Pikahurin, znan i kao AGRINL (AGRINL) i EGF-liki fibronektin tip-III ili laminin G-liki protein sa domenom (EGFLAM), jest protein koji je kod ljudi kodiran genom EGFLAM sa hromosoma 5.
Pikahurin je protein distroglikan u interakciji koji ima bitnu ulogu u preciznoj interakciji između fotoreceptora matične sinapse i bipolarnih dendrita. Vezivanje sa distroglikanom (DG) zavisi od nekoliko faktora (glikozilacija DG, prisustvo dvovalentnih kationa, prisustvo drugih proteina).
Netačno vezivanje između pikahurina i DG povezano je s mišićnim distrofijama koje često uključuju abnormalnosti oka.
Aminokiselinska sekvenca Dužina polipeptidnog lanca je 1.017 aminokiselina, а molekulska težina 111.271 Da.
1020304050 MDLIRGVLLRLLLLASSLGPGAVSLRAAIRKPGKVGPPLDIKLGALNCTA FSIQWKMPRHPGSPILGYTVFYSEVGADKSLQEQLHSVPLSRDIPTTEEV IGDLKPGTEYRVSIAAYSQAGKGRLSSPRHVTTLSQDSCLPPAAPQQPHV IVVSDSEVALSWKPGASEGSAPIQYYSVEFIRPDFDKKWTSIHERIQMDS MVIKGLDPDTNYQFAVRAMNSHGPSPRSWPSDIIRTLCPEEAGSGRYGPR YITDMGAGEDDEGFEDDLDLDISFEEVKPLPATKGGNKKFLVESKKMSIS NPKTISRLIPPTSASLPVTTVAPQPIPIQRKGKNGVAIMSRLFDMPCDET LCSADSFCVNDYTWGGSRCQCTLGKGGESCSEDIVIQYPQFFGHSYVTFE PLKNSYQAFQITLEFRAEAEDGLLLYCGENEHGRGDFMSLAIIRRSLQFR FNCGTGVAIIVSETKIKLGGWHTVMLYRDGLNGLLQLNNGTPVTGQSQGQ YSKITFRTPLYLGGAPSAYWLVRATGTNRGFQGCVQSLAVNGRRIDMRPW PLGKALSGADVGECSSGICDEASCIHGGTCTAIKADSYICLCPLGFKGRH CEDAFTLTIPQFRESLRSYAATPWPLEPQHYLSFMEFEITFRPDSGDGVL LYSYDTGSKDFLSINLAGGHVEFRFDCGSGTGVLRSEDPLTLGNWHELRV SRTAKNGILQVDKQKIVEGMAEGGFTQIKCNTDIFIGGVPNYDDVKKNSG VLKPFSGSIQKIILNDRTIHVKHDFTSGVNVENAAHPCVRAPCAHGGSCR PRKEGYDCDCPLGFEGLHCQKECGNYCLNTIIEAIEIPQFIGRSYLTYDN PDILKRVSGSRSNVFMRFKTTAKDGLLLWRGDSPMRPNSDFISLGLRDGA LVFSYNLGSGVASIMVNGSFNDGRWHRVKAVRDGQSGKITVDDYGARTGK SPGMMRQLNINGALYVGGMKEIALHTNRQYMRGLVGCISHFTLSTDYHIS LVEDAVDGKNINTCGAK
Otkriće i nomenklatura
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. Naziv ovog "okretnog" proteina inspirisan je pikahuovim "munjevitim potezima" i šokantnim električnim efektima".
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.
Interakcija pikahurin-distroglikan
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.
Funkcija 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.
Odnosi vrpčaste sinapse thumb|Vrpčasta sinapsasa položajem pikahurina
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. Jasno je da je pikahurin, mrežnjačin vanćelijski protein sličan matriksu, lokaliziran u sinapsnoj pukotini u sinapsi fotoreceptorske vrpce. 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.
Klinički značaj: mišićne distrofije
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.
Terapijske aplikacije
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.
Također pogledajte Fibronektin Laminin Zbtb7, oncogene originalno zvani "Pokémon". Aerodactylus, rod prehistorijskih pterosaura
Reference
Vanjski linkovi Lightning-Fast Vision Protein Named After Pikachu - July 24, 2008
Kategorija:Proteini vanćelijskog matriksa Kategorija:Geni na hromosomu 5 Kategorija:Ljudski proteini Kategorija:Proteomika