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(03391)Meng XM et al.:Cloning and Characterization of a Novel Cardiac-specific Kinase Gene p93 Related to Sarcomere

https://www.abbs.info E-mail: [email protected]

ISSN
0582-9879 Acta
Biochimica et Biophysica Sinica 2003, 35(12):
1083-1089 CN 31-1300/Q

Cloning
and Characterization of a Novel Cardiac-specific Kinase Gene p93 Related to
Sarcomere

MENG Xian-Min*, ZHAO Yong, WEI Ying-Jie,
CAO Hui-Qing, ZHAO Xiu-Wen, LIU Dong-Qing, SHI Na, DING Jin-Feng

( Molecular Medicine Center,
Cardiovascular Institute & Fuwai Hospital, Chinese Academy of Medical
Sciences & Peking Union Medical College, Beijing 100037, China )

Abstract        Myocyte’s
contraction is regulated by signal transduction pathway composed with many
protein factors, but the definite mechanism is still uncertain. A novel
cardiac-specific kinase gene which participates in regulation of signal
transduction, p93 named, was cloned from adult heart cDNA library. p93, coding
a family member of MAPKKK, localized on 1p31.1 based on bioinformatics
analyses. Northern blot and 76-tissue array analyses determined that p93 was
merely expressed in heart, but was undetectable in other tissues.
Immunohistochemical study showed that p93 predominantly localized in the
nucleus of cardiac myocytes. In vitro kinase assay indicated that p93 was a
functional kinase capable of autophosphorylation. p93 could directly interact
with cardiac troponin I by yeast two-hybrid system assessed utilizing bait
plasmid containing p93 C-terminus (733
-835
aa) and results were further confirmed by co-immunoprecipitation in vivo. Our
data suggest that p93 is a cardiac-specific kinase and may play important role
in regulation of sarcomeric contraction protein with signal transduction
pathway similar ILK.

Key
words
     p93 gene cloning;
cardiac-specific kinase; sarcomere; cardiac Troponin

________________________________________________

Received:
September 25, 2003      Accepted:
October 30, 2003

This
work was supported by the grants from the National Natural Science Foundation of
China (No. 30070313, No. 30270557) and the Major Programs of the Science and
Technique of Beijing (No. H020220020310)

*
Corresponding author: Tel, 86-10-68314466-8069; e-mail,
[email protected]

心肌特异表达的肌小节相关激酶基因p93的克隆与鉴定

孟宪敏*    赵勇    魏英杰     曹慧青     赵秀文     刘冬青     时娜    丁金凤

( 中国医学科学院中国协和医科大学阜外心血管病医院分子医学中心, 北京
100037 )

摘要       心肌收缩受到由蛋白质因子构成的信号转导通路的调控, 但确切机制尚未完全明了。
从人心脏cDNA文库中克隆到心肌特异表达的可能参与信号转导调控的新基因, 命名为p93基因。 该基因定位于 1p31.1, 属于MAPKKKs家族的相近亚家族。 Northern 印迹及含76种组织的点杂交显示了p93仅在心肌组织中表达;免疫组化表明它主要定位于成人与胎儿的心肌细胞核, 胞液次之;体外激酶活性实验证明野生型p93是一个可以进行自我磷酸化的功能性激酶分子; 以该基因C端为诱饵质粒的酵母双杂交筛选表明, p93主要与心肌肌钙蛋白I(cTnI)等与收缩有关的肌小节蛋白发生相互作用, 并以免疫共沉淀实验得到了验证。 推测p93可能通过激酶信号转导通路的方式参与对肌小节收缩蛋白的调节。

关键词   p93基因克隆; 心肌特异激酶; 肌小节;
心肌肌钙蛋白I

肌小节作为心肌收缩的基本结构单位, 在各种心血管病的发病机制中有着重要的作用[1,2]。
研究表明机体存在一种对肌小节致病信号的共同调节通路[3], 因此, 寻找、 鉴定这一共同通路的信号转导分子无疑将有助于阐明各种与肌小节相关疾病的发病机制。

本研究在构建正常成人主动脉和心脏cDNA文库并进行大规模ESTs测序的基础上[4,5], 发现了一个心肌特异表达的、可能与细胞骨架调节信号转导通路相关的新激酶基因。 因为这个基因表达产物分子量为93 kD, 将其命名为p93。
以p93的C和N末端为诱饵, 运用酵母双杂交筛选预转化的人心脏cDNA文库, 结果发现p93能与心肌肌钙蛋白I(cardiac troponin I, cTnI)、心肌肌动蛋白(α-actin)等一系列肌小节收缩调节蛋白发生相互作用。
提示p93作为一个心肌特异的激酶, 可能通过一种尚不十分肯定的信号转导通路参与了对肌小节收缩蛋白的调控, 这为探讨结构性心脏病(主要指家族性肥厚性心肌病和扩张性心肌病)的发病机制提供了新的重要线索。

1    材料和方法(Materials
and Methods
)

1.1   试剂

各种限制性内切酶、
T4
连接酶、 逆转录酶、
PfuTurboTM DNA
聚合酶等均为 Promega或Gibco BRL产品。 原核载体pGEX-5X-1购自Amersham
Pharmacia
公司; 真核表达载体pcDNA4购自Invitrogen公司; pcDNA6-FLAG为中国医学科学院缪时英教授惠赠; pSecTag为北京大学医学部汤健教授惠赠; 酵母质粒pGBKT7为本院生化研究室姜立群博士惠赠。

随机引物试剂盒购自Promega公司, 转染试剂LipofectAMINE购自Gibco BRL公司,
不含EDTA的完全性蛋白酶抑制剂混合物(complete, mini, EDTA-free protease
inhibitor cocktail tablets)
购自Roche公司, 6×His
ProBondTM resin
蛋白质纯化试剂盒购自Invitrogen公司, 8种成人组织的Northern
印迹杂交膜MTNTM和76种组织的点阵杂交膜MTETM、
酵母预转化人心脏cDNA文库购自Clontech公司,
免疫组化试剂抗体稀释液及PictureTM工作液购自美国Zymed公司。 抗FLAG单克隆抗体、 抗Xpress单克隆抗体和ECL
Plus
蛋白质检测试剂盒分别购自Sigma、 Invitrogen 和Amersham Pharmacia公司。

1.2   文库的构建和测定方法

正常成人心脏cDNA文库的构建、 EST(expressed
sequence tag
)序列测定、 将含有新表达序列标签克隆的文库ZAP 噬菌体环化成pBK-CMV质粒和全序列测定见参考文献[5] 。

1.3   生物信息学分析

采用美国国立生物技术信息中心(NCBI)BLAST软件进行EST测序结果的同源性比较,
GenBank
数据库(Release 129.0)进行核酸分析, 从中确定p93基因cDNA全长为3019
bp,
编码835个氨基酸, 该序列已被GenBank数据库收录, 登录号为AF116826。
通过查询SWISS-PROT(Release 39.22)、 TrEMBL(Release 17.0)和OMIM作进一步分析。 氨基酸序列多重排列采用Clustal X软件。 种系发生分析采用PHYLIP(version 3.57c)软件。 结构域分析采用瑞士专家蛋白质分析系统(ExPASy)的PROSITE数据库(Release
17.0)
和EMBL的SMART软件(version
3.3
)。 基因染色体定位通过查询UniGene获得。 PCR引物设计采用Informax
Inc.
的Vector NTITM Suite软件包。 种系发生分析采用PHYLIP (phylogeny inference
package, version 3.57c)
软件包中的最大节约方法。

1.4   p93基因的组织表达谱分析

提取8个月流产的正常胎儿心脏、 骨骼肌、 肾、
肝、 肺、 脑6种组织的总RNA,
经甲醛变性胶电泳、 转膜,
用经 PCR得到的p93读码框序列为探针,
以随机引物试剂盒标记, 按常规方法进行Northern 印迹。 对购买的8种成人组织杂交膜的Northern
印迹, 按说明书进行操作。 为确认p93的组织特异性分布, 又用含76种组织的杂交膜MTETM进行了多组织点阵分布分析。

1.5   多克隆抗体的制备及鉴定

为进行原核表达,
以环化的含有p93的文库pBK-CMV质粒为模板,
将p93全编码框克隆入原核表达载体pGEX-5X-1。 经测序验证读码框正确无误后, 将构建子pGEX-5X-1/p93导入大肠杆菌BL21中,
其表达的蛋白质用于检测核酸免疫法制备的多克隆抗体的效价及特异性。

用BamHI和EcoRI双酶切将p93编码框从载体pGEX-5X-1中切出。 将该编码框直接亚克隆至真核表达载体pSecTag, 构建成pSecTag/p93。 采用碱裂解法大量提取质粒约3 mg, 经PEG纯化。 在电针介导下直接将质粒注射入家兔腿部肌肉, 每次间隔约两周, 共免疫三次。 经Western 印迹验证显示,
免疫后的家兔血清中出现与93 kD相对应的免疫条带, 而免疫前的血清中无相应条带。
将该抗体用于免疫组化分析。

1.6   免疫组化

取8个月流产胎儿及猝死的正常成人心肌组织, 按常规法制备石蜡切片。 置切片于3%
H2O2
中10 min, 灭活内源性过氧化物酶。 采用双暴露法进行抗原修复,
切片先用柠檬酸修复液(pH 8.0)于微波炉煮3 min, 降至室温后,
再用0.1% 胰蛋白酶消化30 min。 10%血清封闭。 以二步法进行抗体标记,
用抗体稀释液以1∶20稀释p93多抗, 覆盖切片,
4
℃培育过夜后直接加二抗、 三抗混合的PictureTM工作液, 室温培育1
h,
行DAB染色8~10
min
。 以苏木素浅染细胞核,
脱水, 封片。

1.7   蛋白激酶活性的体外分析

先以BamHI和EcoRI双酶切将p93编码框从载体pGEX-5X-1中切出,
亚克隆至带有6×His和
XpressTM
表位标签的真核表达载体pcDNA4中(以pcDNA4/p93表示)。 然后进行p93的点突变及其载体构建。
p93
具有典型的激酶结构域, 该结构域位于1437~2226
bp,
氨基酸残基463~725位,
其中464~473 aa处为蛋白激酶ATP结合位点。 为检测其激酶活性, 采用重叠延伸点突变PCR法[6]
,
对位于1520 bp处的核苷酸A点突变为G,
从而使原来编码赖氨酸(lysine,K)的三联密码子AAA突变为编码精氨酸(arginine,R)的AGA (K490→R)。
将突变后的p93亚克隆至pcDNA4载体(以pcDNA4/
p93mut
表示)。

分别将空载体pcDNA4、 pcDNA4/p93和pcDNA4/p93mut以LipofectAMINE试剂瞬时转染COS-7细胞,
2
~3天后, 用胰酶消化,
离心, 收集细胞。 每106~107个细胞用1
mL
冰预冷的1×结合细胞缓冲液(0.5 mol/L NaCl, 20 mmol/L Tris-HCl, pH
7.9
、 5 mmol/L 咪唑)漂洗两次, 再溶于1
mL
裂解液(0.5 mol/L NaCl、 20 mmol/L Tris-HCl、 pH 7.9、
5 mmol/L
咪唑、 10%甘油、 1%Triton X-100, 不含EDTA的完全性蛋白酶抑制剂混合物一片、 1 mmol/L PMSF、
5 mmol/L
β–巯基乙醇)。 将裂解的细胞液4 ℃放置30 min后离心
(10 000 g
×30 min), 弃细胞破碎物, 取上清液。 利用pcDNA4载体的6×His表位标签,
以50%的ProBondTM resin悬液对上清液进行洗脱, 得到纯化的蛋白质。

体外激酶活性分析的实验设计基于蛋白质磷酸化理论: 具有激酶活性的蛋白质,
可将ATP分子上的一个磷酸根转移到其本身, 实现自我磷酸化。 用同位素将ATP的γ位磷酸根标记,
磷酸化后的蛋白质再进行抗Xpress抗体印迹, 经放射自显影后便可在其相应位置出现条带。
为进行蛋白激酶活性分析, 在30 μL体系中将纯化的蛋白质与激酶缓冲液(20 mmol/L Tris-HCl, pH 7.0、 10 mmol/L MnCl2、 10 mmol/L MgCl2、 2 mmol/L NaF、 1 mmol/L Na3VO4、 1~2
mmol/L DTT
、 10 μCi [γ-32p]ATP
)
于30 ℃培育30 min进行反应。 将反应样品煮沸变性, 6% SDS-PAGE电泳。 蛋白质转移至NC膜, 以XpressTM表位标签的单克隆抗体进行Western 印迹和放射自显影。
同时进行p93及其突变体的蛋白质表达检测, 将纯化的各组蛋白质进行SDS-PAGE电泳, 同样用抗Xpress抗体进行Western 印迹。

1.8   酵母双杂交筛选

以p93的C端(716~833 aa)为诱饵,
构建诱饵质粒pGBKT7-Ser, 运用基于Gal4转录激活因子的酵母双杂交系统, 筛选预转化的人心脏cDNA文库, 所得的阳性克隆经酶切、
归类、 酵母体内再验证后,
最后测序及序列分析。 筛选操作按厂商说明书进行。

1.9   免疫共沉淀

将经酵母双杂交筛选得到的cTnI基因的完全编码框克隆入带有FLAG表位标签的真核表达载体
pcDNA6
中, 构建成pcDNA6/cTnI。 分别将pcDNA6空载体与pcDNA4/p93和 pcDNA6/cTnI与pcDNA4/p93用LipofectAMINE试剂共转染293细胞。 培养3天,
收集细胞。 用冰预冷的PBS洗涤细胞团块两次后, 加改良的RIPA缓冲液(1% NP40、
0.25% DOC
、 2 mmol/L EGTA、 1 mmol/L EDTA、 150 mmol/L NaCl、 50 mmol/L Tris-HCl, pH 7.5)裂解细胞, 4 ℃轻摇30
min
后离心(12 000 g×30 min),
收集上清液。 向收集的上清液中加入200
μL不相干的杂交瘤组织培养上清液封闭无关结合位点, 4 ℃放置1 h后进行免疫共沉淀反应。

先加入2~5 μg的抗FLAG单克隆抗体,
以结合pcDNA6/cTnI载体上的FLAG表位标签蛋白质,
4
℃轻摇1 h。
再加50 μL 的Protein
G-Agarose
以结合IgG, 4 ℃轻摇4~6
h
或过夜。 若p93可以和cTnI发生相互作用,
将通过抗FLAG抗体及Protein G-Agarose形成免疫复合物。 离心, 沉淀并弃上清液。 加改良的RIPA缓冲液洗涤沉淀的免疫复合物3次,
每次15 min, 用25 μL的2×SDS上样缓冲液中悬浮沉淀。
加热变性5 min, 离心除去Protein G-Agarose, 取10~15
μL上清液进行SDS-PAGE电泳后,
将蛋白质转移至PVDF膜, 以抗Xpress单抗进行Western 印迹杂交,
最后经ECL化学发光检测。 同时以裂解的细胞液为对照, 同样以抗Xpress抗体进行Western
印迹。

2    结果(Results)

2.1   p93属ILK家族的远源成员

p93的mRNA全长约3.4 kb, 编码一包含835个氨基酸残基的蛋白激酶。 数据库查询发现它由3个结构域组成, 其N端有7个锚蛋白重复(ankyrin
repeat
), 中间近C端有一激酶结构域,
该激酶结构域兼有酪氨酸蛋白激酶和丝氨酸/苏氨酸激酶特征, C末端有1个富含丝氨酸(Ser-rich)的结构域。 同源性分析发现, p93与整合素连接激酶(Integrin-linked
Kinase, ILK
)有较高相似性及相似的结构域, 但p93 较ILK多4个锚蛋白重复区和C端的富含丝氨酸结构域(图1)[7], 推断p93属ILK家族的远源成员。 染色体定位分析提示: p93基因位于1号染色体短臂3区(1pter-1p31.2), 而家系研究证明1p31-1p21恰为造成心脏房室间隔缺损的区域。

Fig.1       Domain comparison of p93 with
ILK

(A)
The sketch map of domain with ILK gene. (B) The sketch map of domain with p93
gene. ANK, ankyrin repeat domain; kinase domain, protein kinase domain;
Ser-rich, serine rich domain.

分析还表明p93激酶结构域与线虫p93、 人ILK1、 人M3K7、 非洲蟾蜍TAK1、 人MLK1、 人AZK、 人cRaf 和网柱原虫
KYK1
等基因的激酶结构域也有较高的一致性/相似性(图2),
同源性达63%~70%。 TAK1、 Raf-1、 MLK等皆为MAPKKK家族成员, 所以p93可能也属MAPKKK家族相关成员。 将与p93有较高相似性的所有蛋白激酶结构域作种系发生分析, 同样发现p93与ILK、
TAK1
及其他MEKK成员在进化树中处于较近的距离, 同属MAPKKK家族的相近亚家族(图略)。

Fig.2       Multiple sequence comparision of
p93 kinase subdomain VIb, VII, VIII and IX with its highly similarity kinases

From top to bottom: Homo sapiens p93,
Caenorhabditis elegans p93, Homo sapiens ILK1, Homo sapiens M3K7, Xenopus
laevis TAK1, Homo sapiens MLK1, Homo sapiens AZK, Homo sapiens cRaf and
Dictyostelium discoideum KYK1 genes expressing products.

2.2   p93为心脏特异表达的基因

6种胎儿组织、
8
种成人组织的Northern 印迹
表明, p93只有一个全长约3.2 kb的转录本。 胎儿和成人组织中, p93仅在心脏表达而未见在其他组织表达[图3 (A), (B)]。
为确证p93心脏表达的特异性, 又用含76种组织的多组织点阵分析膜进行杂交, 同样证明p93仅在成人及胎儿心脏表达。
在成人心脏各个部位的表达还具有以下特点: 室间膈、 心尖最强, 右心房及右心室次之, 左心室较弱,
左心房最弱, 其他各种组织未见表达, 说明p93确为心脏特异表达的基因[图3(C)]。

Fig.3       Expression patterns of p93

(A) Expression pattern of human p93 in
fetal tissues. (B) Eepression pattern of human p93 in adult tissues. Fetal tissue:
1, kidney; 2, liver; 3, lung; 4, brain; 5, heart; 6, skeletal muscle. Adult
tissues: 1, heart; 2, brain; 3, placenta; 4, lung; 5, liver; 6, skeletal
muscle; 7, kidney; 8, pancreas. (C) The distributions of p93 in 76-tissue
statement array. * paracentral gyrus.

2.3   p93的亚细胞定位

免疫组化显示p93主要在成人与胎儿的心肌细胞胞核表达, 胞液亦有少量表达, 且胎儿期的表达强于成人期。
但血管平滑肌和内皮细胞未显示阳性反应[图(4)]。

Fig.4       Cellular-subcellular localization
of p93

(A) Fetal heart. (B) Adult heart. 1,
sections from normal fetal and adult heart tissues were stained with HE (40
×);
2, the negative control results for normal fetal and adult heart tissues (40
×);
3, p93 presents in the nucleus of cardiac myocytes, but not in smooth muscle
cells and endothelial cells of vasculature (40
×);
4, local magnification(100
×).
The yellow granules of arrow pointed were the expression products of p93.

2.4   p93的自我磷酸化反应

Western 印迹结果显示:
尽管野生型p93及其突变体均有蛋白质表达(见图5的下方条带), 但只有野生型p93在经激酶磷酸化反应后能显示一约93 kD的蛋白质条带(见图5的上方条带), 而突变体及空载体未显示相应条带。 说明p93的编码产物为一可以进行自我磷酸化的功能性激酶分子。

Fig.5       In vitro kinase activity
assay

COS-7 cells were transiently transfected
with different vectors. 1, expression vectors encoding the p93(K490R); 2, point
mutant; 3, Xpress epitope-tagged wild type p93. Up: the immunoprecipitates were
subjected to in vitro kinase assay. Low: The immunopreciptates were subjected
to Western blot with anti-Xpress antibodies.

2.5   与p93发生相互作用的蛋白质

用p93的C末端进行的酵母双杂交,
共筛出了约7×107~1.05×109个克隆。 能与p93发生相互作用的蛋白质主要有: cTnI、 α-actin、
转录因子二恶英受体相互作用蛋白质AIP等(p93还能与其他肌小节蛋白质发生相互作用, 酵母双杂交的详细过程与全部结果将另行发表)。 并以免疫共沉淀进一步证实了p93确实能与cTnI发生相互作用(图6)。

Fig.6       In vivo
co-immunoprecipitation p93 with cTnI

+, transfected plasmid; -,
non transfected plasmid. FLAG-tagged cTnI or control vector was co-transfected
with Xpress-tagged p93 into human 293T cells and Western blot performed by
using anti-Xpress monoclonal antibodies. p93 protein expression bands can be
detected in both groups(lane 1,2). Co-immunoprecipitation performed with
anti-FLAG monoclonal antibodies, then Western blot with anti-Xpress antibodies
was followed. p93 protein expression bands only can be detected in interaction
of p93/cTnI group(lane 4), no band can be found from p93 and control vector
group(lane 3).

3    讨论(Discussion)

3.1   p93可能属MAPKKK的相近亚家族

依据Hanks等[8]提出的标准,
激酶结构域一致性在35%以上的蛋白激酶常可归为同一家族, 它们多处于同一进化树分枝, 并具有相似的蛋白质结构域、
调节模式和底物特异性及相关的催化功能。 p93与ILK有较高的相似性和结构域组成, 这提示作为ILK家族的远源成员, p93很可能具有与其相类似的功能或信号转导通路。

根据Hanks等的分类, 激酶有十一个亚结构域,
亚结构域VIB、 VIII和IX决定激酶类型的特异性, 将p93的三个亚结构域分别与相似激酶结构域序列比较发现, p93很可能是丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶。 其中亚结构域VIII在底物识别及活性调节中具有主要作用, 因为其氨基酸序列WMAPE常在Raf及其他MAPKKK家族成员中发现, 提示p93应有类似MAPKKK活性。 用几种进化分析方法分析均显示p93与ILK及其他MAPKKK成员在进化树中处于较近的距离, 推测p93可能与ILK同属MAPKKK的相近亚家族。 据估计人类共有1100种激酶, Manning等[9]根据GenBank序列和所有公开发表的论文,
对至今发现的所有激酶进行了种系发生分析, 其中将p93纳入MAPKKK
激酶家族。

3.2   p93可能通过不同的细胞内定位来实现其调控功能

蛋白激酶的磷酸化作用在细胞胞内与胞间的信号转导过程中起着至关重要的作用, 过去认为蛋白激酶主位于核内或在激活状态下从胞液入核, 或转移到其他细胞器进而调节靶蛋白的活性, 现在已发现了许多既在胞液又在胞核定位的蛋白激酶[10]。
一个基因, 它往往有不同的表达部位和表达方式, 即使同一种表达方式也常具有不同的功能。 免疫组化表明p93主要在胞核表达, 胞液亦有少量表达。
p93
虽不含明确的核定位信号, 但推测其可能通过与其他信号分子的相互作用入核或定位到其他亚细胞器, 通过这种在细胞内的不同定位来实现其对靶蛋白的调节。

3.3   p93很可能参与信号转导以实现对肌小节收缩功能的调节

cTnI只在心肌表达,是肌小节肌钙蛋白复合体中的抑制成分, 其本身并不参与心肌细胞的收缩, 但由于它占据了Ca2+结合至cTnC、 横桥结合至肌动蛋白之间信号通路的交汇关键点, 可抑制肌球蛋白与肌动蛋白结合, 阻止肌肉收缩,
故在调节心肌收缩的过程中具有重要作用[11]。
cTnI
同时还受到蛋白激酶A(PKA)和蛋白激酶C(PKC)的调控, 当cTnI分子的PKA和PKC位点被磷酸化后, 其构象发生改变,
进而导致细肌丝中的肌动蛋白、 原肌球蛋白与粗肌丝的空间位置及相互作用发生改变, 使收缩功能随之发生改变[12]。
近年来研究表明, cTnI基因突变可导致肥厚性心肌病[13]。 有实验证明cTnI基因被敲除后的小鼠,
心肌细胞肌小节变短, 心肌功能发生改变, 最后导致急性心衰而死亡。
而本研究第一次发现作为心肌收缩的关键调节蛋白cTnI还能与肌小节蛋白质以外的分子发生相互作用, 这提示p93可能在心肌收缩调控中具有重要作用。
但p93与cTnI之间究竟是一种什么关系,
p93
能否像PKA/PKC一样将cTnI作为底物磷酸化,
从而真正实现对心肌收缩的调控过程, 目前尚在研究之中。

整合素是多种细胞外基质成分的受体, 当它与相应配体(如纤连蛋白)结合后, 通过启动粘着斑(细胞骨架)的组装, 改变、 调节肌小节的收缩状态[14]; 同时它作为细胞的粘附分子之一, 介导着跨膜双向信号转导。
体外实验证实β1整合素是通过MAPK激酶途径参与心肌肥厚与心肌病发生的, 但整合素必须在ILK的介导下方能实现其功能[15] 。 ILK是一个在进行自我磷酸化的同时并对整合素进行磷酸化的功能性激酶, 二者共同协调肌肉的收缩, 因此ILK对整合素的功能发挥起着枢纽作用[16,17] 。 根据p93与ILK在结构上的高度相似性和同源性以及能与cTnI发生直接相互作用的特点, 推测p93可能通过类似ILK信号转导的方式参与肌小节收缩蛋白的调节。
当然, p93在信号转导通路中的确切角色与功能仍待进一步探讨。

References

1     Towbin JA, Bowles NE.
The failing heart. Nature, 2002, 415(6868): 227
-233

2     Roberts R and Sigwart
U. New concepts in hypertrophic cardiomyopathies, Part 1. Circulation, 2001,
104(2): 2113
-2116

3     Nicol RL, Frey N, Olson
EN. From the sarcomere to the nucleus: Role of genetics and signaling in
structural heart disease. Annu Rev Genomics Hum Genet, 2000, 1: 179
-223

4     Wei YJ, Ding JF, Zhao
Y, Wang XR, Liu YQ, Xu YY, Xiong H et al. Construction of human adult artery
and heart cDNA libraries and cloning of novel full-length cDNAs. Chinese
Circulation Journal, 1999, 14(6): 369
-371

5     Zhao Y, Wei YJ, Cao HQ,
Ding JF. Molecular cloning of NELIN, a putative human cytoskeleton regulation
gene. Acta Biochim Biophys Sin, 2001, 33
(1): 19-24

6     Horton RM, Hunt HD, Ho
SN, Pullen JK, Pease LR. Engineering hybrid genes without the use of
restriction enzymes: Gene splicing by overlap extension. Gene, 1989, 77(1): 61
-68

7     Hannigan GE, Bayani J,
Weksberg R, Beatty B, Pandita A, Dedhar S, Squire J. Mapping of the gene encoding
the integrin-linked kinase, ILK, to human chromosome 11p15.5-p15.4. Genomics,
1997, 42(1): 177
-179

8     Hanks SK, Quinn AM,
Hunter T. The protein kinase family: Conserved features and deduced phylogeny
of the catalytic domains. Science, 1988, 241(4861): 42
-52

9     Manning G, Whyte DB,
Martinez R, Hunter T, Sudarsanam S. The protein kinase complement of the human
genome. Science, 2002, 298(5600): 1912
-1934

10    Brott BK, Pinsky BA, Erikson
RL. Nlk is a murine protein kinase related to Erk/MAP kinases and localized in
the nucleus. Proc Natl Acad Sci USA, 1998, 95(3): 963
-968

11    Solaro RJ, Rarick HM.
Troponin and tropomyosin: Proteins that switch on and tune in the activity of
cardiac myofilaments. Circ Res, 1998, 83(5): 471
-480

12    Solaro RJ. Troponin I, stunning,
hypertrophy, and failure of the heart. Circ Res, 1999, 84(1): 122
-124

13    Niimura H, Patton KK, McKenna
WJ, Soults J, Maron BJ, Seidman JG, Seidman CE. Sarcomere protein gene mutation
in hypertrophic cardiomyopathy of the elderly. Circulation, 2002, 105(4): 446
-451

14    Ross RS, Pham C, Shai SY,
Goldhaber JI, Fenczik C, Glembotski CC, Ginsberg MH et al. Beta1 integrins
participate in the hypertro-phic response of rat ventricular myocytes. Circ
Res, 1998, 82(11): 1160
-1172

15    Hannigan GE, Leung-Hagesteijn
C, Fitz-Gibbon L, Coppolino MG, Radeva G, Filmus J, Bell JC, Dedhar S.
Regulation of cell adhesion and anchorage-dependent growth by a new beta
1-integrin-linked protein kinase. Nature, 1996, 379(6560): 91
-96

16    Dedhar S. Cell-substrate
interactions and signaling through ILK. Curr Opin Cell Biol, 2000, 12(2): 250
-256

17    Cruet-Hennequart S, Maubant
S, Luis J, Gauduchon P, Staedel C, Dedhar S.
α(v)
integrins regulate cell proliferation through integrin-linked kinase (ILK) in
ovarian cancer cells. Oncogene, 2003, 22(11): 1688
-1702

Updated
at: 2003-12-16