주기 일주기 단백질 동족체 1

Period circadian protein homolog 1
PER1
사용가능한 구조물
PDBOrtholog 검색: PDBer RCSB
식별자
별칭PER1, PER, RIGUI, hPER, 주기 일주기 시계 1, 주기 일주기 조정기 1
외부 IDOMIM: 602260 MGI: 1098283 호몰로진: 1966 유전자카드: PER1
오르토로그
종.인간마우스
엔트레즈

5187

18626

앙상블

ENSG00000179094

ENSMUSG00000020893

유니프로트

O15534

O35973

RefSeq (mRNA)

NM_002616

NM_001159367
NM_011065

RefSeq (단백질)

NP_002607

NP_001152839
NP_035195

위치(UCSC)Chr 17: 8.14 – 8.16MbChr 11: 68.99 – 69Mb
PubMed 검색[3][4]
위키데이터
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주기 일주기 단백질 상동체 1은 인간에서 PER1 유전자에 의해 암호화되는 단백질입니다.[5]

기능.

PER1 단백질은 세포의 일주기 리듬 유지에 중요하며, 암 발생에도 역할을 할 수 있습니다. 이 유전자는 유전자 시대의 한 부류입니다. 일일 진동 일주기 리듬 또는 약 24시간의 주기로 순환하는 진동으로 표현됩니다. PER1은 포유류 뇌의 주요 일주기 심박동기인 SCN(superchiasmatic nuclear)이라고 불리는 뇌의 영역에서 가장 현저하게 발현됩니다. PER1은 포유류의 말초 조직 전체에 걸쳐 발현되기도 합니다.[6] 이 과의 유전자는 운동 활동, 대사 및 행동의 일주기 리듬의 구성 요소를 암호화합니다. 근위핵에서 PER1의 일주기적 발현은 일정한 어둠 속에서 자유롭게 진행될 것이며, 이는 이 주기의 24시간 기간이 외부 빛 신호의 도움 없이 지속될 것임을 의미합니다. 그 후, 명암 주기의 변화는 위상동 핵에서 유전자 발현의 비례적인 변화를 유발합니다. 유전자 발현 시간은 포유류의 주관적인 밤 동안의 빛이 발현당의 급격한 증가를 초래하고 따라서 위상차 핵의 이동을 초래하기 때문에 빛에 민감합니다.[7] 이 유전자에서 대체 스플라이싱이 관찰되었지만 이러한 변이체는 완전히 설명되지 않았습니다.[8] 기능적으로 중요한 다형성의 발생에 대해서는 전문가들 사이에 약간의 의견 차이가 있습니다. 많은 과학자들은 측정 가능한 행동적 또는 생리적 변화를 초래하는 인구 수준에서 중요한 인간 PER1 유전자의 알려진 다형성이 없다고 말합니다.[9] 그럼에도 불구하고, 어떤 사람들은 침묵하는 돌연변이조차도 중대한 행동 표현형을 유발하고, 주요한 위상 변화를 초래할 수 있다고 믿습니다.[10]

PER 유전자의 기능적 보존은 Shigeyoshi et al. 2002 의 연구에 나타나 있습니다. 이 연구에서 마우스 mPer1 및 mPer2 유전자는 Drosophila melanogaster에서 Drosophila timeeless protector에 의해 구동되었습니다. 그들은 두 mPer 구조가 부정 파리(per01 fly)에 리듬을 복원할 수 있다는 것을 발견했습니다. 따라서 mPer1 및 mPer2는 파리에서 시계 구성 요소로 기능할 수 있으며 per 유전자의 상동성에 관한 의미를 가질 수 있습니다.[11]

연대생물학에서의 역할

리구이라고도 불리는 PER1 유전자는 특징적인 일주기 진동자입니다. PER1은 SCN에서 리드미컬하게 전사되어 약 24시간의 주기를 유지합니다. 이 리듬은 지속적인 어둠 속에서도 유지되며, 변화하는 빛의 주기에도 속할 수 있습니다.[5] PER1은 SCN에서 일주기 리듬을 생성하는 데 관여하며, 신체 전체의 다른 진동에도 영향을 미칩니다. 예를 들어, PER1 녹아웃은 음식에 민감한 진동자 및 필로폰에 민감한 일주기 진동자에 영향을 미치며, 이 진동자들의 주기는 PER1이 없을 때 변경됩니다.[12] 게다가, PER1과 PER2 유전자 모두에 녹아웃이 있는 쥐들은 일주기 리듬감을 보이지 않습니다.[13] PER1 뉴런의 위상 변화는 쥐의 SCN에 대한 강력하고 짧은 빛 자극에 의해 유도될 수 있습니다. 이 빛 노출은 PER1 mRNA의 증가를 유발하며, 이는 PER1 유전자가 포유류의 생체 시계를 명암 주기로 유도하는 데 중요한 역할을 한다는 것을 시사합니다.[14]

피드백 메커니즘

PER1 mRNA는 모든 세포에서 발현되며, 이는 세포 자율 분자 시계를 만드는 전사-번역 음성 피드백 메커니즘의 일부로 작용합니다. PER1 전사는 프로모터 영역에 있는 5개의 E-박스 및 1개의 D-박스 요소와의 단백질 상호작용에 의해 조절됩니다. 이종이량체 CLOCK-BMAL1은 PER1 프로모터에 존재하는 E-박스 요소를 활성화하고, 또한 PER2, CRY1 및 CRY2와 같은 분자 시계의 다른 구성 요소의 E-박스 프로모터를 활성화합니다. PER1 mRNA 발현의 단계는 조직마다 다르며,[15] 전사체는 핵을 떠나 PAS 도메인을 가진 단백질로 번역되어 단백질과 단백질의 상호작용을 가능하게 합니다. PER1과 PER2는 CK1 ε에 의해 인산화되고, 이는 편재화 및 분해를 증가시킵니다. 이 인산화는 PP1 인산화효소에 의해 반응되어 인산화된 PER이 보다 점진적으로 증가하고 분자 시계의 주기에 대한 추가적인 제어를 초래합니다.[17] PER1의 인산화는 또한 류신이 풍부한 핵 국소화 서열을 은폐하여 이종이량체 수입을 방해할 수 있습니다.[18]

PER은 E-box 조절되고 시계 제어된 단백질인 CRY1 및 CRY2 뿐만 아니라 다른 PER 단백질과 상호 작용하여 핵 내로 전위되는 이종이량체를 생성합니다. 거기서 CLOCK-BMAL 활성화를 억제합니다.[19] PER1은 일주기 리듬 생성에 필요하지 않지만 동형 접합 PER1 돌연변이는 mRNA 발현 기간이 짧아집니다.[13] PER1은 PER2와 함께 돌연변이를 일으켜야 관절염이 발생하지만, PER1은 다른 시계 단백질과의 상호작용을 통해 우선적으로 작용하기 때문에 두 번역된 PER 단백질은 약간 다른 역할을 하는 것으로 나타났습니다.[20]

임상적 의의

PER1 발현은 세포 주기에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 암은 종종 조절되지 않는 세포 성장과 분열의 결과이며, 이는 일주기적 메커니즘에 의해 조절될 수 있습니다. 따라서 세포의 일주기 시계는 암세포로 발전할 가능성에 큰 역할을 할 수 있습니다. PER1은 그러한 일주기 기전에서 중요한 역할을 하는 유전자입니다. 특히 과발현은 DNA 손상 유도 세포자멸사를 유발합니다. 또한 PER1의 하향 조절은 포유류의 종양 성장을 향상시킬 수 있습니다.[21] PER1은 또한 단백질 ATM 및 Chk2와 상호 작용합니다. 이 단백질은 세포 주기의 핵심 검사점 단백질입니다.[22] 암 환자들은 per1의 낮은 표현력을 가지고 있습니다. Gery 등은 PER1 발현의 조절이 향후 암 치료에 유용할 수 있음을 시사합니다.[23]

유전자

오르토로그

다음은 다른 종의 PER1 유전자의 일부 이종상동체 목록입니다.[24]

  • PER1 (Rattus norvegicus)
  • PER1(무스무스무스쿨루스)
  • per1a (Danio rerio)
  • PER1(호모 사피엔스)
  • lin-42(Cenorhabditis elegans)
  • PER1(보스타우루스)
  • per1b (Danio rerio)
  • PER(Drosophila melanogaster)
  • PER1(제노푸스 트로피컬리스)
  • PER1(에쿠스 카발루스)
  • PER1(마카오 물라타)
  • PER1 (Sus scrofa)

파라로그

위치

인간의 PER1 유전자는 17번 염색체에 다음과 같은 위치에 있습니다.[25]

  • 시작: 8,140,470
  • 마무리 : 8,156,405
  • 길이 : 15,936
  • 엑손: 24

PER1에는 19개의 전사체(스플라이스 변형)가 있습니다.

디스커버리

PER1 오르토로그는 1971년 로널드 코놉카와 시모어 벤저에 의해 처음 발견되었습니다. 1997년 동안 Period 1(mPer1) 및 Period 2(mPer2) 유전자가 발견되었습니다(Sun et al., 1997 and Albretch et al., 1997). 초파리와의 상동성 스크린을 통해 이 유전자들을 발견했습니다. 그것은 1997년에 Sun 등에 의해 독립적으로 발견되었으며, RIGUI로 명명되었고, Drosophilaper와의 단백질 서열 유사성 때문에 Hper로 명명된 Tei 등에 의해 1997년에 의해 발견되었습니다. 그들은 쥐 상동체가 일주기 조절기의 특성을 가지고 있다는 것을 발견했습니다. 그것은 초경합핵(SCN)에서 일주기적 표현, 자가 지속적인 진동, 외부 빛 신호에 의한 일주기적 표현을 가지고 있었습니다.[26]

참고문헌

  1. ^ a b c GRCh38: 앙상블 릴리즈 89: ENSG00000179094 - 앙상블, 2017년 5월
  2. ^ a b c GRCm38: 앙상블 릴리즈 89: ENSMUSG00000020893 - 앙상블, 2017년 5월
  3. ^ "Human PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  4. ^ "Mouse PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  5. ^ a b Sun ZS, Albrecht U, Zhuchenko O, Bailey J, Eichele G, Lee CC (September 1997). "RIGUI, a putative mammalian ortholog of the Drosophila period gene". Cell. 90 (6): 1003–11. doi:10.1016/S0092-8674(00)80366-9. PMID 9323128.
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외부 링크

이 기사는 공공 영역에 있는 미국 국립 의학 도서관의 텍스트를 통합합니다.