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| エイリアス | BNIP3、NIP3、BCL2/アデノウイルスE1B 19kDa相互作用タンパク質3、BCL2相互作用タンパク質3、HABON | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 外部ID | オミム：603293; MGI : 109326;ホモロジーン: 2990;ジーンカード：BNIP3; OMA :BNIP3 - オルソログ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| ウィキデータ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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BCL2/アデノウイルスE1B 19 kDaタンパク質相互作用タンパク質3は、 BNIP3遺伝子によってコードされるヒトに見られるタンパク質である。[5]
BNIP3 は、アポトーシス Bcl-2 タンパク質ファミリーのメンバーです。細胞死を誘導すると同時に、細胞の生存を補助します。多くの Bcl-2 ファミリータンパク質と同様に、BNIP3 は膜内でホモオリゴマーとヘテロオリゴマーを形成することで、ミトコンドリア外膜の透過性状態を調節します。[6]上方制御により、ミトコンドリア電位の低下、活性酸素種の増加、ミトコンドリアの膨張と分裂、およびオートファジーによるミトコンドリアのターンオーバーの増加が起こります。[7] Bcl-2 ファミリーのメンバーとの配列類似性は検出されませんでした。ヒトや他の動物 (ショウジョウバエ、線虫)、および下等真核生物 (細胞性粘菌、トリパノソーマ、クリプトスポリジウム、ゾウリムシ) は、ウイルスや細胞の抗アポトーシスタンパク質と相互作用してアポトーシスを誘導するヒト NIP3L を含むいくつかの BNIP3 パラログをコードしています。
構造
膜の中央に水素結合に富むHis-Serノードを持つドメインの右巻き平行ヘリックスヘリックス構造、ノードの水へのアクセス性、膜を横切る連続した親水性トラックは、ドメインが膜を介したイオン伝導経路を提供できることを示唆しています。BNIP3 膜貫通ドメインを人工脂質二重層に組み込むと、pH 依存的に伝導性が増加しました。BNIP3 によって誘発される壊死様細胞死は、この活性に関連している可能性があります。[8]
関数
BNIP3 は、ウイルス誘発性細胞死の保護に関与する E1B 19 kDa タンパク質、およびアポトーシス保護因子でもある BCL2 の E1B 19 kDa 類似配列と相互作用します。この遺伝子には、プロアポトーシス機能と関連付けられている BH3 ドメインと膜貫通ドメインが含まれています。この遺伝子によってコードされる二量体ミトコンドリアタンパク質は、BCL2 が存在する場合でもアポトーシスを誘導することが知られています。[9] qPCR によって測定された Bcl-2 ファミリーの他のメンバーに沿った BNIP3 発現の変化は、悪性転換の重要な特徴を捉えており、癌の重要な特徴である細胞死に対する抵抗性のマーカーとして定義されています。[10]
輸送反応
BNIP3 によって触媒される反応は次のとおりです。
- 小さな分子（外）⇌ 小さな分子（内）
オートファジー
オートファジーは細胞内容物のリサイクルと細胞寿命の延長に重要である。HannaらはBNIP3とLC3が相互作用して小胞体とミトコンドリアを除去することを示した。[11]不活性BNIP3がミトコンドリアの膜上で活性化されると、それらはホモ二量体を形成し、そこでLC3はBNIP3上のLC3相互作用領域（LIR）モチーフに結合し、オートファゴソームの形成を促進する。[11] [12]興味深いことに、BNIP3とLC3の相互作用を阻害すると、オートファジーは減少したが完全には消失しなかったことが研究者らによって発見された。これは、BNIP3がミトコンドリアとER上でオートファジーを促進する唯一の受容体ではないことを示唆している。[11]
オートファジーとBNIP3の関係は多くの研究で広く支持されている。セラミドと三酸化ヒ素で処理した悪性神経膠腫細胞では、BNIP3の発現増加がミトコンドリアの脱分極とオートファジーをもたらした。[13] [14]
オートファジーによる細胞死
BNIP3の発現増加は、複数の細胞株においてさまざまな方法で細胞死を誘導することが示されている。BNIP3は、一部の細胞ではシトクロムcとカスパーゼの活性化を介して古典的なアポトーシスを誘導することができるが、他の細胞では、細胞は、apaf-1、カスパーゼ-1、またはカスパーゼ3が存在せず、シトクロムcの放出もない状態でオートファジー細胞死を起こしている。[7] [15]
しかし、細胞死が過剰なオートファジー自体によるものか、それとも別のメカニズムによるものかは依然として不明である。過剰なオートファジーによる細胞死は実験的にのみ示されており、哺乳類の生体内モデルでは示されていない。クロエマーとレヴィンは、細胞死は通常オートファジーによってではなくオートファジーとともに起こるため、この名称は誤りであると考えている。[16]
NK細胞の記憶形成
先天性免疫系が記憶特性を示すことは一般に知られていないが、新たな研究によりその逆であることが証明されている。2017年、オサリバンらはBNIP3とBNIP3LがNK細胞の記憶形成を促進する上で重要な役割を果たすことを発見した。[17] NK細胞におけるBNIP3の発現は、NK細胞の増殖が起こるウイルス感染時に低下するが、14日目までに基礎量に戻り、収縮期を過ぎると低下する。[17] BNIP3ノックアウトマウスを使用することで、生存するNK細胞が大幅に減少していることがわかり、NK細胞がNK記憶細胞の生存を維持するために重要であることが示唆された。[17]さらに、ミトコンドリアの量と質を追跡することで、BNIP3は膜電位が低い機能不全のミトコンドリアを除去し、細胞生存を促進するためにROSの蓄積を減らすために必要であることが判明した。[17] BNIP3Lもテストされ、細胞生存において非冗長的な役割を果たすことが判明した。[17]
ミトコンドリア膜における活動
統合
細胞内pHの低下、細胞質カルシウム濃度の上昇、その他の毒性刺激など、さまざまな刺激がBNIP3のミトコンドリア外膜（OMM）への統合を誘導する可能性があります。[18]統合されると、そのN末端は細胞質に残りますが、C末端膜貫通ドメイン（TMD）を介してOMMに固定されたままになります。[19] TMDは、BNIP3をミトコンドリアに標的化し、ホモ二量体化およびアポトーシス促進機能を果たすために不可欠です。[20] [21] [22] TMDが欠失すると、オートファジーを誘導できなくなります。[11] OMMに組み込まれると、BNIP3は活性化されるまで不活性モノマーとして存在します。
アクティベーション
活性化されると、BNIP3はBCL2およびBCL-XLとヘテロ二量体を形成し、それ自体に結合することができる。[15]さまざまな条件が活性化とアップレギュレーションを誘導することが示されている。低酸素は、HeLa細胞、ヒト骨格筋細胞、および成体ラット心筋細胞において、p53非依存的にHIF1依存性経路を介してBNIP3の転写アップレギュレーションを誘導することが示されている。[23]
研究者らは、HEK 293細胞でBNIP3リン酸化模倣物を用いて、BNIP3のC末端のリン酸化がミトコンドリアの損傷を防ぎ、細胞死を誘導することなく大量のオートファジーを起こさせることで細胞生存を促進するために必要であることを発見した。[7] cAMPやcGMPレベル、カルシウムの利用可能性、IGFやEGFなどの成長因子などの要因がこのキナーゼ活性に影響を与える可能性がある。[7]
インタラクション
BNIP3はCD47 [24] 、BCL2様1 [20]、Bcl-2 [ 5]と相互作用することが示されている[20]。
参考文献
- ^ abc GRCh38: Ensembl リリース 89: ENSG00000176171 – Ensembl、2017 年 5 月
- ^ abc GRCm38: Ensembl リリース 89: ENSMUSG00000078566 – Ensembl、2017 年 5 月
- ^ 「Human PubMed Reference:」。国立生物工学情報センター、米国国立医学図書館。
- ^ 「マウス PubMed リファレンス:」。国立生物工学情報センター、米国国立医学図書館。
- ^ ab Boyd JM、Malstrom S、Subramanian T 、Venkatesh LK、Schaeper U、Elangovan B、et al. (1994年10月)。「アデノウイルスE1B 19 kDaおよびBcl-2タンパク質は、共通の細胞タンパク質セットと相互作用する」。Cell . 79 (2): 341–51. doi :10.1016/0092-8674(94)90202-X. PMID 7954800. S2CID 38609845.
- ^ サッソーネ・J、コルシアゴ・C、マルキ・P、アスカルディ・C、アルベルティ・L、ディ・パルド・A、他。 （2010年1月）。 「変異体ハンチンチンは、Bcl-2/アデノウイルス E1B 19 kDa 相互作用タンパク質 (BNip3) の活性化を誘導します。」細胞死と病気。1 (1): e7。土井：10.1038/cddis.2009.6。PMC 3032515。PMID 21364626。
- ^ abcd Liu KE 、Frazier WA (2015-06-23)。「BNIP3 C末端のリン酸化はオートファジーを阻害せずにミトコンドリアの損傷と細胞死を阻害する」。PLOS ONE。10 ( 6 ) : e0129667。Bibcode : 2015PLoSO..1029667L。doi : 10.1371/ journal.pone.0129667。PMC 4477977。PMID 26102349。
- ^ Bocharov EV、Pustovalova YE、Pavlov KV、Volynsky PE、Goncharuk MV、Ermolyuk YS、他 (2007 年 6 月)。「BNip3 膜貫通ドメインのユニークな二量体構造は、細胞死の引き金として膜透過性を示唆している」。The Journal of Biological Chemistry。282 ( 22): 16256–66。doi : 10.1074/jbc.M701745200。PMID 17412696。
- ^ 「Entrez Gene: BNIP3 BCL2/アデノウイルス E1B 19kDa 相互作用タンパク質 3」。
- ^ Menyhárt O, Harami-Papp H, Sukumar S, Schäfer R, Magnani L, de Barrios O, Győrffy B (2016年12月). 「がんの特徴を評価する機能アッセイの選択に関するガイドライン」. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Reviews on Cancer . 1866 (2): 300–319. doi : 10.1016/j.bbcan.2016.10.002 . hdl : 10044/1/42912 . PMID 27742530.
- ^ abcd Hanna RA、Quinsay MN、Orogo AM、Giang K、Rikka S、Gustafsson ÅB (2012 年 6 月)。「微小管関連タンパク質 1 軽鎖 3 (LC3) は Bnip3 タンパク質と相互作用し、オートファジーを介して小胞体とミトコンドリアを選択的に除去する」。The Journal of Biological Chemistry 。287 ( 23 ) : 19094–104。doi : 10.1074 / jbc.M111.322933。PMC 3365942。PMID 22505714。
- ^ Birgisdottir ÅB、 Lamark T、Johansen T (2013 年 8 月)。「LIR モチーフ - 選択的オートファジーにとって重要」。Journal of Cell Science。126 ( Pt 15): 3237–47。doi : 10.1242/ jcs.126128。PMID 23908376。
- ^ Kanzawa T, Zhang L, Xiao L, Germano IM, Kondo Y, Kondo S (2005年2月). 「三酸化ヒ素はミトコンドリア細胞死タンパク質BNIP3の発現増加により悪性神経膠腫細胞におけるオートファジー細胞死を誘導する」。Oncogene . 24 ( 6): 980–91. doi : 10.1038/sj.onc.1208095 . PMID 15592527.
- ^ Daido S, Kanzawa T, Yamamoto A, Takeuchi H, Kondo Y, Kondo S (2004 年 6 月). 「悪性神経膠腫細胞におけるセラミド誘導性オートファジー細胞死における細胞死因子 BNIP3 の重要な役割」. Cancer Research . 64 (12): 4286–93. doi : 10.1158/0008-5472.CAN-03-3084 . PMID 15205343.
- ^ ab Zhang J、Ney PA (2009 年 7 月)。「細胞 死、オートファジー、ミトファジーにおける BNIP3 と NIX の役割」。細胞 死と分化。16 (7): 939–46。doi :10.1038/cdd.2009.16。PMC 2768230。PMID 19229244。
- ^ Kroemer G、Levine B (2008 年 12 月)。 「オートファジー細胞死 :誤った呼称の物語」。Nature Reviews。分子細胞生物学。9 (12): 1004–10。doi :10.1038/nrm2529。PMC 2727358。PMID 18971948。
- ^ abcde O'Sullivan TE、Johnson LR、Kang HH、Sun JC（2015年8月）。「BNIP3およびBNIP3Lを介したマイトファジーはナチュラルキラー細胞記憶の生成を促進する」。免疫。43 （ 2 ）：331–42。doi ：10.1016 / j.immuni.2015.07.012。PMC 5737626。PMID 26253785。
- ^ Graham RM、Thompson JW、Wei J、Bishopric NH、Webster KA (2007 年 9 月)。「カルシウム、リン酸化、および低酸素再酸素化による Bnip3 死経路の調節」。抗酸化物質と酸化還元シグナル伝達。9 (9): 1309–15。doi :10.1089/ars.2007.1726。PMID 17638546 。
- ^ Vande Velde C, Cizeau J, Dubik D, Alimonti J, Brown T, Israels S, et al. (2000 年 8 月). 「BNIP3 とミトコンドリア透過性遷移孔を介した壊死様細胞死の遺伝的制御」.分子細胞生物学. 20 (15): 5454–68. doi :10.1128/mcb.20.15.5454-5468.2000. PMC 85997. PMID 10891486.
- ^ abc Ray R, Chen G, Vande Velde C, Cizeau J, Park JH, Reed JC, et al. (2000年1月). 「BNIP3はBcl-2/Bcl-X(L)とヘテロ二量体を形成し、ミトコンドリアおよび非ミトコンドリア部位の両方でBcl-2ホモロジー3 (BH3)ドメインとは無関係に細胞死を誘導する」The Journal of Biological Chemistry . 275 (2): 1439–48. doi : 10.1074/jbc.275.2.1439 . PMID 10625696.
- ^ Chen G、Ray R、Dubik D、Shi L、Cizeau J、Bleackley RC、他 (1997 年 12 月)。「E1B 19K/Bcl-2 結合タンパク質 Nip3 は、アポトーシスを活性化する二量体ミトコンドリアタンパク質です」。The Journal of Experimental Medicine。186 ( 12): 1975–83。doi : 10.1084 /jem.186.12.1975。PMC 2199165。PMID 9396766。
- ^ Kubli DA、Quinsay MN、Huang C、Lee Y、Gustafsson AB (2008 年 11 月)。「Bnip3 は心筋虚血および再灌流中の酸化ストレスのミトコンドリアセンサーとして機能する」。American Journal of Physiology 。心臓および循環生理学。295 (5): H2025-31。doi : 10.1152/ajpheart.00552.2008。PMC 2614576。PMID 18790835。
- ^ Azad MB、Chen Y、Henson ES、Cizeau J、McMillan-Ward E、Israels SJ、Gibson SB (2008 年 2 月)。「低酸素症は BNIP3 を介したメカニズムによりアポトーシス誘導能のある細胞でオートファジー細胞死を誘導する」。オートファジー。4 ( 2 ) : 195–204。doi :10.4161/auto.5278。PMC 3164855。PMID 18059169。
- ^ Lamy L、Ticchioni M、Rouquette-Jazdanian AK、Samson M、Deckert M、Greenberg AH、Bernard A (2003 年 6 月)。「T 細胞アポトーシスにおける CD47 と 19 kDa 相互作用タンパク質 3 (BNIP3)」。The Journal of Biological Chemistry。278 ( 26): 23915–21。doi : 10.1074/ jbc.M301869200。PMID 12690108。
さらに読む
- 片岡 暢、大野 正之、Moda I、 Shimura Y (1995 年 9 月)。「80 kDa 核キャップ結合タンパク質 NCBP と相互作用する因子の同定」。核酸研究。23 ( 18 ): 3638–41。doi :10.1093/nar/23.18.3638。PMC 307259。PMID 7478990 。
- Maruyama K, Sugano S (1994年1月). 「オリゴキャッピング: 真核生物mRNAのキャップ構造をオリゴリボヌクレオチドで置換する簡単な方法」. Gene . 138 (1–2): 171–4. doi :10.1016/0378-1119(94)90802-8. PMID 8125298.
- Suzuki Y, Yoshitomo-Nakagawa K, Maruyama K, Suyama A, Sugano S (1997年10月). 「全長濃縮cDNAライブラリーおよび5'末端濃縮cDNAライブラリーの構築と特性評価」. Gene . 200 (1–2): 149–56. doi :10.1016/S0378-1119(97)00411-3. PMID 9373149.
- Chen G、Ray R、Dubik D、Shi L、Cizeau J、Bleackley RC、他 (1997 年 12 月)。「E1B 19K/Bcl-2 結合タンパク質 Nip3 は、アポトーシスを活性化する二量体ミトコンドリアタンパク質です」。The Journal of Experimental Medicine。186 ( 12): 1975–83。doi : 10.1084 /jem.186.12.1975。PMC 2199165。PMID 9396766 。
- Yasuda M、Theodorakis P、Subramanian T、Chinnadurai G (1998 年 5 月)。「アデノウイルス E1B-19K/BCL-2 相互作用タンパク質 BNIP3 には BH3 ドメインとミトコンドリア標的配列が含まれる」。The Journal of Biological Chemistry . 273 (20): 12415–21. doi : 10.1074/jbc.273.20.12415 . PMID 9575197。
- Chen G、Cizeau J、Vande Velde C、Park JH 、 Bozek G、Bolton J、他 (1999 年 1 月)。「Nix と Nip3 は、プロアポトーシスミトコンドリアタンパク質のサブファミリーを形成する」。The Journal of Biological Chemistry。274 ( 1): 7–10。doi : 10.1074/jbc.274.1.7。PMID 9867803。
- Yasuda M、Han JW、 Dionne CA、Boyd JM、Chinnadurai G (1999 年 2 月)。「BNIP3alpha: ミトコンドリアプロアポトーシスタンパク質 BNIP3 のヒトホモログ」。Cancer Research。59 ( 3): 533–7。PMID 9973195 。
- 大井直人、徳永亜人、角田英人、中野一樹、原口一二、小田一二、他（1999年4月）。 「新規アデノウイルス E1B19K 結合タンパク質 B5 は、C 末端疎水性領域を介してヘテロ二量体を形成することにより、Nip3 によって誘導されるアポトーシスを阻害します。」細胞死と分化。6 (4): 314-25。土井：10.1038/sj.cdd.4400493。PMID 10381623。
- Ray R、Chen G、Vande Velde C、Cizeau J、Park JH、Reed JC、他 (2000 年 1 月)。「BNIP3 は Bcl-2/Bcl-X(L) とヘテロ二量体を形成し、ミトコンドリアおよび非ミトコンドリア部位の両方で Bcl-2 相同性 3 (BH3) ドメインとは無関係に細胞死を誘導する」。The Journal of Biological Chemistry。275 ( 2): 1439–48。doi : 10.1074/jbc.275.2.1439。PMID 10625696。
- Vande Velde C、Cizeau J、Dubik D、Alimonti J、Brown T、Israels S、他 (2000 年 8 月)。「BNIP3 とミトコンドリア透過性遷移孔を介した壊死様細胞死の遺伝的制御」。 分子細胞生物学。20 (15): 5454–68。doi :10.1128/ MCB.20.15.5454-5468.2000。PMC 85997。PMID 10891486。
- Lee SM、Li ML、Tse YC、Leung SC、Lee MM、Tsui SK、他 (2002 年 9 月)。「中国の漢方薬エキスである芍薬は、p53 非依存経路でアポトーシスを誘導することにより、肝癌細胞の増殖を阻害する」。Life Sciences。71 ( 19 ): 2267–77。doi : 10.1016 /S0024-3205(02)01962-8。PMID 12215374 。
- Lamy L、Ticchioni M、Rouquette-Jazdanian AK、Samson M、Deckert M、Greenberg AH、Bernard A (2003 年 6 月)。「T 細胞アポトーシスにおける CD47 と 19 kDa 相互作用タンパク質 3 (BNIP3)」。The Journal of Biological Chemistry。278 ( 26): 23915–21。doi : 10.1074/ jbc.M301869200。PMID 12690108。
- Kothari S、Cizeau J、McMillan-Ward E、Israels SJ、Bailes M、Ens K、他 (2003 年 7 月)。「BNIP3 は、成長因子 EGF および IGF によって阻害されるヒト上皮細胞の低酸素性細胞死に関与している」。Oncogene . 22 ( 30): 4734–44. doi : 10.1038/sj.onc.1206666 . PMID 12879018。
- Okami J、 Simeone DM、 Logsdon CD (2004 年 8 月)。「膵臓癌における低酸素誘導性細胞死タンパク質 BNIP3 のサイレンシング」。Cancer Research。64 ( 15 ) : 5338–46。CiteSeerX 10.1.1.326.628。doi :10.1158/ 0008-5472.CAN -04-0089。PMID 15289340。S2CID 16163067 。
- Giatromanolaki A、Koukourakis MI、Sowter HM、Sivridis E、Gibson S、Gatter KC、Harris AL (2004 年 8 月)。「BNIP3 発現は、低酸素調節タンパク質発現および非小細胞肺癌の予後不良と関連している」。 臨床癌研究。10 (16): 5566–71。doi : 10.1158/ 1078-0432.CCR -04-0076。PMID 15328198。
- Shen XY、Zacal N、Singh G、Rainbow AJ (2005)。「HT29結腸癌細胞の光線力学療法耐性変異体におけるミトコンドリアおよびアポトーシス制御遺伝子発現の変化」。光化学および光生物学。81 (2): 306–13。doi :10.1562/2004-07-22-RA-242。PMID 15560738 。
外部リンク
- UCSC ゲノム ブラウザのヒト BNIP3 ゲノムの位置と BNIP3 遺伝子の詳細ページ。
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