PER3 - PER3
В PER3 ген кодирует период циркадного белка гомолог 3 белок в людях.[5] PER3 - это паралог к PER1 и PER2 гены. Это циркадный ген, связанный с синдром задержки фазы сна в людях.[6]
История
Ген Per3 был независимо клонирован двумя исследовательскими группами (Медицинская школа Университета Кобе и Медицинская школа Гарварда), которые опубликовали свое открытие в июне 1998 года.[7][8] Per3 млекопитающих был обнаружен путем поиска последовательностей кДНК, гомологичных Per2. Аминокислотная последовательность белка PERIOD3 мыши (mPER3) на 37-56% похожа на последовательность двух других белков PER.[8][7]
Функция
Этот ген является членом семейства генов Period. Это выражается в циркадный узор в супрахиазматическое ядро (SCN), основной циркадный кардиостимулятор в головном мозге млекопитающих. Гены этого семейства кодируют компоненты циркадные ритмы двигательной активности, обмена веществ и поведения. Циркадная экспрессия в SCN продолжается в постоянной темноте, а изменение цикла свет / темнота вызывает пропорциональный сдвиг экспрессии генов в SCN.[9] PER1 и PER2 необходимы для молекулярного хронометража и светочувствительности мастера. циркадные часы в SCN, но мало данных отображается по конкретной функции для PER3. Было обнаружено, что PER3 важен для эндогенного хронометрирования в определенных тканях, и эти тканеспецифические изменения в эндогенных периодах приводят к внутреннему смещению циркадных часов у мышей с двойным нокаутом Per3 (- / -).[10] PER3 может оказывать стабилизирующее действие на PER1 и PER2, и этот стабилизирующий эффект может быть уменьшен в полиморфизме PER3-P415A / H417R.[11]
Роль в хронобиологии
В РНК уровни mPer3 колеблются с циркадный ритм в обоих SCN и в глазах, а также в периферических тканях, включая печень, скелетные мышцы и яички.[8] В отличие от Per1 и Per2, мРНК которых индуцируется в ответ на свет, мРНК Per3 в SCN не реагирует на свет. Это говорит о том, что Per3 может регулироваться иначе, чем Per1 или Per2.[8]
Белок mPER3 содержит PAS домен, аналогично mPER1 и mPER2. Вероятно, mPER3 связывается с другими белками, используя этот домен.[8] Однако, хотя было показано, что PER1 / 2 играет важную роль в петле обратной связи транскрипции-трансляции, участвующей во внутриклеточном циркадные часы, влияние PER3 в этом цикле еще полностью не выяснено, учитывая, что mPER3 не кажется функционально избыточным для mPER1 и mPER2.[12] mPer3 не может быть членом ядра Часы петля вообще.[12]
Исследования на животных
Хотя ген Per3 является паралог Что касается генов PER1 и PER2, исследования на животных в целом показывают, что он не вносит значительного вклада в циркадные ритмы. Функциональные Per3 - / - животные испытывают лишь небольшие изменения в свободный бег период,[12] и не реагируют существенно иначе на световые импульсы.[13] Per1 - / - и Per2 - / - животные испытывают значительное изменение периода свободного бега; однако исключение Per3 в дополнение к Per1 или Per2 мало влияет на произвольные ритмы.[12] Кроме того, мыши Per1 - / - Per2 - / - полностью аритмичны, что указывает на то, что эти два гена имеют гораздо большее значение для биологических часов, чем Per3.[12]
Per3 нокаутировать у мышей наблюдается несколько сокращенный период двигательной активности (на 0,5 ч.[13]) и менее чувствительны к свету, поскольку они медленнее вовлекаются в изменения в цикле свет-темнота. PER3 может участвовать в подавлении поведенческой активности в ответ на свет, хотя экспрессия mPer3 не является необходимой для циркадных ритмов.[14][15]
Клиническое значение
Полиморфизм «длины» PER3 в последовательности повтора из 54 пар оснований в экзоне 18 (номер доступа в GenBank AB047686) представляет собой структурный полиморфизм, обусловленный вставкой или делецией 18 аминокислот в области, кодирующей предполагаемый домен фосфорилирования. Полиморфизм был связан с суточным предпочтением и синдром задержки фазы сна. Более длинный аллельный полиморфизм связан с «Утро» и короткий аллель с «Вечерность». Короткий аллель также связан с синдромом задержки фазы сна.[6] Также было показано, что полиморфизм длины ингибирует адипогенез, и было показано, что у мышей с нокаутом Per3 увеличивается жировой ткани и уменьшенной мышечной ткани по сравнению с диким типом. Кроме того, было показано, что наличие полиморфизма длины связано с пациентами с сахарным диабетом 2 типа (T2DM) по сравнению с контрольными пациентами, не страдающими диабетом.[16] Полиморфизм PER3-P415A / H417R был связан с семейный синдром продвинутой фазы сна у людей, а также сезонное аффективное расстройство, хотя при попадании в организм мышей полиморфизм вызывает задержку фазы сна.[11]
Ген
Ортологи
Ниже приводится список некоторых ортологи гена PER3 у других видов:[17]
- PER3 (P. troglodytes)
- PER3 (М. мулатта)
- PER3 (С. волчанка)
- PER3 (Х. сапиенс)
- PER3 (Б. Телец)
- Per3 (М. musculus)
- Per3 (Р. norvegicus)
- PER3 (G. gallus)
- per3 (X. tropicalis)
- per3 (D. rerio)
Паралоги
- PER1
- PER2
Расположение гена
Ген человека PER3 расположен на хромосоме 1 в следующем месте:[18]
- Старт: 7 784 320 б.п.
- Финиш: 7 845 181 б.п.
- Длина: 60,862 баз.
- Экзоны: 25
PER3 имеет 19 транскриптов (варианты сплайсинга).
Белковая структура
Было установлено, что белок PER3 имеет следующие особенности:[19]
- Размер: 1201 аминокислота
- Молекулярная масса: 131888 Да
- Четвертичная структура: гомодимер
Пост-трансляционные модификации
Ниже приведены некоторые известные посттранскрипционные модификации гена Per3:[19]
- Фосфорилирование с помощью CSNK1E является слабым и, по-видимому, требует ассоциации с PER1 и транслокации в ядро.
- Убиквитинированный.
- Сайты модификаций на PhosphoSitePlus
- Сайты модификаций на neXtProt
Рекомендации
- ^ а б c ГРЧ38: Ансамбль выпуск 89: ENSG00000049246 - Ансамбль, Май 2017
- ^ а б c GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000028957 - Ансамбль, Май 2017
- ^ "Справочник человека по PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
- ^ "Ссылка на Mouse PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
- ^ Shearman LP, Zylka MJ, Weaver DR, Kolakowski LF, Reppert SM (декабрь 1997 г.). «Два периода гомолога: циркадная экспрессия и световая регуляция в супрахиазматических ядрах». Нейрон. 19 (6): 1261–9. Дои:10.1016 / S0896-6273 (00) 80417-1. PMID 9427249. S2CID 10059149.
- ^ а б Арчер С. Н., Робиллиард Д. Л., Скин Д. Д., Смитс М., Уильямс А., Арендт Дж., Фон Шанц М. (июнь 2003 г.). «Полиморфизм длины гена циркадных часов Per3 связан с синдромом отсроченной фазы сна и крайним суточным предпочтением». Спать. 26 (4): 413–5. Дои:10.1093 / сон / 26.4.413. PMID 12841365.
- ^ а б Такуми Т., Тагучи К., Мияке С., Сакакида Ю., Такашима Н., Мацубара С., Маэбаяси Ю., Окумура К., Такекида С., Ямамото С., Ягита К., Ян Л., Янг М. В., Окамура Х (август 1998 г.). «Светонезависимый осцилляторный ген mPer3 в мышиных SCN и OVLT». Журнал EMBO. 17 (16): 4753–9. Дои:10.1093 / emboj / 17.16.4753. ЧВК 1170804. PMID 9707434.
- ^ а б c d е Зилка MJ, Shearman LP, Weaver DR, Reppert SM (июнь 1998 г.). «Трехпериодные гомологи у млекопитающих: дифференциальные световые реакции в супрахиазматических циркадных часах и колебательные транскрипты вне мозга». Нейрон. 20 (6): 1103–10. Дои:10.1016 / S0896-6273 (00) 80492-4. PMID 9655499. S2CID 14797914.
- ^ «Ген Entrez: гомолог 3 периода PER3 (человек)».
- ^ Пендергаст Дж. С., Нисвендер К. Д., Ямазаки С. (2012). «Тканеспецифическая функция Period3 в циркадной ритмичности». PLOS ONE. 7 (1): e30254. Bibcode:2012PLoSO ... 730254P. Дои:10.1371 / journal.pone.0030254. ЧВК 3256228. PMID 22253927.
- ^ а б Zhang L, Hirano A, Hsu PK, Jones CR, Sakai N, Okuro M, McMahon T, Yamazaki M, Xu Y, Saigoh N, Saigoh K, Lin ST, Kaasik K, Nishino S, Ptáček LJ, Fu YH (март 2016 г.) ). «Вариант PERIOD3 вызывает циркадный фенотип и связан с сезонным признаком настроения». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 113 (11): E1536–44. Bibcode:2016PNAS..113E1536Z. Дои:10.1073 / pnas.1600039113. ЧВК 4801303. PMID 26903630.
- ^ а б c d е Бэ К., Джин Икс, Мэйвуд Э.С., Гастингс М. Х., Репперт С. М., Уивер Д. Р. (май 2001 г.). «Дифференциальные функции mPer1, mPer2 и mPer3 в циркадных часах SCN». Нейрон. 30 (2): 525–36. Дои:10.1016 / S0896-6273 (01) 00302-6. PMID 11395012. S2CID 219582.
- ^ а б Shearman LP, Jin X, Lee C, Reppert SM, Weaver DR (сентябрь 2000 г.). «Целевое нарушение гена mPer3: незначительное влияние на функцию циркадных часов». Молекулярная и клеточная биология. 20 (17): 6269–75. Дои:10.1128 / MCB.20.17.6269-6275.2000. ЧВК 86101. PMID 10938103.
- ^ ван дер Вин Д.Р., Арчер С.Н. (февраль 2010 г.). «Светозависимые поведенческие фенотипы у мышей с дефицитом PER3» (PDF). Журнал биологических ритмов. 25 (1): 3–8. Дои:10.1177/0748730409356680. PMID 20075295. S2CID 770136.
- ^ Перейра Д.С., ван дер Вин Д.Р., Гонсалвес Б.С., Туфик С., фон Шанц М., Арчер С.Н., Педраццоли М. (2014). «Влияние различных фотопериодов на циркадные ритмы мышей с нокаутом per3». BioMed Research International. 2014: 170795. Дои:10.1155/2014/170795. ЧВК 4042019. PMID 24982860.
- ^ Картикеян Р., Маримуту Г., Соориякумар М., Бахамм А.С., Спенс Д.В., Панди-Перумал С.Р., Браун Г.М., Кардинали Д.П. (июнь 2014 г.). «Полиморфизм длины Per3 у больных сахарным диабетом 2 типа». Молекулярная биология гормонов и клинические исследования. 18 (3): 145–9. Дои:10.1515 / hmbci-2013-0049. HDL:11336/15739. PMID 25390010. S2CID 36626446.
- ^ «PER3». Гомологен. NCBI. 2017 г.. Получено 12 апреля 2017.
- ^ «PER3». Entrez Gene. NCBI. 2017 г.. Получено 12 апреля 2017.
- ^ а б "Per3 Gene". Генные Карты. Институт науки Вейцмана. Получено 12 апреля, 2017.
внешняя ссылка
- PER3 + белок, + человеческий в Национальной медицинской библиотеке США Рубрики медицинской тематики (MeSH)
Эта статья включает текст из Национальная медицинская библиотека США, который находится в всеобщее достояние.