SPAG5
Spermatozoidni antigen 5 ili astrin je protein koji je kod ljudi kodiran genom SPAG5.[5][6]
Ovaj gen kodira protein povezan sa aparatom mitotskog vretena. Kodirani protein može biti uključen u funkcionalnu i dinamičku regulaciju mitotskih vretena.[6] SPAG5 ili astrin potreban je za održavanje kohezije sestrinskih hromatida i integriteta centrosoma tokom mitoze . Takođe ima neovisnu ulogu u regulaciji apoptoze inducirane ćelijskim stresom
Dužina polipeptidnog lanca je 1.193 aminokiseline, a molekulska težina 134.422[7]
Aminokiselinska sekvenca
- Simboli
10 | 20 | 30 | 40 | 50 | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
MWRVKKLSLS | LSPSPQTGKP | SMRTPLRELT | LQPGALTNSG | KRSPACSSLT | ||||
PSLCKLGLQE | GSNNSSPVDF | VNNKRTDLSS | EHFSHSSKWL | ETCQHESDEQ | ||||
PLDPIPQISS | TPKTSEEAVD | PLGNYMVKTI | VLVPSPLGQQ | QDMIFEARLD | ||||
TMAETNSISL | NGPLRTDDLV | REEVAPCMGD | RFSEVAAVSE | KPIFQESPSH | ||||
LLEESPPNPC | SEQLHCSKES | LSSRTEAVRE | DLVPSESNAF | LPSSVLWLSP | ||||
STALAADFRV | NHVDPEEEIV | EHGAMEEREM | RFPTHPKESE | TEDQALVSSV | ||||
EDILSTCLTP | NLVEMESQEA | PGPAVEDVGR | ILGSDTESWM | SPLAWLEKGV | ||||
NTSVMLENLR | QSLSLPSMLR | DAAIGTTPFS | TCSVGTWFTP | SAPQEKSTNT | ||||
SQTGLVGTKH | STSETEQLLC | GRPPDLTALS | RHDLEDNLLS | SLVILEVLSR | ||||
QLRDWKSQLA | VPHPETQDSS | TQTDTSHSGI | TNKLQHLKES | HEMGQALQQA | ||||
RNVMQSWVLI | SKELISLLHL | SLLHLEEDKT | TVSQESRRAE | TLVCCCFDLL | ||||
KKLRAKLQSL | KAEREEARHR | EEMALRGKDA | AEIVLEAFCA | HASQRISQLE | ||||
QDLASMREFR | GLLKDAQTQL | VGLHAKQEEL | VQQTVSLTST | LQQDWRSMQL | ||||
DYTTWTALLS | RSRQLTEKLT | VKSQQALQER | DVAIEEKQEV | SRVLEQVSAQ | ||||
LEECKGQTEQ | LELENSRLAT | DLRAQLQILA | NMDSQLKELQ | SQHTHCAQDL | ||||
AMKDELLCQL | TQSNEEQAAQ | WQKEEMALKH | MQAELQQQQA | VLAKEVRDLK | ||||
ETLEFADQEN | QVAHLELGQV | ECQLKTTLEV | LRERSLQCEN | LKDTVENLTA | ||||
KLASTIADNQ | EQDLEKTRQY | SQKLGLLTEQ | LQSLTLFLQT | KLKEKTEQET | ||||
LLLSTACPPT | QEHPLPNDRT | FLGSILTAVA | DEEPESTPVP | LLGSDKSAFT | ||||
RVASMVSLQP | AETPGMEESL | AEMSIMTTEL | QSLCSLLQES | KEEAIRTLQR | ||||
KICELQARLQ | AQEEQHQEVQ | KAKEADIEKL | NQALCLRYKN | EKELQEVIQQ | ||||
QNEKILEQID | KSGELISLRE | EVTHLTRSLR | RAETETKVLQ | EALAGQLDSN | ||||
CQPMATNWIQ | EKVWLSQEVD | KLRVMFLEMK | NEKEKLMIKF | QSHRNILEEN | ||||
LRRSDKELEK | LDDIVQHIYK | TLLSIPEVVR | GCKELQGLLE | FLS |
Kloniranje i ekspresija
Chang et al. (2001) identificirali su ljudski SPAG5, koji su nazvali MAP126, putem njegove interakcije s p29 (SYF2) na 2-hibridnom skrining kvasca. Pregledavanjem cDNK biblioteke testisa, praćene 5-osnovnom RACE bibliotekom cDNK HeLa ćelija, klonirali su MAP126. Izvedeni protein od 1.120 aminokiselina ima izračunatu molekulsku masu od 126 kD. MAP126 sadrži dvostrani signal lokalizacije jedarne energije i potencijalno CDC2 (CDK1) mjesto fosforilacije. MAP126 ima značajnu sličnost sa sveprisutnim teškim lancem kinezina (KIF5B). Northern blot analizom otkriven je transkript od 4,1 kb koji je obilno eksprimiran u testisima, sa mnogo slabijom ekspresijom u placenti, jetri, pankreasu, timusu i debelom crijevu, a u ostalim ispitivanim tkivima malo ili nimalo eksprimiran.
Robusna ekspresija transkripta od 6,0 kb bila je prisutna u bubregu, ali ne i u drugom ispitivanom tkivu. Western blot analizom otkriven je MAP126 pri pretpostavljenoj molekulskoj masi od 126 kD u lizatima metafazno zadržanih HeLa ćelija. Analiza imunofluorescencije pokazala je lokalizaciju MAP126 na mitotskom vretenu tokom metafaze.
Thein et al. (2007) otkrili su da je tokom mitoze u HeLa ćelijama astrin lokaliziran i na centrosomima i na kinetohorima.Cheng et al. (2008) naveli su da astrin pune dužine sadrži N-terminalno područje glave, nakon čega slijede dva domena sa upredenom zavojnicom.
Funkcija gena
Chang et al. (2001) otkrili su da je rekombinantni ljudski MAP126 fosforiliran CDC2-om in vitro .
Sisteraza cistein-proteaze (ESPL1) razdvaja sestrinske hromatide nakon što se svi hromosomi poravnaju za vrijeme mitoze i podstiče razdvajanje centriola na kraju mitoze. Thein et al. (2007) otkrili su da astrin negativno regulira aktivnost separaze.[8] Nokdaun astrina u HeLa ćelijama prerano je aktivirao separazu i produžio mitotski zastoj, uzrokujući razvoj multipolarnih vretena i gubitak sestrinske hromatidne kohezije. Astrin-nokdaun ćelije karakterizirali su duboki nedostaci u poravnanju hromosoma, uz eventualna apoptotsku smrt ćelija. Istovremenim nokdaunom i astrina i separaze uglavnom su ispravljeni mitotski nedostaci nastali samo nokdaunom astrina.
GSK3-beta (GSK3B; 605004) je serin/ treonin kinaza koja je uključena u polarizirano sidrenje mikrotubula na ćelijskoj periferiji. Koristeći i in vitro i in vivo testove interakcije proteina i tehnike snimanja, Cheng et al. (2008) otkrili su da je GSK3-beta izravno komunicirao sa astrinom i da su se dva proteina kolokalizovala na vretenskom aparatu u mitotičkim HeLa ćelijama, od profaze do anafaze. Astrin, ali ne i GSK3-beta, također lokaliziran u sredini tijela. Pri mitozi, GSK3-beta fosforilirao je astrin na thr111, thr937 i motiv iz ser974 do thr978. Inhibicija GSK3-beta oštećenog vretena i kinetohorna nakupljanja astrina, pored toga što otežava stvaranje vretena u mitozi, izaziva i zaustavljanje faze G2/M. Osiromašenje astrina u HeLa ćelijama, putem male interferirajuće RNK, nije imalo efekta na lokalizaciju GSK3-beta. Međutim, astrin je pojačao GSK3-beta-posredovanu fosforilaciju ostalih supstrata. Zaključili su da povezivanje astrina sa vretenskim mikrotubulama i kinetohorama zahtijeva aktivnost GSK3-beta kinaze.[9]
Korištenjem 2-hibridne analize kvasca, Du et al. (2008) otkrili su da je astrin direktno komunicirao sa centrosomnom kinazom aurora A (AURKA) tokom mitoze u HeLa ćelijama. Astrin je fosforilirao auroru A. I astrin i aurora A lokalizirani su na centrosomima u profazi, a na mitotska vretena od prometafaze do citokineze. Nokdaun astrina spriječio je lokalizaciju aurore A na mitotska vretena, ali ne i centrosome, a promijenio lokalizaciju supstrata aurora A, ciklin B1 (CCNB1), sprečavajući aktivaciju CDK1 kinaze. Nokdaun aurore A nije imao efekta na lokalizaciju astrina. Zaključili su da tokom mitoze astrin djeluje uzvodno od aurore A, kako bi regulirao njenu lokalizaciju i pristup njenim nizvodnim podlogama.[10]
MTOR kompleks I (MTORC1) središnji je regulator rasta i metabolizma ćelija i hiperaktivira se za vrijeme ćelijskog stresa, što rezultira apoptozama. Thedieck et al. (2013) pokazali su da, nakon izlaganja HeLa ćelija stresu, astrin funkcionira kao negativni regulator MTORC1 oput arsenita, vodik-peroksida ili prekomjerne vrućine u ćelijama. Astrin je lokaliziran u centrosomima u neekspimiranim ćelijama, ali lokaliziran u stresnim granulama nakon njihove indukcije ćelijskim stresom. Astrin se natjecao s MTOR-om u vezanju aktivirajuće podjedinice MTORC1 RAPTOR (RPTOR), a RAPTOR je sekvestrirao na stresne granule, inhibirajući MTORC1 apoptotski odgovor na stres. Razgradnja astrina pomoću male ometajuće RNK rezultiralo je sastavljanjem i aktivacijom MTORC1 i u stresnim i u nenapnutim ćelijama. Zaključili su da inhibicija apoptoze posredovana astrinom može biti korisna u sprečavanju zdravih ćelija da prođu apoptozu nakon prolaznih stresova ili metaboličkog izazova.[11]
Analizom genomske sekvence, Chang et al. (2001) mapirali su SPAG5 na hromosomskoj sekvenci 17q11-q12.[12]