FIS1
Mitochondrial fission 1 protein (FIS1) je protein u člověka kódováný genem FIS1 na chromozomu 7.[1][2][3] Tento protein je součástí mitochondriálního komplexu "ARCosome", který podporuje mitochondriální dělení,[3][4] čímž se podílí na regulace mitochondriální morfologie, buněčného cyklu a apoptózy.[3][4][5][6] FIS1 se může podílet na souvisejících onemocněních, včetně neurodegenerativních a nádorových onemocnění.[7][8]
Struktura
editovatFIS1 je integrální membránový protein o velikosti 16 kDa, který se nachází ve vnější mitochondriální membráně (OMM).[5][9][10] Skládá se z transmembránové domény na C-konci a cytosolické domény na N-konci. Transmembránová doména ukotvuje FIS1 v OMM, ačkoli bylo pozorováno, že může "cílit" a vázat FIS1 na různé buněčné kompartmenty (např. peroxizom), v závislosti na své hydrofobicitě, náboji a délce.[10][11] Cytosolová doména obsahuje svazek šesti helixů, které se podílejí na tvorbě konkávního povrchu (skrze kombinovou superhelikální strukturu) a potenciálně vážou další protein FIS1 a vytvářejí dimer nebo jiné proteiny.[5][9] Kromě toho může N-koncová část vázat motivy TPR ("tetratricopeptide repeat"), a tím je blokovat, což umožňuje, aby protein existoval v dynamické rovnováze mezi "otevřeným" a "uzavřeným" stavem.[9]
Funkce
editovatFIS1 se nepřímo podílí na mitochondriálním dělení prostřednictvím vazby na protein DRP1.[8][11] FIS1 tak pomáhá regulovat velikost a rozmístění mitochondrií v závislosti na místní potřebě ATP nebo vápenatých iontů.[9] Kromě toho může dělení mitochondrií vést k uvolnění cytochromu c, což nakonec vede k apoptóze.[5] V samostatné apoptotické signální dráze FIS1 interaguje s BCAP31 a vytváří komplex ARCosome. ARCosom podporuje buněčnou smrt přemostěním mitochondrií a endoplazmatického retikula (ER), což umožňuje FIS1 přenášet proapoptotický signál z mitochondrií do ER a aktivovat prokaspázu-8. ARCosom pak vytvoří s prokaspázou-8 platformu pro zvýšení koncentrace vápníku v mitochondriích, což vede k apoptóze.[4][8] Kromě toho se FIS1 podílí na dalších způsobech utváření morfologie mitochondrií. Například interaguje s TBC1D15 a reguluje morfologii mitochondrií, zejména s ohledem na fúzi lyzozomů a endozomů.[10] FIS1 také zabraňuje prodlužování mitochondrií, které by jinak vedlo ke zpoždění nebo zastavení buněčného cyklu a nakonec k senescenci. Dysfunkce mitochondrií má navíc za následek zvýšenou hladinu reaktivních forem kyslíku (ROS), které způsobují poškození DNA a indukují transkripční represi a také indukují mitofagii.[5][6]
Klinický význam
editovatFIS1 je jako dělicí faktor spojován s neurodegenerativními onemocněními.[7][8] Stres může vyvolat aberantní mitochondriální dělení či fúzi, což vede k mitofagii.[5][7] Například u pacientů s Alzheimerovou chorobou (AD) byla pozorována zvýšená fragmentace mitochondrií a zvýšená hladina FIS1. FIS1 by tedy mohl sloužit jako biomarker pro včasnou detekci AD.[7] FIS1 se také podílí na vzniku různých druhů rakoviny, včetně akutní myeloidní leukémie, rakoviny prsu a rakoviny prostaty.[8]
Reference
editovatV tomto článku byl použit překlad textu z článku FIS1 na anglické Wikipedii.
- ↑ Stojanovski D, Koutsopoulos OS, Okamoto K, Ryan MT. Levels of human Fis1 at the mitochondrial outer membrane regulate mitochondrial morphology. Journal of Cell Science. Mar 2004, s. 1201–10. DOI 10.1242/jcs.01058. PMID 14996942.
- ↑ Entrez Gene: FIS1 fission 1 (mitochondrial outer membrane) homolog (S. cerevisiae) [online]. Dostupné online.
- ↑ a b c Entrez Gene: FIS1 fission 1 (mitochondrial outer membrane) homolog (S. cerevisiae) [online]. Dostupné online.
- ↑ a b c Iwasawa R, Mahul-Mellier AL, Datler C, Pazarentzos E, Grimm S. Fis1 and Bap31 bridge the mitochondria-ER interface to establish a platform for apoptosis induction. The EMBO Journal. Feb 2011, s. 556–68. DOI 10.1038/emboj.2010.346. PMID 21183955.
- ↑ a b c d e f Gomes LC, Scorrano L. High levels of Fis1, a pro-fission mitochondrial protein, trigger autophagy. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics. 2008, s. 860–6. DOI 10.1016/j.bbabio.2008.05.442. PMID 18515060.
- ↑ a b Gomes LC, Scorrano L. High levels of Fis1, a pro-fission mitochondrial protein, trigger autophagy. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics. 2008, s. 860–6. DOI 10.1016/j.bbabio.2008.05.442. PMID 18515060.
- ↑ a b c d Wang S, Song J, Tan M, Albers KM, Jia J. Mitochondrial fission proteins in peripheral blood lymphocytes are potential biomarkers for Alzheimer's disease. European Journal of Neurology. Jul 2012, s. 1015–22. DOI 10.1111/j.1468-1331.2012.03670.x. PMID 22340708. S2CID 21950507.
- ↑ a b c d e Tian Y, Huang Z, Wang Z, Yin C, Zhou L, Zhang L, Huang K, Zhou H, Jiang X, Li J, Liao L, Yang M, Meng F. Identification of novel molecular markers for prognosis estimation of acute myeloid leukemia: over-expression of PDCD7, FIS1 and Ang2 may indicate poor prognosis in pretreatment patients with acute myeloid leukemia. PLOS ONE. 2014, s. e84150. DOI 10.1371/journal.pone.0084150. PMID 24416201. Bibcode 2014PLoSO...984150T.
- ↑ a b c d Lees JP, Manlandro CM, Picton LK, Tan AZ, Casares S, Flanagan JM, Fleming KG, Hill RB. A designed point mutant in Fis1 disrupts dimerization and mitochondrial fission. Journal of Molecular Biology. Oct 2012, s. 143–58. DOI 10.1016/j.jmb.2012.06.042. PMID 22789569.
- ↑ a b c Onoue K, Jofuku A, Ban-Ishihara R, Ishihara T, Maeda M, Koshiba T, Itoh T, Fukuda M, Otera H, Oka T, Takano H, Mizushima N, Mihara K, Ishihara N. Fis1 acts as a mitochondrial recruitment factor for TBC1D15 that is involved in regulation of mitochondrial morphology. Journal of Cell Science. Jan 2013, s. 176–85. DOI 10.1242/jcs.111211. PMID 23077178.
- ↑ a b Palmer CS, Elgass KD, Parton RG, Osellame LD, Stojanovski D, Ryan MT. Adaptor proteins MiD49 and MiD51 can act independently of Mff and Fis1 in Drp1 recruitment and are specific for mitochondrial fission. The Journal of Biological Chemistry. Sep 2013, s. 27584–93. DOI 10.1074/jbc.M113.479873. PMID 23921378.