Melanokortin 2-receptoraccessoarprotein
| MRAP- | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| identifierare | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| , B27, C21orf61, FALP, FGD2, GCCD2, melanokortin 2-receptoraccessoarprotein | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Externa ID :n | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wikidata | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Melanokortin 2-receptoraccessoarprotein är ett transmembranaccessoarprotein som hos människor kodas av MRAP- genen som finns i kromosom 21q22.11. Alternativ splitsning av MRAP-mRNA genererar två funktionellt isoformer MRAP-α och MRAP-β.
MRAP är ett tillbehörsprotein till en familj av fem receptorer som kallas melanokortinreceptorer (MC 1-5 ). Det var tidigare känt som fettvävnadsspecifikt lågmolekylärt protein (Falp). MRAP ansågs vara involverad i differentiering av fettceller. MRAP hjälper till vid transporten av melanokortin 2-receptorn till cellmembranet från det endoplasmatiska retikulumet och hjälper till att generera cAMP av den aktiverade receptorn. MRAP anses också vara väsentligt för trafiken av MC 2 till cellytan och underlättar MC 2 -svaret på adrenokortikotropiskt hormon (ACTH) i binjuren vilket leder till stimulering av glukokortikoidsyntes.
Humant MRAP finns främst i binjurarna och fettvävnaden. Det fanns också i hjärnan, hjärtat, äggstocken, testiklarna och bröstet. Genetiska varianter av MRAP är kopplade till ett autosomalt recessivt tillstånd som kallas familjär glukokortikoidbrist typ 2 (FGD-2).
Struktur och funktionella domäner
Den cytogenetiska platsen för MRAP-genen är 21q22.11 och består av 6 exoner som kodar för ett enkelpassage transmembranprotein. Proteinet består av tre domäner: en transmembrandomän som är ansvarig för fästningen av MRAP-molekylen i cellmembranet och underlättar interaktionen med receptorn. Den andra domänen assisterar MRAP-uttryck på cellmembranet såväl som uttrycket av MC2 . Den tredje och sista domänen som är nära amino-(N-)-terminalen möjliggör homodimerisering av MRAP-molekyler. De N-terminala och transmembrana domänerna är mycket konserverade mellan arter. Däremot visar sig karboxyl-(C-)-terminalen vara divergerande mellan MRAP-isoformerna och även mellan olika arter. Som sagt, hela genomet av mänskligt MRAP delar lägre likhet med mus-Mrap, och det är främst i den N-terminala och transmembrana domänen.
Den alternativa splitsningen av MRAP-mRNA genererar 4 isoformer: två funktionella isoformer som är MRAP-a (173 aminosyror); MRAP-p (102 aminosyror); icke-funktionella isoformer, isoform 3 (113 aminosyror); och isoform 4 (172 aminosyror). MRAP, och dess ortolog MRAP2, är den dubbla topologin där antingen C- eller N-terminalen är orienterad extracellulärt. Denna dubbla topologifunktion avslöjades med användning av epitopimmunoutfällning och levande cellavbildningsstudier. MRAP är delvis glykosylerat och detta är beroende av att N-terminalen är vänd mot den luminala ytan av det endoplasmatiska retikulumet. Denna unika egenskap gör det möjligt för MRAP att bilda en antiparallell homodimer som är väsentlig för MRAP-interaktionen med melanokortinreceptorerna.
Uttrycket av MRAP befanns vara reglerat av ACTH såväl som lipopolysackarider och, hos råttor, påverkas av dygnsvariation. Fylogenetiska studier avslöjade förekomsten av MRAP-ortologer i olika fiskarter som zebrafisk och tetrapod och har även upptäckts hos däggdjur och kyckling. MRAP tros ha sitt ursprung som ett resultat av R2-genomdupliceringshändelse.
Cellulär aktivitet
MRAP visade sig huvudsakligen reglera ytuttrycket och signaleringen av MC 2 . Cellyte-ELISA och immunfluorescensstudier visade samuttryck av MC 2 /MRAP i endoplasmatiskt retikulum (ER) och även på cellmembranet, vilket indikerar att MC 2 behöver MRAP för att nå cellmembranet. Förutom cellhandel in vitro -studier utförda på HEK293-celler att MRAP förbättrar MC 2 -svaret på ACTH-stimulering och effekten av MRAP-β var mer uttalad än den av MRAP-α. Den aktiverade MC 2 aktiverar cAMP-produktion som i sin tur stimulerar proteinkinas A (PKA)-vägen som leder till glukokortikoidsyntes i binjuren. I fettceller, där MC 2 uttrycks, visade sig MRAP underlätta MC 2- aktiverad lipolys och därför reglera energiförbrukningen. Transmembrandomänen av MRAP förmedlar MRAP/MC2- interaktion , och det antyder en interaktion med transmembrandomänen av en av de sju domänerna av MC2 . När interaktionen är etablerad använder MRAP sin tyrosinrika region för att eskortera MC 2 till cellmembranet. MRAP måste dock vara i antiparallell homodimerstatus. MC 2 /MRAP-komplexuttrycket på cellmembranet kulminerar i att MRAP hjälper MC 2 att svara på ACTH-stimulering, och det är genom samma MRAP-tyrosinrika område som nämnts tidigare.
Förutom att reglera MC 2 ytuttryck och signalering, befanns MRAP modulera funktionen hos de andra melanokortinreceptorerna. Immunoutfällningsanalyser rapporterade interaktionen av MRAP med MC 4 och MC 5 och hade ingen effekt på ytuttrycket av MC 1 och MC 3 . Till skillnad från MC 2 är MRAP inte väsentligt för dessa receptorer eftersom de var lokaliserade på cellytan i frånvaro av MRAP1. Interaktionen mellan MCs och MRAP visade sig minska det tidigare svaret på den syntetiska melanokortinliganden NDP-MSH
Familjär glukokortikoidbrist (FGD)
Den familjära glukokortikoidbristen uppstår som ett resultat av dålig binjurerespons på ACTH-stimulering vilket leder till glukokortikoidbrist. Mutationerna i MRAP-genen orsakade den medfödda sjukdomen familjär glukokortikoidbrist typ 2 (FGD-2). FGD-2 är en autosomal recessiv sjukdom med tidig barndomsdebut av återkommande infektioner, hypoglykemi, hudhyperpigmentering och bristande tillväxt på grund av låga glukokortikoidernivåer. Om det lämnas obehandlat kan det vara dödligt. MRAP-mutationer visade sig inaktivera rörelsen av MC 2 till cellytan av binjureceller; detta skulle göra att MC 2 inte reagerar på ACTH-stimulering och orsakar en brist i produktionen av glukokortikoider. Mutationerna i MRAP-genen visade sig vara mestadels homozygot nonsens eller splitsningsställe-mutationer som orsakade trunkeringen av MRAP-protein. Få FGD-2-fall rapporterades ha homozygota missense MRAP-genmutationer som ledde till att tyrosin ersattes med aspartam vid position 59 eller ersättning av valin med alanin vid position 26. Dessa missense-mutationer orsakar en mildare form av sjukdomen och en senare debut. Mutationerna i MRAP-gensekvensen som orsakar FGD-2 anses sällsynta jämfört med effekten av kronisk kortikosteroidbehandling som leder till binjurebarksvikt som stör MC 2 /MRAP-stimuleringen av ACTH.
Binjurebarken är gjord av tre zoner: zona glomerulosa, zona fasciculata och zona reticularis. Huvudzonen som uttrycker MC 2 och MRAP är zona fasciculata. Båda proteinerna finns också i den odifferentierade regionen av binjuren, där det finns en liten population av binjurestamceller. Användningen av MRAP knockout transgena möss avslöjade underutvecklad binjure med förlust av binjurezoneringen, vilket indikerar en annan mekanism för FGD -2.
Det finns fortfarande inga djupgående bevis för inblandning av MRAP i störningar utanför binjuren. Emellertid stördes MC 2 lipolytisk aktivitet i fettvävnaden i närvaro av muterad MRAP. Ändå verkade inte MRAP-mutationerna som orsakade FGD-2 påverka fettmetabolismen hos de drabbade patienterna. Detta kan indikera en kompensatorisk mekanism för förlusten av MRAP-funktion i adipocyter.
Närvaron av MRAP i regioner med inga eller låga MC 2 -nivåer kan indikera en roll för MRAP bortom MC 2 och de andra melanokortinreceptorerna. Pågående studier med transgena möss och array genotypning kan ge insikt i de fysiologiska processer som involverar MRAP.
Anteckningar