Rodzina białek C/EBP w zarysie

1. Rodzina białek C/EBP w zarysie Przemysław Grudnik Zakład Biochemii Ogólnej, Wydział Biotechnologii, Uniwersytet Jagielloński

2. Wstęp • Struktura C/EBP • Wybrane funkcje • Zarys Regulacji- regulacja transkrypcyjna • Translacja • Modulacja funkcji • Interakcje białko – białko • Schorzenia • 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/EBP 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. Translacja • C/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 Rodzina białek C/EBP