Biología molecular y celular . 21 (22): 7617–7628 . doi : 10.1128/MCB.21.22.7617-7628.2001 . PMC 99933. PMID 11604498 .  
  20. 1 2 3 Lu PJ, Zhou XZ, Shen M, Lu KP (febrero de 1999). "Función de los dominios WW como módulos de unión a fosfoserina o fosfotreonina". Science . 283 (5406). Nueva York, NY: 1325– 1328. Bibcode : 1999Sci...283.1325L . doi : 10.1126/science.283.5406.1325 . PMID 10037602 . 
  21. 1 2 Messenger MM, Saulnier RB, Gilchrist AD, Diamond P, Gorbsky GJ, Litchfield DW (junio de 2002). "Interacciones entre la proteína quinasa CK2 y Pin1. Evidencia de interacciones dependientes de la fosforilación" . The Journal of Biological Chemistry . 277 (25): 23054– 23064. doi : 10.1074/jbc.M200111200 . PMID 11940573 . 
  22. He J, Xu J, Xu XX, Hall RA (julio de 2003). "Fosforilación de Disabled-2 dependiente del ciclo celular por cdc2". Oncogene . 22 ( 29): 4524– 4530. doi : 10.1038/sj.onc.1206767 . PMID 12881709. S2CID 1086352 .  
  23. Ruan L, Torres CM, Qian J, Chen F, Mintz JD, Stepp DW, et al. (febrero de 2011). "La prolil isomerasa Pin1 regula la óxido nítrico sintasa endotelial" . Arteriosclerosis , Thrombosis, and Vascular Biology . 31 (2): 392– 398. doi : 10.1161/ATVBAHA.110.213181 . PMC 3075952. PMID 21051667 .   
  24. ^ Brenkman AB, de Keizer PL, van den Broek NJ, van der Groep P, van Diest PJ, van der Horst A, et al. (Septiembre de 2008). "La peptidil-isomerasa Pin1 regula la expresión de p27kip1 mediante la inhibición de los supresores de tumores Forkhead box O" . Investigación del cáncer . 68 (18): 7597– 7605. doi : 10.1158/0008-5472.CAN-08-1059 . PMID 18794148 .  
  25. Kamimoto T, Zama T, Aoki R, Muro Y, Hagiwara M (octubre de 2001). "Identificación de una nueva proteína relacionada con la kinesina, KRMP1, como objetivo de la peptidil-prolil isomerasa mitótica Pin1" . The Journal of Biological Chemistry . 276 (40): 37520–37528 . doi : 10.1074/jbc.M106207200 . PMID 11470801 . 
  26. Wells NJ, Watanabe N, Tokusumi T, Jiang W, Verdecia MA, Hunter T (octubre de 1999). "El dominio C-terminal de la quinasa inhibidora Cdc2 Myt1 interactúa con los complejos Cdc2 y es necesario para la inhibición de la progresión G(2)/M". Journal of Cell Science . 112 (19): 3361– 3371. doi : 10.1242/jcs.112.19.3361 . PMID 10504341 . 
  27. 1 2 Nakano A, Koinuma D, Miyazawa K, Uchida T, Saitoh M, Kawabata M, et al. (marzo de 2009). "Pin1 regula negativamente la señalización del factor de crecimiento transformante beta (TGF-beta) induciendo la degradación de las proteínas Smad" . The Journal of Biological Chemistry . 284 (10): 6109– 6115. doi : 10.1074/jbc.M804659200 . PMID 19122240 .  
  28. Wulf GM, Liou YC, Ryo A, Lee SW, Lu KP (diciembre de 2002). "Función de Pin1 en la regulación de la estabilidad de p53 y la transactivación de p21, y puntos de control del ciclo celular en respuesta al daño del ADN" . The Journal of Biological Chemistry . 277 (50): 47976– 47979. doi : 10.1074/jbc.C200538200 . PMID 12388558 . 
  29. Zacchi P, Gostissa M, Uchida T, Salvagno C, Avolio F, Volinia S, et al. (octubre de 2002). "La prolil isomerasa Pin1 revela un mecanismo para controlar las funciones de p53 después de agresiones genotóxicas". Nature . 419 ( 6909): 853– 857. Bibcode : 2002Natur.419..853Z . doi : 10.1038/nature01120 . PMID 12397362. S2CID 4311658 .   
  30. Lavoie SB, Albert AL, Handa H, Vincent M, Bensaude O (septiembre de 2001). "La peptidil-prolil isomerasa Pin1 interactúa con hSpt5 fosforilada por Cdk9". Journal of Molecular Biology . 312 (4): 675– 685. doi : 10.1006/jmbi.2001.4991 . PMID 11575923 . 
  31. Lee TH, Tun-Kyi A, Shi R, Lim J, Soohoo C, Finn G, et al. (2009). "Función esencial de Pin1 en la regulación de la estabilidad de TRF1 y el mantenimiento de los telómeros" . Nature Cell Biology . 11 (1): 97– 105. doi : 10.1038/ncb1818 . PMC 2699942. PMID 19060891 .   

Lecturas adicionales

  • Lu KP, Liou YC, Zhou XZ (abril de 2002). "Determinando la señalización de fosforilación dirigida por prolina". Trends in Cell Biology . 12 (4): 164– 172. doi : 10.1016/S0962-8924(02)02253-5 . PMID 11978535 . 
  • Wulf G, Finn G, Suizu F, Lu KP (mayo de 2005). "Isomerización de prolina específica de fosforilación: ¿hay un tema subyacente?". Nature Cell Biology . 7 (5): 435– 441. doi : 10.1038/ncb0505-435 . PMID 15867923. S2CID 180385 .  
  • Etzkorn FA (mayo de 2006). "Pin1 activa el interruptor del Alzheimer" . ACS Chemical Biology . 1 (4): 214– 216. doi : 10.1021/cb600171g . PMID 17163675 . 
  • Balastik M, Lim J, Pastorino L, Lu KP (abril de 2007). "Pin1 en la enfermedad de Alzheimer: ¿múltiples sustratos, un mecanismo regulador?" . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Base molecular de la enfermedad . 1772 (4): 422– 429. doi : 10.1016/j.bbadis.2007.01.006 . PMC 1868500 . PMID 17317113 .  
  • Maleszka R, Hanes SD, Hackett RL, de Couet HG, Miklos GL (enero de 1996). "El gen dodo (dod) de Drosophila melanogaster, conservado en humanos, es funcionalmente intercambiable con el gen de división celular ESS1 de Saccharomyces cerevisiae" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 93 (1): 447– 451. Bibcode : 1996PNAS...93..447M . doi : 10.1073 / pnas.93.1.447 . PMC 40255. PMID 8552658 .  
  • Ranganathan R, Lu KP, Hunter T, Noel JP (junio de 1997). "Análisis estructural y funcional de la rotamasa mitótica Pin1 sugiere que el reconocimiento del sustrato depende de la fosforilación" . Cell . 89 ( 6): 875–886 . doi : 10.1016/S0092-8674(00)80273-1 . PMID 9200606. S2CID 16219532 .  
  • Campbell HD, Webb GC, Fountain S, Young IG (septiembre de 1997). "El gen humano PIN1 peptidil-prolil cis/trans isomerasa se localiza en el cromosoma humano 19p13 y el gen PIN1L, estrechamente relacionado, en 1p31". Genomics . 44 (2): 157–162 . doi : 10.1006/geno.1997.4854 . PMID 9299231 . 
  • Crenshaw DG, Yang J, Means AR, Kornbluth S (agosto de 1998). "La peptidil-prolil isomerasa mitótica, Pin1, interactúa con Cdc25 y Plx1" . The EMBO Journal . 17 (5): 1315– 1327. doi : 10.1093/emboj/17.5.1315 . PMC 1170480. PMID 9482729 .  
  • Lu PJ, Wulf G, Zhou XZ, Davies P, Lu KP (junio de 1999). "La prolil isomerasa Pin1 restaura la función de la proteína tau fosforilada asociada al Alzheimer". Nature . 399 ( 6738): 784– 788. Bibcode : 1999Natur.399..784L . doi : 10.1038/21650 . PMID 10391244. S2CID 4373905 .  
  • Albert A, Lavoie S, Vincent M (agosto de 1999). "Una forma hiperfosforilada de la ARN polimerasa II es el principal antígeno de interfase del anticuerpo fosfoproteico MPM-2 e interactúa con la peptidil-prolil isomerasa Pin1". Journal of Cell Science . 112. 112 (15): 2493– 2500. doi : 10.1242/jcs.112.15.2493 . PMID 10393805 . 
  • Gerez L, Mohrmann K, van Raak M, Jongeneelen M, Zhou XZ, Lu KP, et  al. (julio de 2000). " Acumulación de rab4GTP en el citoplasma y asociación con la peptidil-prolil isomerasa pin1 durante la mitosis" . Biología Molecular de la Célula . 11 (7): 2201– 2211. doi : 10.1091/mbc.11.7.2201 . PMC 14913. PMID 10888662 .  
  • Verdecia MA, Bowman ME, Lu KP, Hunter T, Noel JP (agosto de 2000). "Base estructural para el reconocimiento de fosfoserina-prolina por dominios WW del grupo IV". Nature Structural Biology . 7 (8): 639– 643. doi : 10.1038/77929 . PMID 10932246. S2CID 20088089 .  
  • Rippmann JF, Hobbie S, Daiber C, Guilliard B, Bauer M, Birk J, et  al. (julio de 2000). "La isomerización de prolina dependiente de la fosforilación catalizada por Pin1 es esencial para la supervivencia de las células tumorales y la entrada en mitosis". Cell Growth & Differentiation . 11 (7): 409– 416. PMID 10939594 . 
  • Liu W, Youn HD, Zhou XZ, Lu KP, Liu JO (mayo de 2001). "Unión y regulación del factor de transcripción NFAT por la peptidil prolil cis-trans isomerasa Pin1" . FEBS Letters . 496 ( 2–3 ): 105–108 . Bibcode : 2001FEBSL.496..105L . doi : 10.1016/ S0014-5793 (01)02411-5 . PMID 11356192. S2CID 7707812 .  
  • Resumen de toda la información estructural disponible en el PDB para UniProt : Q13526 (Peptidil-prolil cis-trans isomerasa NIMA-interacting 1) en el PDBe-KB .