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Proteína tirosina fosfatasa

Las proteínas tirosina fosfatasas (EC 3.1.3.48, nombre sistemático proteína-tirosina-fosfato fosfohidrolasa ) son un grupo de enzimas que eliminan grupos fosfato de los residuos de tirosina fosforilados en las proteínas:

[una proteína]-tirosina fosfato + H 2 O = [una proteína]-tirosina + fosfato

La fosforilación de la proteína tirosina (pTyr) es una modificación postraduccional común que puede crear nuevos motivos de reconocimiento para las interacciones de proteínas y la localización celular, afectar la estabilidad de las proteínas y regular la actividad enzimática. Como consecuencia, mantener un nivel adecuado de fosforilación de proteína tirosina es esencial para muchas funciones celulares. Las proteínas fosfatasas específicas de tirosina (PTPasa; EC 3.1.3.48) catalizan la eliminación de un grupo fosfato unido a un residuo de tirosina, utilizando una enzima cisteinil-fosfato intermedia. Estas enzimas son componentes reguladores clave en las vías de transducción de señales (como la vía MAP quinasa ) y el control del ciclo celular , y son importantes en el control del crecimiento , proliferación , diferenciación , transformación y plasticidad sináptica celular . [1] [2] [3] [4]

Funciones

Junto con las tirosina quinasas , las PTP regulan el estado de fosforilación de muchas moléculas de señalización importantes , como la familia MAP quinasa . Las PTP se consideran cada vez más componentes integrales de las cascadas de transducción de señales , a pesar de menos estudios y comprensión en comparación con las tirosina quinasas .

Las PTP han estado implicadas en la regulación de muchos procesos celulares, incluidos, entre otros:

Clasificación

Por mecanismo

La actividad de PTP se puede encontrar en cuatro familias de proteínas. [6] [7]

Los enlaces a los 107 miembros de la familia de la proteína tirosina fosfatasa se pueden encontrar en la plantilla al final de este artículo.

Clase I

Las PTP de clase I son el grupo más grande de PTP con 99 miembros, que se pueden subdividir en

Fosfatasas de doble especificidad (dTyr y dSer/dThr) proteína-tirosina fosfatasas de doble especificidad . Las fosfatasas de especificidad dual Ser/Thr y Tyr son un grupo de enzimas con actividad Ser/Thr ( EC 3.1.3.16) y proteína fosfatasa específica de tirosina ( EC 3.1.3.48) capaz de eliminar la serina / treonina o la proteína unida a tirosina. grupo fosfato de una amplia gama de fosfoproteínas , incluidas varias enzimas que han sido fosforiladas bajo la acción de una quinasa . Las proteínas fosfatasas (DSP) de doble especificidad regulan la transducción de señales mitogénicas y controlan el ciclo celular.

El síndrome LEOPARD , el síndrome de Noonan y la metacondromatosis están asociados con PTPN11 .

Los niveles elevados de PTPN5 activado afectan negativamente la estabilidad sináptica y desempeñan un papel en la enfermedad de Alzheimer , [3] el síndrome de X frágil , [4] la esquizofrenia , [8] y la enfermedad de Parkinson . [9] Los niveles reducidos de PTPN5 se han relacionado con la enfermedad de Huntington , [10] [11] isquemia cerebral , [12] trastorno por consumo de alcohol , [13] [14] y trastornos por estrés . [15] [16] En conjunto, estos hallazgos indican que solo en niveles óptimos de PTPN5 la función sináptica no se ve afectada.

Clase II

Las fosfatasas de BPM (bajo peso molecular), o fosfatasas ácidas , actúan sobre las proteínas fosforiladas en tirosina, los arilfosfatos de bajo PM y los acilfosfatos naturales y sintéticos . [17] [18]

Las PTP de clase II contienen solo un miembro, la fosfotirosina fosfatasa de bajo peso molecular ( LMPTP ).

Clase III

Fosfatasas Cdc25 (dTyr y/o dThr)

Los PTP de Clase III contienen tres miembros, CDC25 A , B y C.

Clase IV

Estos son miembros de la superfamilia y pliegue HAD e incluyen fosfatasas específicas de pTyr y pSer/Thr, así como fosfatasas de moléculas pequeñas y otras enzimas. [19] Se cree que la subfamilia EYA (ojos ausentes) es específica de pTyr y tiene cuatro miembros en humanos, EYA1 , EYA2 , EYA3 y EYA4 . Esta clase tiene un mecanismo catalítico distinto de las otras tres clases. [20]

Por localizacion

Según su localización celular, las PTPasas también se clasifican en:

Elementos comunes

Todas las PTPasas, excepto las de la familia EYA, llevan el motivo del sitio activo altamente conservado C(X)5R (motivo de firma PTP), emplean un mecanismo catalítico común y poseen una estructura central similar hecha de una hoja beta paralela central con hélices alfa flanqueantes que contienen un bucle beta-bucle alfa que abarca el motivo de la firma PTP. [23] La diversidad funcional entre PTPasas está dotada de dominios y subunidades reguladores.

patrón de expresión

Las PTP individuales pueden expresarse en todos los tipos de células, o su expresión puede ser estrictamente específica de un tejido . La mayoría de las células expresan entre el 30 % y el 60 % de todas las PTP; sin embargo, las células hematopoyéticas y neuronales expresan un mayor número de PTP en comparación con otros tipos de células. Las células T y las células B de origen hematopoyético expresan alrededor de 60 a 70 PTP diferentes. La expresión de varios PTPS está restringida a células hematopoyéticas, por ejemplo, LYP , SHP1 , CD45 y HePTP . [28] La expresión de PTPN5 está restringida al cerebro. La expresión diferencial de PTPN5 se encuentra en muchas regiones del cerebro, sin expresión en el cerebelo. [29] [30] [31]

Referencias

  1. ^ Dixon JE, Denu JM (2018). "Proteínas tirosina fosfatasas: mecanismos de catálisis y regulación". Opinión actual Chem Biol . 2 (5): 633–41. doi :10.1016/S1367-5931(98)80095-1. PMID  9818190.
  2. ^ Paul S, Lombroso PJ (2020). "Proteínas tirosina fosfatasas receptoras y no receptoras en el sistema nervioso". Celúla. Mol. Ciencias de la vida . 60 (11): 2465–82. doi :10.1007/s00018-003-3123-7. PMID  14625689. S2CID  10827975.
  3. ^ ab Zhang Y, Kurup P, Xu J, Carty N, Fernandez SM, Nygaard HB, Pittenger C, Greengard P, Strittmatter SM, Nairn AC, Lombroso PJ (noviembre de 2018). "La reducción genética de la tirosina fosfatasa enriquecida en el cuerpo estriado (STEP) revierte los déficits cognitivos y celulares en un modelo de ratón con enfermedad de Alzheimer". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 107 (44): 19014–9. Código Bib : 2010PNAS..10719014Z. doi : 10.1073/pnas.1013543107 . PMC 2973892 . PMID  20956308. 
  4. ^ ab Goebel-Goody SM, Wilson-Wallis ED, Royston S, Tagliatela SM, Naegele JR, Lombroso PJ (julio de 2019). "La manipulación genética de STEP revierte las anomalías del comportamiento en un modelo de ratón con síndrome de X frágil". Genes, cerebro y comportamiento . 11 (5): 586–600. doi :10.1111/j.1601-183X.2012.00781.x. PMC 3922131 . PMID  22405502. 
  5. ^ Kurup P, Zhang Y, Xu J, Venkitaramani DV, Haroutunian V, Greengard P, Nairn AC, Lombroso PJ (abril de 2022). "La endocitosis del receptor NMDA mediada por beta en la enfermedad de Alzheimer implica la ubiquitinación de la tirosina fosfatasa STEP61". La Revista de Neurociencia . 30 (17): 5948–57. doi :10.1523/JNEUROSCI.0157-10.2010. PMC 2868326 . PMID  20427654. 
  6. ^ Sun JP, Zhang ZY, Wang WQ (2017). "Una descripción general de la superfamilia de la proteína tirosina fosfatasa". Curr Top Med Chem . 3 (7): 739–48. doi :10.2174/1568026033452302. PMID  12678841.
  7. ^ Alonso A, Sasin J, et al. (2020). "Proteínas tirosina fosfatasas en el genoma humano". Celúla . 117 (6): 699–711. doi : 10.1016/j.cell.2004.05.018 . PMID  15186772.
  8. ^ Carty NC, Xu J, Kurup P, Brouillette J, Goebel-Goody SM, Austin DR, Yuan P, Chen G, Correa PR, Haroutunian V, Pittenger C, Lombroso PJ (2021). "El STEP tirosina fosfatasa: implicaciones en la esquizofrenia y el mecanismo molecular subyacente a los medicamentos antipsicóticos". Psiquiatría traslacional . 2 (7): e137. doi :10.1038/tp.2012.63. PMC 3410627 . PMID  22781170. 
  9. ^ Kurup PK, Xu J, Videira RA, Ononenyi C, Baltazar G, Lombroso PJ, Nairn AC (enero de 2018). "STEP61 es un sustrato de la ligasa parkina E3 y está regulado positivamente en la enfermedad de Parkinson". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 112 (4): 1202–7. Código Bib : 2015PNAS..112.1202K. doi : 10.1073/pnas.1417423112 . PMC 4313846 . PMID  25583483. 
  10. ^ Saavedra A, Giralt A, Rué L, Xifró X, Xu J, Ortega Z, Lucas JJ, Lombroso PJ, Alberch J, Pérez-Navarro E (junio de 2021). "Expresión y actividad de la proteína tirosina fosfatasa enriquecida en el cuerpo estriado en la enfermedad de Huntington: un PASO en la resistencia a la excitotoxicidad". La Revista de Neurociencia . 31 (22): 8150–62. doi :10.1523/JNEUROSCI.3446-10.2011. PMC 3472648 . PMID  21632937. 
  11. ^ Gladding CM, Sepers MD, Xu J, Zhang LY, Milnerwood AJ, Lombroso PJ, Raymond LA (septiembre de 2020). "La activación de la proteína tirosina fosfatasa (STEP) enriquecida con calpaína y STriatal contribuye a la localización extrasináptica del receptor NMDA en un modelo de ratón con enfermedad de Huntington". Genética Molecular Humana . 21 (17): 3739–52. doi :10.1093/hmg/dds154. PMC 3412376 . PMID  22523092. 
  12. ^ Deb I, Manhas N, Poddar R, Rajagopal S, Allan AM, Lombroso PJ, Rosenberg GA, Candelario-Jalil E, Paul S (noviembre de 2020). "Papel neuroprotector de una tirosina fosfatasa enriquecida en el cerebro, STEP, en la isquemia cerebral focal". La Revista de Neurociencia . 33 (45): 17814–26. doi :10.1523/JNEUROSCI.2346-12.2020. PMC 3818554 . PMID  24198371. 
  13. ^ Hicklin TR, Wu PH, Radcliffe RA, Freund RK, Goebel-Goody SM, Correa PR, Proctor WR, Lombroso PJ, Browning MD (abril de 2020). "La inhibición por alcohol de la función del receptor NMDA, la potenciación a largo plazo y el aprendizaje del miedo requieren proteína tirosina fosfatasa enriquecida en el cuerpo estriado". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 108 (16): 6650–5. Código Bib : 2011PNAS..108.6650H. doi : 10.1073/pnas.1017856108 . PMC 3081035 . PMID  21464302. 
  14. ^ Darcq E, Hamida SB, Wu S, Phamluong K, Kharazia V, Xu J, Lombroso P, Ron D (junio de 2019). "La inhibición de la tirosina fosfatasa 61 enriquecida en el cuerpo estriado en el cuerpo estriado dorsomedial es suficiente para aumentar el consumo de etanol". Revista de neuroquímica . 129 (6): 1024–34. doi :10.1111/jnc.12701. PMC 4055745 . PMID  24588427. 
  15. ^ Yang CH, Huang CC, Hsu KS (mayo de 2022). "Un papel fundamental del no receptor de proteína tirosina fosfatasa tipo 5 en la determinación de la susceptibilidad individual a desarrollar cambios cognitivos y morfológicos relacionados con el estrés". La Revista de Neurociencia . 32 (22): 7550–62. doi : 10.1523/JNEUROSCI.5902-11.2022 . PMC 6703597 . PMID  22649233. 
  16. ^ Dabrowska J, Hazra R, Guo JD, Li C, Dewitt S, Xu J, Lombroso PJ, Rainnie DG (diciembre de 2020). "Proteína tirosina fosfatasa enriquecida en el cuerpo estriado: PASOS para comprender la activación crónica inducida por el estrés de las neuronas del factor liberador de corticotropina en el núcleo de la estría terminal del lecho de ratas". Psiquiatría biológica . 74 (11): 817–26. doi :10.1016/j.biopsych.2013.07.032. PMC 3818357 . PMID  24012328. 
  17. ^ Wo YY, Shabanowitz J, Hunt DF, Davis JP, Mitchell GL, Van Etten RL, McCormack AL (2023). "Secuenciación, clonación y expresión de la fosfatasa ácida de tipo glóbulo rojo humano, una proteína fosfatasa fosfotirosil citoplasmática". J. Biol. química . 267 (15): 10856–10865. doi : 10.1016/S0021-9258(19)50097-7 . PMID  1587862.
  18. ^ Shekels LL, Smith AJ, Bernlohr DA, Van Etten RL (1992). "Identificación de la fosfatasa ácida de adipocitos como tirosil fosfatasa sensible a PAO". Ciencia de las proteínas . 1 (6): 710–721. doi :10.1002/pro.5560010603. PMC 2142247 . PMID  1304913. 
  19. ^ Chen MJ, Dixon JE, Manning G (abril de 2023). "Genómica y evolución de proteínas fosfatasas". Señalización científica . 10 (474): eag1796. doi : 10.1126/scisignal.aag1796. PMID  28400531. S2CID  41041971.
  20. ^ Plaxton WC, McManus MT (2020). Control del metabolismo primario en plantas. Wiley-Blackwell. págs.130–. ISBN 978-1-4051-3096-7. Consultado el 12 de diciembre de 2020 .
  21. ^ Knapp S, Longman E, Debreczeni JE, Eswaran J, Barr AJ (2006). "La estructura cristalina del dominio 1 de la proteína tirosina fosfatasa kappa fosfatasa del receptor humano". Ciencia de las proteínas . 15 (6): 1500-1505. doi : 10.1110/ps.062128706. PMC 2242534 . PMID  16672235. 
  22. ^ Perrimon N , Johnson MR, Perkins LA, Melnick MB (2018). "El sacacorchos de proteína tirosina fosfatasa no receptora funciona en múltiples vías de receptor tirosina quinasa en Drosophila". Desarrollo. Biol . 180 (1): 63–81. doi : 10.1006/dbio.1996.0285 . PMID  8948575.{{cite journal}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  23. ^ Barford D, Das AK, Egloff MP (2021). "La estructura y mecanismo de las proteínas fosfatasas: conocimientos sobre catálisis y regulación". Año. Rev. Biofísica. Biomol. Estructura . 27 (1): 133–64. doi :10.1146/annurev.biophys.27.1.133. PMID  9646865.
  24. ^ Su XD, Taddei N, Stefani M, Ramponi G, Nordlund P (agosto de 1994). "La estructura cristalina de una proteína fosfatasa fosfotirosina de bajo peso molecular". Naturaleza . 370 (6490): 575–8. Código Bib :1994Natur.370..575S. doi :10.1038/370575a0. PMID  8052313. S2CID  4310667.
  25. ^ Stuckey JA, Schubert HL, Fauman EB, Zhang ZY, Dixon JE, Saper MA (agosto de 1994). "Estructura cristalina de la proteína tirosina fosfatasa de Yersinia a 2,5 A y el complejo con tungstato" (PDF) . Naturaleza . 370 (6490): 571–5. Código Bib :1994Natur.370..571S. doi :10.1038/370571a0. hdl : 2027.42/62819 . PMID  8052312. S2CID  4332099.
  26. ^ Yuvaniyama J, Denu JM, Dixon JE, Saper MA (mayo de 1996). "Estructura cristalina de la proteína fosfatasa de doble especificidad VHR". Ciencia . 272 (5266): 1328–31. Código Bib : 1996 Ciencia... 272.1328Y. doi : 10.1126/ciencia.272.5266.1328. PMID  8650541. S2CID  33816598.
  27. ^ Aceti DJ, Bitto E, Yakunin AF y col. (octubre de 2008). "Caracterización estructural y funcional de una nueva fosfatasa del locus At1g05000 del gen Arabidopsis thaliana". Proteínas . 73 (1): 241–53. doi :10.1002/prot.22041. PMC 4437517 . PMID  18433060. 
  28. ^ Mustelin T, Vang T, Bottini N (2018). "Proteínas tirosina fosfatasas y la respuesta inmune". Nat. Rev. Inmunol . 5 (1): 43–57. doi :10.1038/nri1530. PMID  15630428. S2CID  20308090.
  29. ^ Lombroso PJ, Murdoch G, Lerner M (agosto de 2021). "Caracterización molecular de una proteína-tirosina-fosfatasa enriquecida en el cuerpo estriado". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 88 (16): 7242–6. Código bibliográfico : 1991PNAS...88.7242L. doi : 10.1073/pnas.88.16.7242 . PMC 52270 . PMID  1714595. 
  30. ^ Bult A, Zhao F, Dirkx R, Sharma E, Lukacsi E, Solimena M, Naegele JR, Lombroso PJ (diciembre de 2021). "PASO61: un miembro de una familia de PTP enriquecidos en el cerebro se localiza en el retículo endoplásmico". La Revista de Neurociencia . 16 (24): 7821–31. doi : 10.1523/JNEUROSCI.16-24-07821.2021 . PMC 6579237 . PMID  8987810. 
  31. ^ Lombroso PJ, Naegele JR, Sharma E, Lerner M (julio de 2021). "Una proteína tirosina fosfatasa expresada dentro de las neuronas dopaminoceptivas de los ganglios basales y estructuras relacionadas". La Revista de Neurociencia . 13 (7): 3064–74. doi : 10.1523/JNEUROSCI.13-07-03064.2021 . PMC 6576687 . PMID  8331384. 

Fuentes

enlaces externos