Pikahurin

Dužina polipeptidnog lanca je 1.017 aminokiselina, а molekulska težina 111.271 Da.^[9]

Pikahurin je sličan vanćelijskomatriksnom mrežnjačnom proteinu I koji su prvi put otkrili 2008. Shigeru Sato et al. u Japanu i nazvan po Pikachu, tipu franšize Pokémon.^[6] Naziv ovog "okretnog" proteina inspirisan je pikahuovim "munjevitim potezima" i šokantnim električnim efektima".^[10]

Pikahurin je inicijalno identifikovan u mikročipnoj analizi profila ekspresije gena na mrežnjačama divljeg tipa i Otx2 nokaut-miševa. Da se potvrdi da Otx2 regulira ekspresiju, korištena je RT-PCR analiza pikahurina, što je bilo poznato jer je nije bilo ekspresije pikahurina u retini miševa Otx2, što ukazuje da Otx2 regulira pikahurin. Lokalizacija pikahurina u sinaptsnoj pukotini u sinapsi fotoreceptorske vrpce određena je pomoću fluorescentnih antitijela. Ciljanje tkiva zbog poremećaja pikahurinskog gena korišteno je za editiranje kada je ovaj protein neophodan za pravilan prijenos sinapsnog signala i funkciju vida. Pokazano je da α-distroglikan stupa u interakciju s pikahurinom, putem imunoprecipitacije.^[6]

Distroglikanski ligand sa drugim proteinima je neophodan. Glikozilacija distroglikana je neophodna za njegovu vezujuću aktivnost. Mutacije enzima glikoziltransferaze uzrokuju abnormalnu glikozilaciju distroglikana. Ova hipoglikozilacija povezana je s manjim vezanjem s drugim proteinima i uzrokuje urođenu mišićnu distrofiju. Pikahurin je posljednji identificirani protein distroglikanskih liganda i lokaliziran je u sinapsnoj pukotini u sinapsama fotoreceptorske vrpce. Vezivanje između distroglikana i pikahurina zahtijeva dvovalentne katione. Najjače vezivanje ima Ca²⁺; Mn²⁺ proizvodi samo slaba vezivanja, a nema vezivanja samo sa Mg²⁺. Distroglilan ima različite domene koji omogućuju više mjesta Ca²⁺ da formiraju stabilnu vezu pikahurin-distroglikan. Ovo pokazuje da pikahurin može formirati oligomerne strukture i sugerira da mogućnost grupiranja može biti važna u moduliranju interakcija pikahurin–distroglikan.

Pritom treba uzeti u obzir je da prisustvo NaCl (0,5M) snažno inhibira interakciju između DG i drugih proteinskih liganda, ali ima umjeren inhibitorni učinak s ligandom pikahurin-DG. Ovo pokazuje da postoje razlike između vezivanja pikahurin-DG i DG-vezivanja sa drugim proteinima.

Čini se da pikahurin ima više domena koji se vežu za DG od drugih proteina. Naprimjer, eksperimenti u konkurenciji liganda pokazuju da prisustvo pikahurina inhibira vezivanje laminina-111 s DG, ali visoke koncentracije laminina-111 ne inhibiraju vezivanje pikahurina za DG.^[8]

U vrpčanim sinapsama, protein je kolokaliziran sa distrofinom i distroglikan.

U vanćelijskom prostoru, pikahurin se, zajedno sa lamininom, perlekanom, agrinom, neureksinom, veže α-distroglikan. Kao takav, pikahurin, kao i drugi prethodno pomenuti proteini, neophodan je za pravilno funkcioniranje distroglikana. Neophodan je i za postavljanje presinapsnih i postsinapsnih završetaka u vrpčastojsinapsi; delecija gena za pikahurin uzrokuje nenormalan elektroretinogram, slično deleciji nestina.^[11]

Odnosi vrpčaste sinapse

Formiranje sinapse je ključno za pravilno funkcioniranje CNS-a sisara (centralni nervni sistem). Mrežnjačini fotoreceptori završavaju na aksonskom terminalu koji čini specijaliziranu strukturu, vrpčanu sinapsu, koja posebno povezuje sinapsne terminale fotoreceptora s bipolarnim i vodoravnim ćelijskim terminalima u vanjskom pleksiformnom sloju (OPL) mrežnjače.^[6]Jasno je da je pikahurin, mrežnjačin vanćelijski protein sličan matriksu, lokaliziran u sinapsnoj pukotini u sinapsi fotoreceptorske vrpce.^[12] Pokazano je da s nedostatkom pikahurina dolazi do nepravilnog postavljanja dendritskih vrhova bipolarne ćelije na fotoreceptore vrpčanih sinapsa, što rezultira promjenama u prijenosu sinapsnog signala i vizualnoj funkciji. Funkcija pikahurina ostaje nepoznata, ali je činjenica da je kritično uključen u normalno stvaranje sinapse fotoreceptorske vrpce, kao i u fiziološke funkcije vizualne percepcije.^[13]

Kongenitalne mišićne distrofije (CMD) poput bolesti mišića-oka-mozga, uzrokovane su neispravnom glikozilacijom α-distroglikana (α-DG) koji ima defektnu sinapsnu funkciju fotoreceptora. Pikahurin ima bitnu ulogu u CMD-u. Precizne interakcije između sinapse fotoreceptorske vrpce i bipolarnih dendrita, koje se ostvaruju zahvaljujući pikahurinu, mogu unaprijediti razumijevanje molekulnih mehanizama koji su u osnovi elektrofizioloških abnormalnosti retine, uočenih kod pacijenata s mišićnom distrofijom. Distrofija mišića-oka-mozga uzrokovana je mutacijama u POMGnT1 ili LARGE. Ova dva gena posreduju u posttranlacijskim modifikacijama O-manoza, bitnih za vezivanje pikahurina za distroglikan, pa ljudi koji pate od bolesti mišića i oka imaju hipoglikozilaciju interakcija pikahurin-α-distroglikan.^[13]

Budući da da pikahurin pruža bolju oštrinu vida, Sato et al. sa Osaka Bioscience Institute vjeruju da bi se protein mogao koristiti za razvoj liječenja retinitis pigmentosa i drugih očnih poremećaja.^[6][14]

• Fibronektin
• Laminin
• Zbtb7, oncogene originalno zvani "Pokémon".
• Aerodactylus, rod prehistorijskih pterosaura

• Lightning-Fast Vision Protein Named After Pikachu Arhivirano 11. 7. 2017. na Wayback Machine - July 24, 2008