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progerina

La progerina (UniProt# P02545-6) es una versión truncada de la proteína lamina A implicada en la patología del síndrome de progeria de Hutchinson-Gilford . La progerina se genera con mayor frecuencia mediante un polimorfismo esporádico de nucleótido único c.1824 C>T (GGC -> GGT, p.Gly608Gly) en el gen que codifica la lamina A madura. [1] Esta mutación activa un sitio de empalme críptico que induce una mutación en la lámina A prematura con la eliminación de un grupo de 50 aminoácidos cerca del extremo C. [2] La endopeptidasa ZMPSTE24 no puede escindir entre la secuencia de aminoácidos RSY - LLG faltante (como se ve en la figura) durante la maduración de la lámina A, debido a la eliminación de los 50 aminoácidos que incluían esa secuencia. Esto deja la Lamina A prematura intacta unida al grupo carboxilo farnesilo metilado creando la proteína defectuosa Progerina, en lugar de la proteína deseada Lamina A madura. Aproximadamente el 90% de todos los casos de síndrome de progeria de Hutchinson-Gilford son heterocigotos para este polimorfismo nocivo de un solo nucleótido dentro del exón. 11 del gen LMNA que provoca las modificaciones postraduccionales para producir progerina. [3]

Procesamiento normal de la prelamina A (izquierda) y el gen defectuoso Progerin (derecha) sin el procesamiento de la secuencia 50 AA.

La lamina A constituye un componente estructural importante de la lámina , un andamio de proteínas que se encuentra dentro de la membrana nuclear de una célula ; La progerina no se integra adecuadamente en la lámina, lo que altera la estructura de andamio y conduce a una desfiguración significativa del núcleo, caracterizado por una forma globular. [4] La progerina activa genes que regulan la diferenciación de células madre a través de la vía de señalización de Notch . [5] La progerina aumenta la frecuencia de roturas de doble cadena no reparadas en el ADN después de la exposición a radiación ionizante . [6] Además, la sobreexpresión de progerina se correlaciona con un aumento en la unión de extremos no homólogos en relación con la recombinación homóloga entre aquellas roturas de doble cadena del ADN que se reparan . [7] Además, aumenta la fracción de eventos de recombinación homóloga que ocurren por conversión de genes . Estos hallazgos sugieren que la lámina nuclear normal no truncada tiene un papel importante en la reparación adecuada de las roturas de la doble cadena del ADN . [6]

Mutación puntual

c.1824 C>T (GGC -> GGT, p.Gly608Gly) es el polimorfismo de nucleótido único que ocurre en la mayoría de los pacientes con progeria. La mutación se produce en la región G608 en el exón 11 provocando la mutación esporádica que da como resultado el aminoácido glicina GGC a una versión alternativa de glicina GGT conocida como Gly608Gly. Este polimorfismo de un solo nucleótido C -> T codifica para que el exón 11 elimine los 50 grupos de aminoácidos esenciales en la maduración de la lamina A. [8] Esta eliminación es lo que causa que la mutación de la lamina A prematura se convierta en la proteína defectuosa progerina.

Envejecimiento prematuro

El gen defectuoso en HGPS Progerin tiene efectos sobre el envejecimiento acelerado debido al estrés conformacional que Progerin tiene en la membrana celular . La lamina A madura es una proteína que mantiene la estabilidad estructural de la célula junto con otras funciones. [9] La inserción de la proteína progerina en lugar de la lamina A madura de funcionamiento normal produce daños en el ADN a lo largo de la membrana celular, lo que provoca estrés que activa la proteína p53 , lo que provoca una senescencia celular prematura que provoca los efectos de envejecimiento rápido que se observan en el HGPS.

Lonafarnib

Los investigadores están explorando lonafarnib (un inhibidor de la farnesiltransferasa ) como una posible terapia farmacológica contra los efectos negativos de Progerin sobre la morfología nuclear en HGPS. lonafarnib, hasta el momento es el único tratamiento aprobado por la FDA para el HGPS. [10]

Otra información

Recientemente, se ha demostrado que la rapamicina previene los agregados de progerina en las células y, por tanto, retrasa el envejecimiento prematuro.

La progerina, que se ha relacionado con el envejecimiento normal , se produce en individuos sanos mediante el "uso esporádico del sitio de empalme críptico". [5] [11]

Referencias

  1. ^ McClintock, Dayle; Gordon, Leslie B.; Djabali, Karima (14 de febrero de 2006). "La lámina A mutante de progeria de Hutchinson-Gilford se dirige principalmente a las células vasculares humanas detectadas por un anticuerpo anti-Lamina A G608G". Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias . 103 (7): 2154–2159. Código Bib : 2006PNAS..103.2154M. doi : 10.1073/pnas.0511133103 . ISSN  0027-8424. PMC  1413759 . PMID  16461887.
  2. ^ Eriksson, María; Marrón, W. Ted; Gordon, Leslie B.; Glynn, Michael W.; Cantante, Joel; Scott, Laura; Erdos, Michael R.; Robbins, Christiane M.; Moisés, Tracy Y.; Berglund, Peter; Dutra, Amalia (mayo de 2003). "Las mutaciones puntuales recurrentes de novo en la lámina A causan el síndrome de progeria de Hutchinson-Gilford". Naturaleza . 423 (6937): 293–298. Código Bib :2003Natur.423..293E. doi : 10.1038/naturaleza01629. hdl :2027.42/62684. ISSN  0028-0836. PMC 10540076 . PMID  12714972. S2CID  4420150. 
  3. ^ Gordon, Leslie B.; Marrón, W. Ted; Collins, Francis S. (1993), Adam, Margaret P.; Ardinger, Holly H.; Pagon, Roberta A.; Wallace, Stephanie E. (eds.), "Hutchinson-Gilford Progeria Syndrome", GeneReviews® , Seattle (WA): Universidad de Washington, Seattle, PMID  20301300 , consultado el 26 de abril de 2022
  4. ^ "Los medicamentos contra el cáncer pueden ser prometedores para el trastorno de envejecimiento prematuro". Ciencia diaria . Consultado el 26 de abril de 2022 .
  5. ^ ab Scaffidi, Paola; Misteli, Tom (abril de 2008). "Desregulación dependiente de la lamina A de las células madre adultas asociada con el envejecimiento acelerado". Biología celular de la naturaleza . 10 (4): 452–459. doi :10.1038/ncb1708. ISSN  1476-4679. PMC 2396576 . PMID  18311132. 
  6. ^ ab Noda, Asao; Mishima, Shuji; Hirai, Yuko; Hamasaki, Kanya; Landas, Reid D.; Mitani, Hiroshi; Haga, Kei; Kiyono, Tohru; Nakamura, Nori; Kodama, Yoshiaki (diciembre de 2015). "La progerina, la proteína responsable del síndrome de progeria de Hutchinson-Gilford, aumenta los daños no reparados en el ADN tras la exposición a radiaciones ionizantes". Genes y medio ambiente . 37 (1): 13. doi : 10.1186/s41021-015-0018-4 . ISSN  1880-7062. PMC 4917958 . PMID  27350809. 
  7. ^ Komari, Celina J.; Guttman, Anne O.; Carr, Shelby R.; Trachtenberg, Taylor L.; Orloff, Elise A.; Haas, Ashley V.; Patricio, Andrés R.; Chowdhary, Sona; Waldman, Bárbara C.; Waldman, Alan S. (diciembre de 2020). "Alteración de la recombinación genética y reparación de roturas de doble hebra en células humanas mediante expresión de progerina". Reparación del ADN . 96 : 102975. doi : 10.1016/j.dnarep.2020.102975. PMC 7669652 . PMID  33010688. 
  8. ^ Piekarowicz, Katarzyna; Macowska, Magdalena; Dzianisava, Volha; Rzepecki, Ryszard (febrero de 2019). "Síndrome de progeria de Hutchinson-Gilford: estado actual y perspectivas del tratamiento con terapia génica". Células . 8 (2): 88. doi : 10.3390/cells8020088 . ISSN  2073-4409. PMC 6406247 . PMID  30691039. 
  9. ^ Dubik, Niina; Mai, Sabine (9 de diciembre de 2020). "Lamin A/C: función en células normales y tumorales". Cánceres . 12 (12): 3688. doi : 10.3390/cánceres12123688 . ISSN  2072-6694. PMC 7764147 . PMID  33316938. 
  10. ^ Dhillon, Sohita (febrero de 2021). "Lonafarnib: primera aprobación". Drogas . 81 (2): 283–289. doi :10.1007/s40265-020-01464-z. ISSN  0012-6667. PMC 7985116 . PMID  33590450. 
  11. ^ Liu, Baohua; Zhou, Zhongjun (junio de 2008). "Lamin A/C, laminopatías y envejecimiento prematuro". Histología e Histopatología . 23 (6): 747–763. doi :10.14670/HH-23.747. ISSN  1699-5848. PMID  18366013.