Białka SR

Białka SR – konserwatywna rodzina białek, które biorą udział w splicingu RNA poprzez swoją rolę w aktywacji spliceosomu i dalszych etapach splicingu[1]. Swoją nazwę zawdzięczają występowaniu w ich sekwencji aminokwasowej wielokrotnych powtórzeń dipeptydu seryna-arginina (których standardowe skróty to odpowiednio: "S" i "R").

Białka SR zostały odkryte w latach 90. XX wieku u muszek owocówek (Drosophila) i w oocytach płazów, a później u ludzi. Ogólnie rzecz biorąc, organizmy zwierzęce wydają się być wyposażone w białka SR, a organizmy jednokomórkowe nie.

Budowa i funkcja białek SR

Białka SR są zbudowane z ok. 200-600 reszt aminokwasowych i posiadają dwie charakterystyczne domeny: motyw rozpoznawania RNA (RRM, z ang. RNA Recognition Motif) i C-terminalnej domeny RS (w której występują dimerowe powtórzenia seryna-arginina)[2].

Białka SR częściej znajdują się w jądrze komórkowym niż w cytoplazmie, ale jest kilka białek SR, które kursują między jądrem a cytoplazmą. Białka z tej rodziny biorą udział w takich procesach jak: konstytutywny i alternatywny splicing pre-mRNA, translacja mRNA oraz w wielu procesach post-transkrypcyjnych, takich jak: jądrowy eksport mRNA. Tą uniwersalność umożliwia budowa tych białek, dzięki której mogą jednocześnie oddziaływać z RNA jak i innymi białkami.

Występowanie białek SR

Białka z tej rodziny występują u wszystkich kręgowców i części niższych Eukaryota. Białka SR są jednymi z najbardziej rozpowszechnionych białek w świecie roślin i zwierząt. Zachowawczość białek SR wynosi ok. 90%, sugerując ich bardzo wysoką, ewolucyjną konserwowalność i ważne znaczenie dla organizmów żywych[3].

Są obecne u drożdży rozszczepkowych (Schizosaccharomyces pombe), ale brak ich u drożdży pączkujących (Saccharomyces cerevisiae), które posiadają inne białka podobne do białek SR tzw. SR-like protein, które są zaangażowane w metabolizm pre-mRNA. Brak występowania typowych białek SR u tych drożdży tłumaczy się brakiem alternatywnego splicingu.

Fosforylacja białek SR

Fosforylacja i de-fosforylacja seryny w domenie RS białek SR odgrywa kluczową rolę w regulacji splicingu i może wpływać na lokalizację białek SR oraz na ich udział w translacji i transporcie mRNA z jądra komórkowego do cytoplazmy. Przykładem takiego białka jest ludzkie białko SRSF1, a także ludzkie białka SRSF3 i SRSF7, które przemieszczają się pomiędzy jadrem komórkowym a cytoplazmą. W tym celu łączą się z receptorem TAP/NFX1 w jądrze komórkowym, do czego niezbędna jest fosforylacja ich niektórych seryn w domenie RS[4].

Znane są cztery rodziny kinaz, których przedstawiciele fosforylują białka SR: SRPK[5], Clk/Sty[6], cdc2/p34[7] i topoizomeraza I[8]. Przy czym w przypadku dwóch pierwszych znany jest szczegółowy mechanizm fosforylacji dla SRSF1.

Udział białek SR w splicingu

Funkcja jaką białka SR pełnią w splicingu można podzielić na tę zależną od eksonów i niezależną[9]. Funkcja zależna od eksonów widoczna jest podczas tworzenia kompleksu E, kiedy w procesie zwanym definiowaniem eksonów oddziałując z miejscem ESE (z ang.: exsonic splicing enhacer) na eksonie oraz U1 i U2 nRNP na sąsiednich intronach, udział białka SR uniemożliwia pominięcie eksonu. Mogą też hamować działanie inhibitorów w miejscach ESE na tym samym eksonie (inhibitory splicingu zachowują się odwrotnie od opisanego zachowania dla białek SR).Funkcją niezależną jest uczestnictwo w interakcjach pomiędzy białkowymi czynnikami splicingowymi. Najbardziej znane to organizacja kompleksu B i C w procesie splicingu, gdzie białka SR rekrutują kompleks U4/U6●U5 tri-snRNP do spliceosomu i umożliwiają przeprowadzenie wycięcia intronu[9][10][11].

Podczas alternatywnego splicingu oprócz dwóch ww. funkcji dochodzi trzeci: rozpoznawanie sub-optymalnych traktów pirymidynowych w intronach i wiązanie się do nich. Związanie białka SR do ww. sekwencji powoduje rekrutację czynnika splicingowego U2AF do położonego obok traktu pirymidynowego, który dla intronów odznaczających się małym powinowactwem do U2AF jest niewidoczny. Brak takiego wiązania, powoduje nierozpoznanie końca 3’ intronu, a co za tym idzie rozpoznawany jest kolejny koniec 3’ i błędnie wycinamy dwa introny przedzielone eksonem[9][10][11].

Regulacje splicingu przez białka SR jest bardziej skomplikowany i zależny od fosforylacji.

Przypisy

  1. ↑ Dariusz Jan Smoliński, Bogdan Wróbel, Krzysztof Zienkiewicz, Janusz Niedojadło. Organizacja systemu splicingowego w komórkach linii generatywnej. „Kosmos. Problemy nauk biologicznych”. 52 (4), s. 481-493, 2003.
  2. ↑ Yingqun Huang i inni, SR splicing factors serve as adapter proteins for TAP-dependent mRNA export, „Molecular Cell”, 11 (3), 2003, s. 837–843, DOI: 10.1016/S1097-2765(03)00089-3, PMID: 12667464.
  3. ↑ A.M. Zahler i inni, Distinct functions of SR proteins in alternative pre-mRNA splicing, „Science”, 260 (5105), 1993, s. 219–222, DOI: 10.1126/science.8385799, PMID: 8385799.
  4. ↑ Gourisankar Ghosh, Joseph A. Adams, Phosphorylation mechanism and structure of serine-arginine protein kinases, „The FEBS journal”, 278 (4), 2011, s. 587–597, DOI: 10.1111/j.1742-4658.2010.07992.x, PMID: 21205204, PMCID: PMC3079193.
  5. ↑ IW. Mattaj. RNA processing. Splicing in space.. „Nature”. 372 (6508). s. 727-8. DOI: 10.1038/372727a0. PMID: 7527909.
  6. ↑ K. Colwill i inni, The Clk/Sty protein kinase phosphorylates SR splicing factors and regulates their intranuclear distribution, „The EMBO journal”, 15 (2), 1996, s. 265–275, DOI: 10.1002/j.1460-2075.1996.tb00357.x, PMID: 8617202, PMCID: PMC449941.
  7. ↑ Y. Okamoto i inni, cdc2 kinase-mediated phosphorylation of splicing factor SF2/ASF, „Biochemical and Biophysical Research Communications”, 249 (3), 1998, s. 872–878, DOI: 10.1006/bbrc.1998.9247, PMID: 9731229.
  8. ↑ J. Soret, J. Tazi, Phosphorylation-dependent control of the pre-mRNA splicing machinery, „Progress in Molecular and Subcellular Biology”, 31, 2003, s. 89–126, DOI: 10.1007/978-3-662-09728-1_4, PMID: 12494764.
  9. 1 2 3 Peter J. Shepard, Klemens J. Hertel, The SR protein family, „Genome Biology”, 10 (10), 2009, s. 242, DOI: 10.1186/gb-2009-10-10-242, PMID: 19857271, PMCID: PMC2784316.
  10. 1 2 B.R. Graveley, Sorting out the complexity of SR protein functions, „RNA”, 6 (9), 2000, s. 1197–1211, PMID: 10999598, PMCID: PMC1369994.
  11. 1 2 Jennifer C. Long, Javier F. Caceres, The SR protein family of splicing factors: master regulators of gene expression, „The Biochemical Journal”, 417 (1), 2009, s. 15–27, DOI: 10.1042/BJ20081501, PMID: 19061484.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.