Rodzina białek C/EBP w zarysie

Przemysław Grudnik

Zakład Biochemii Ogólnej, Wydział Biotechnologii, Uniwersytet Jagielloński

Rodzina białek C/EBP 2

1. Wstęp2. Struktura C/EBP3. Wybrane funkcje4. Zarys Regulacji

- regulacja transkrypcyjna

5. Translacja6. Modulacja funkcji 7. Interakcje białko – białko 8. Schorzenia9. Podsumowanie

Rodzina białek C/EBP 3

C/EBP - czyli z czym to się je

CCAAT/ enhancer-binding proteins synonim: CCAAT-box binding factor

sekwencja regulatorowa CCAAT – ok. 80-60 pz od miejsca inicjacji transkrypcji

sekwencja wzmacniająca TT/GNNGA/CAAT

domena N-końcowa: funkcja regulatorowa

domena C-końcowa: wiązanie DNA, struktura b-Zip

Rodzina białek C/EBP 4

Geny C/EBP

C/EBP alfa, beta i delta – brak intronów

lokalizacja: alfa – 19q13.1 beta – 20q13.1 delta – 8p11.2-p11.1

C/EBP – epsilon: 3 eksony, 14q11.2

Rodzina białek C/EBP 5

Krewni i znajomi królika –czyli C/EBP z rodziną

C/EBP – alfa (CEBPA)

C/EBP – beta (CEBPB, IL-DBP ...)

C/EBP – gamma (Ig/EBP)

C/EBP – delta (CEBPD ...)

C/EBP – epsilon (CEBPE)

Rodzina białek C/EBP 6

Struktura

Rodzina białek C/EBP 7

Rys 1. Zamek Leucynowy C/EBP (pdb)

Rodzina białek C/EBP 8

Rys 2. C/EBP – beta + DNA (pdb)

Rodzina białek C/EBP 9

Funkcje C/EBP

Adipocyty regulacja adipogenezy

wysoka ekspresja C/EBP-alfa

inicjacja adipogenezy bez obecności innych czynników

ekspresja antysensownego C/EBP-alfa blokuje a-genezę

brak C/EBP-beta –gamma: blok adipogenezy

Rodzina białek C/EBP 10

Funkcje C/EBP

Komórki mieloidalne

ekspresja C/EBP α β γ i ε

niedobór α prowadzi do nie wytwarzania dojrzałych neutrofili

niedobór ε:- atypowa morfologia neutrofili - defekt wybuchu oddechowego

- opóźniony efekt zapalny

C/EBP β – rola w różnicowaniu się makrofagów

Rodzina białek C/EBP 11

Funkcje C/EBP

Inne komórki

różnicowanie się: hepatocyty, keratynocyty, kom. nerwowe ...

miejsca wiązania C/EBP w promotorach genów hepatocytów odpowiedzialnych za odpowiedź na uszkodzenie

brak ekspresji C/EBP-alfa prowadzi do nowotworów wątroby

poprawna ekspresja C/EBP -> ekspresja białek mleka ssaczego

Rodzina białek C/EBP 12

Funkcje C/EBP

Odczyn zapalny

C/EBP α β i γ regulacja przez czynniki prozapalne:- LPS- IL-1, IL-6

niedobór C/EBP ε opóźnia migrację neutrofili

Rodzina białek C/EBP 13

Regulacja C/EBPGEN

C/EBPPOZIOM AKTYWATOR REPRESOR

α mRNA

DBA

Hormony tyroidowe EGF, GH, IFN-γ , IL-1;-6, insulina

EGF, aktywatory PKC

β mRNA

NL

DBA

cAMP, glukagon, GH, IFN-γ

cAMP, LPS, TNF- α

TNF- β, EGFTNF- α

δ mRNA GH, IFN

ε mRNA IFN-γ , IL-1;-6, insulina, LPS

ζ mRNA

AP

NO, LPS, PGA2, UV

Stres komórkowy

Legenda: DBA – DNA binding activity; NL – nuclear localisation; AP – activation potential

Rodzina białek C/EBP 14

Regulacja transkrypcyjna

C/EBP alfa

promotor z miejscami wiązania: C/EBP, Sp1, NF-1, NF-Y, NF-κB

autoaktywacja w transfekowanych komórkach (plazmid)

aktywacja przy braku lub nadekspresji c-myc

hormony tyroidowe [-602-589 – promotora]

inhibicja: białko c-Myc (interakcja z rdzeniem promotora)

Rodzina białek C/EBP 15

Regulacja transkrypcyjna

C/EBP beta

autoregulacja

CREB (cAMP-response-element-binding protein)- interakcja w pobliżu TATA-box

Indukcja poprzez IL-6 -> CREB

APR – Acute phase response zależne od cytokin: IL-6, TNF- α

Rodzina białek C/EBP 16

Regulacja transkrypcyjna

C/EBP delta

ekspresja konstytutywna w osteoblastach (aktywacja syntezy IGF-I)

promotor z Runt domain factor binding place (Runx)

aktywność promotora zmniejszona przy mutacji Runx

miejsce wiążące STAT-3

Rodzina białek C/EBP 17

Regulacja transkrypcyjna

C/EBP epsilon

dwa różne promotory transkrypcji: pα i pβ

promotory z TATAAA – box

element wiążący kwas retinowy

Rodzina białek C/EBP 18

TranslacjaC/EBP- alfa

dwie izoformy: 42 kDa i 30 kDa – z jednego mRNA

forma 30 kDa – mniejszy potencjał aktywacyjny

stosunek obu form różny w zależności od fazy różnicowania

uORF – konserwatywna, 7pz od kodonu start

C/EBP – beta

formy LAP – aktywator, LIP – represor

LAP/LIP tkankowo zależna np. LIP więcej w nowotw. Piersi

stosunek izoform kontrolowany przez RNA-dep. PK, szlak mTOR oraz czynniki inicjacyjne: eIF-2α i eIF-4E

Rodzina białek C/EBP 19

Translacja

42 kDa

30 kDa

Rodzina białek C/EBP 20

Modulacja Funkcji

C/EBP beta

supresja poprzez fosforylację

fosforylacja Thr235 przez szlak MAPK Ser105 przez PKC

fosforylacja poprzez PKC zmniejsza możliwości wiązania

PKA -> translokacja do jądra i aktywacja genu c-fos

Fosforylacja zazwyczaj zmniejsza możliwości wiązania C/EBP do DNA

Rodzina białek C/EBP 21

Szlak MAPK

Rodzina białek C/EBP 22

Interakcje białko – białko

C/EBPα najsilniejszy aktywator transkrypcji

tworzenie heterodimerów przez białka z rodziny C/EBP

heterodimery z białkami bZIP i non-bZIP:- interakcja C/EBPβ z jednostką p50 NF-κB, AP1, Rb, wirusowym białkiem X,

heterodimery często posiadają inną specyficzność wiązania

Rodzina białek C/EBP 23

Schorzenia

C/EBPα – ostra białaczka szpikowa (delecja 263 – 269)

C/EBPε – specyficzne upośledzenie granulocytów (delecja 2 eksonu)

Rodzina białek C/EBP 24

Podsumowanie 6 białek z rodziny C/EBP

motyw suwaka leucynowego

największa ekspresja w: adipocytach, hepatocytach, kom. mieloidalnych, kom nerwowych...

regulacja odczynu zapalnego

wiele szlaków aktywacji

kilka izoform jednego czynnika

upośledzenie powoduje zaburzenia i ciężkie choroby

Rodzina białek C/EBP 25

Bibliografia

Vidal N. O. A. i wsp. J. Endocrinol. (1997) 155, 433-441

Chin-Jing Chang i wsp. Mol.Cell.Biol. 1990 p. 6642-6653

Protein Data Bank - www.rcsb.org/pdb

Online Mendelian Inheritance in Man –www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=OMIM