SMC4
SMC4, или белок структурной поддержки хромосом номер четыре (англ. Structural maintenance of chromosomes protein 4), также известный как хромосом-ассоцированный полипептид C или XCAP-C гомолог — это белок, который у человека кодируется геном SMC4[5][6][7]. SMC-4 является основной субъединицей конденсина I и II, крупных белковых комплексов, участвующих в организации хромосом высокого порядка[8], включая конденсацию и сегрегацию[9]. Белок SMC4 обычно ассоциирован с белком SMC2, другим белковым комплексом из семейства SMC-белков. SMC-4 димеризуется с SMC-2, создавая гибкую и динамичную структуру голокомплекса конденсинов[8]. Показано, что сверхэкспрессия белка SMC-4 влияет на канцерогенез[10][11][9].
| SMC4 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Идентификаторы | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Псевдонимы | SMC4, CAP-C, CAPC, SMC-4, SMC4L1, hCAP-C, structural maintenance of chromosomes 4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Внешние ID | OMIM: 605575 MGI: 1917349 HomoloGene: 4015 GeneCards: SMC4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 Информация в Викиданных | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Длина полипептидной цепи белка составляет 1288 аминокислот, а молекулярная масса — 147182 Да[12].
Структура и взаимодействия
править
Первичная 5-доменная структура SMC-белков высоко консервативна среди живых организмов. Базовая структура SMC-белков характеризуется наличием неспиральной шарнирной группы, разделённой двумя антипараллельными α-спиральными доменами “coiled-coil” (двуспиральная область), а также двумя аминоконцевыми глобулярными доменами, содержащими АТФ гидролитические сайты или нуклеотид-связывающие мотивы, расположенные на С-конце и N-конце, называемые мотивами Walker A и Walker B[13].
У эукариот димеризация опосредуется самоукладкой неспиральной шарнирной группы SMC-белка. Димеризация происходит в неспиральной шарнирной группе SMC-4, которая затем связывается с неспиральной шарнирной группой SMC-2, создавая гетеродимерную структуру в форме буквы «V». Голокомплекс конденсина содержит субъединицы гетеродимера SMC-4 и SMC-2, а также 3 других субъединицы, не относящиеся к SMC: CAP-D2, CAP-G и CAP-H[9].
В голокомплексе конденсина белковая субъединица, называемая клейзином, присоединяется к С-концевой и N-концевой АТФазных доменов обоих белков SMC-4 и SMC-2. Когда голокомплекс конденсина связан с АТФ на этих концевых доменах, конденсин принимает "закрытое" конформационное состояние[8]. SMC-4 — динамичный и гибкий белок, позволяющий различным доменным компонентам время от времени взаимодействовать друг с другом. Предполагается, что это связано с механической способностью комплекса, когда он связан с хромосомами[8]. В почкующихся дрожжах эти взаимодействия могут приводить к появлению открытых "O" или свёрнутых "B" форм в результате их динамических способностей[14].
Функции
правитьSMC4 имеет обширный ряд функций, важных для развития организма человека. В основном он участвуют в конденсации и сегрегации хромосом, а также в таких функциях хромосом, как поддержание подавленного состояния экспрессии генов, организация гетерохроматина и репарация ДНК[15].
Роль SMC4 в развитии карциномы
правитьБелок SMC4 связан с аномальным ростом клеток и опухолей, участвует в миграции и инвазии. В целом, считается, что наличие сверхэкспрессированных белков SMC4 связано с канцерогенезом[10].
Установлено, что сверхэкспрессия или даун-регуляция (подавление) белка SMC4 изменяет сигнальные пути TGFβ/Smad в клетках глиомы. SMC4-трансдуцированные клетки глиомы показали активацию сигнального пути TGFβ/Smad, которая отсутствовала в SMC4-молчаливых клетках глиомы. Было показано, что этот путь коррелирует с "агрессивным" поведенческим фенотипом клеток глиомы. Сверхэкспрессия SMC-4 может вызывать более высокую скорость пролиферации и, в конечном счете, увеличивать инвазивную способность. Снижение регуляции SMC-4 уменьшает данное качество[10].
SMC4 участвует в опухолевом процессе в печени, толстой кишке и лёгких. Этот белок тесно связан с клеточным циклом, клеточной адгезией и модификацией РНК в развитии лёгких и канцерогенезе. Он сверхэкспрессируется в тканях аденокарциномы лёгких и может служить независимым прогностическим фактором. Инактивация SMC4 сильно подавляет пролиферацию и инвазию клеток A549, белок также взаимодействует с DDX46. Ключевая роль белка в развитии лёгких и канцерогенезе показывает, что гены с аналогичным паттерном экспрессии SMC4 в развитии лёгких могут способствовать прогрессии рака лёгких[15].
Исследования показывают, что сверхэкспрессия белка SMC4 в тканях печени человека может коррелировать с прогрессированием гепатоцеллюлярной карциномы[11].
Примечания
править- ↑ 1 2 3 GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000113810 - Ensembl, May 2017
- ↑ 1 2 3 GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000034349 - Ensembl, May 2017
- ↑ Ссылка на публикацию человека на PubMed: Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
- ↑ Ссылка на публикацию мыши на PubMed: Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
- ↑ Schmiesing J.A., Ball AR Jr, Gregson H.C., Alderton J.M., Zhou S., Yokomori K. Identification of two distinct human SMC protein complexes involved in mitotic chromosome dynamics (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America : journal. — 1998. — November (vol. 95, no. 22). — P. 12906—12911. — doi:10.1073/pnas.95.22.12906. — PMID 9789013. — PMC 23650.
- ↑ Nishiwaki T., Daigo Y., Kawasoe T., Nagasawa Y., Ishiguro H., Fujita M., Furukawa Y., Nakamura Y. Isolation and characterization of a human cDNA homologous to the Xenopus laevis XCAP-C gene belonging to the structural maintenance of chromosomes (SMC) family (англ.) // J Hum Genet[англ.] : journal. — 1999. — June (vol. 44, no. 3). — P. 197—202. — doi:10.1007/s100380050142. — PMID 10319587.
- ↑ Entrez Gene: SMC4 structural maintenance of chromosomes 4. Архивировано 5 декабря 2010 года.
- ↑ 1 2 3 4 Eeftens JM, Katan AJ, Kschonsak M, Hassler M, de Wilde L, Dief EM, et al. (March 2016). "Condensin Smc2-Smc4 Dimers Are Flexible and Dynamic". Cell Reports (англ.). 14 (8): 1813—1818. doi:10.1016/j.celrep.2016.01.063. PMC 4785793. PMID 26904946.
- ↑ 1 2 3 Zhang C, Kuang M, Li M, Feng L, Zhang K, Cheng S (September 2016). "SMC4, which is essentially involved in lung development, is associated with lung adenocarcinoma progression". Scientific Reports. 6 (1): 34508. Bibcode:2016NatSR...634508Z. doi:10.1038/srep34508. PMC 5043270. PMID 27687868.
- ↑ 1 2 3 Jiang L, Zhou J, Zhong D, Zhou Y, Zhang W, Wu W, et al. (March 2017). "Overexpression of SMC4 activates TGFβ/Smad signaling and promotes aggressive phenotype in glioma cells". Oncogenesis. 6 (3): e301. doi:10.1038/oncsis.2017.8. PMC 5533949. PMID 28287612.
- ↑ 1 2 Zhou B, Chen H, Wei D, Kuang Y, Zhao X, Li G, et al. (June 2014). "A novel miR-219-SMC4-JAK2/Stat3 regulatory pathway in human hepatocellular carcinoma". Journal of Experimental & Clinical Cancer Research. 33 (1): 55. doi:10.1186/1756-9966-33-55. PMC 4096530. PMID 24980149.
- ↑ UniProt, Q9NTJ3 (англ.). Дата обращения: 20 декабря 2023. Архивировано 20 декабря 2023 года.
- ↑ Hirano T (February 2002). "The ABCs of SMC proteins: two-armed ATPases for chromosome condensation, cohesion, and repair". Genes & Development. 16 (4): 399—414. doi:10.1101/gad.955102. PMID 11850403. S2CID 45664625.
- ↑ Ryu JK, Katan AJ, van der Sluis EO, Wisse T, de Groot R, Haering CH, Dekker C (December 2020). "The condensin holocomplex cycles dynamically between open and collapsed states". Nature Structural & Molecular Biology. 27 (12): 1134—1141. doi:10.1038/s41594-020-0508-3. PMID 32989304. S2CID 222146992.
- ↑ 1 2 Chengli Zhang, Manchao Kuang, Meng Li, Lin Feng, Kaitai Zhang. SMC4, which is essentially involved in lung development, is associated with lung adenocarcinoma progression (англ.) // Scientific Reports. — 2016-09-30. — Vol. 6, iss. 1. — P. 34508. — ISSN 2045-2322. — doi:10.1038/srep34508. Архивировано 15 августа 2021 года.