PNPO

Piridoksin-5'-fosfatna oksiidaza je enzim koji je kod ljudi kodiran genom PNPO.

Vitamin B6 ili piridoksalni 5-osnovni fosfat (PLP), presudan je za normalnu ćelijsku funkciju, a neke ćelije karcinoma imaju značajne razlike u metabolizmu vitamina B6 u odnosu normalne . Enzim koji ograničava brzinu u sintezi vitamina B6 je piridoksin-5-primar-fosfat (PNP) oksidaza (PNPO; EC 1.4.3.5), prema OMIM-u.

Dužina polipeptidnog lanca je 261 aminokiselina, sa molekulskom težinom od 29.988..

Aminokiselinska sekvenca Simboli

C: Cistein D: Asparaginska kiselina E: Glutaminska kiselina F: Fenilalanin G: Glicin H: Histidin I: Izoleucin K: Lizin L: Leucin M: Metionin N: Asparagin P: Prolin Q: Glutamin R: Arginin S: Serin T: Treonin V: Valin W: Triptofan Y: Tirozin

1020304050 MTCWLRGVTATFGRPAEWPGYLSHLCGRSAAMDLGPMRKSYRGDREAFEE THLTSLDPVKQFAAWFEEAVQCPDIGEANAMCLATCTRDGKPSARMLLLK GFGKDGFRFFTNFESRKGKELDSNPFASLVFYWEPLNRQVRVEGPVKKLP EEEAECYFHSRPKSSQIGAVVSHQSSVIPDREYLRKKNEELEQLYQDQEV PKPKSWGGYVLYPQVMEFWQGQTNRLHDRIVFRRGLPTGDSPLGPMTHRG EEDWLYERLAP

Kloniranje i ekspresija Ngo et al. (1998) izolirali su klon PNPO iz biblioteke gena pacovske jetre. Otkrili su da predviđeni protein od 30 kD sadrži motiv PNPO koji se nalazi u PNPO S. cerevisiae i bakterija i pet predviđenih mjesta fosforilacije protein-kinaze C. Kang et al. (2004) klonirali su PNPO pune dužine iz čitave biblioteke cDN K mozga. Izvedeni protein od 261 aminokiseline ima izračunatu molekulsku masu od 30 kD. Mjesta postranslacijskih modifikaciaja uključuju mjesto sulfacije, devet mjesta fosforilacija, tri mjesta N-miristoilacija i sekvencu vezanja RGD ćelija. PNPO ima 90% aminokiselinskog identiteta s mišjim Pnpo-om. Northern blot analizom otkriveni su transkripti od 2,4 i 3,4 kb u svim ispitivanim ljudskim tkivima, s razlikom u veličini transkripta, zbog upotrebe alternativnih mjesta poliadenilacije. Najviše je bilo iz jetre, a zatim skeletnih mošića i bubrega. Western blot analiza otkrila je protein od 30 kD u svim ispitivanim tkivima i ćelijskim linijama.

Funkcija gena PNPO aktivnost je razvojno regulirana u jetri pacova, jer je niska u jetri fetusa, a visoka u jetri odraslih. Ngo et al. (1998) pokazali su da je ekspresija PNPO na sličan razvojni način regulirana u mozgu pacova. Pored toga, pokazali su da je, analogno hepatomima glodara, ekspresija PNPO u tumorima mozga glodara bila uporediva ili niža od one koja je bila prisutna u fetusnom mozgu pacova. Međutim, ispitivane ćelije ljudskih neuroblastoma pokazale su varijabilnu PNPO aktivnost; ćelijska linija ljudskog hepatocelularnog karcinoma sadržavala je relativno visoku aktivnost PNPO, uporedivu sa onom koja se nalazi u normalnoj ljudskoj jetri. Kang et al. (2004) okarakterizirali su enzimska svojstva rekombinantnog PNPO, nakon ekspresije u E. coli. PNPO je pretvorio i PNP i piridoksamin 5-osnovni fosfat u PLP, a PLP proizvod je bio inhibitor. Analiza mutacije pokazala je da su za konzervirane enzimske aktivnosti potrebni prvi N-terminalni konzervirani segment heliksa i C-terminalni ostaci 25.

Kang et al. (2004) odredili su da gen PNPO sadrži sedam egzona i raspon od 7,7 kb. Regija promotora pokazuje karakteristike domaćinskih gena, sa CpG otokom i mjestima koja vežu Sp1, ali bez TATA-u sličnih sekvenci.

Analizom genomske sekvence, Kang et al. (2004) mapirali su gen PNPO na hromosomskoj sekvenci 17q21.32, a mišji gen na hromosomu 11. Molekulska genetika U pet pacijenata iz tri porodice s nedostatkom PNPO (PNPOD), Mills et al. (2005) identificirali su homozigotnu misenss mutaciju, mjestoprerade i zaustavljanje mutacija kodona u PNPO genu. Ekspresijske studije u ćelijama jajnika kineskog hrčka pokazale su da su mjesto prerade (IVS3-1G-A) i mutacije stop kodona (X262Q) nultne mutacije i da je misens mutacija (R229W) značajno smanjila piridoks (am) aktivnost fosfat oksidaze. Autori su sugerirali da eksprimiranje optimalnih nivoa PLP u mozgu može biti važno kod mnogih neuroloških poremećaja kod kojih je metabolizam neurotransmitera poremećen (bilo kao primarni ili kao sekundarni fenomen).

U 11 pacijenata iz sedam nepovezanih porodica sa PNPOD-om, Plecko et al. (2014) identificirali su tri različite bialelne mutacije u PNPO genu; šest porodica imalo je istu homozigotnu misense mutaciju (R225H). Svih šest porodica je porijeklom iz bivše Jugoslavije. Studije in vitro funkcionalne ekspresije u CHO ćelijama pokazale su da se mutirani protein R225H nije mogla uočiti enzimska aktivnost. Većina pacijenata imala je djelimičan ili čak potpun odgovor na liječenje piridoksinom.

Kod dva nepovezana dječaka s PNPOD-om, Ware et al. (2014) identificirali su dvije različite homozigotne misense mutacije u genu PNPO. Funkcionalne studije varijanti nisu izvedene.

Modelni organizmi +Fenotip nokaut-miša Pnpo Svojstvo Fenotip Vijabilnost homozigota Nenormalno Studija recesivne letalnostiNenormalno Plodnost Normalno Tjelesna težina Normalno Tesst otvorenog polja: anksioznost Normalno Neurološka procjenaNormalno Snaga stiskaNormalno Test vruće ploče Normalno Dismorfologija Normalno Indirektna kalorimetrija Normalno Test tolerancije glukoze Normalno Slušni odgovor moždanog stabla Normalno DEXA Normalno Radiografija Normalno Tjelesna temperatura Normalno Morfologija ika Normalno Klinička hemija (nalaz)Normalno Hematologija Normalno Leukociti periferne krvi Normalno Mikronukleus test Normalno Težina srca Normalno Histopatologija oka Normalno Salmonella infekcija Normal Citrobacter infekcija NormalSvi testovi i analize su iz Mouse Resources Portal, Wellcome Trust Sanger Institute. U proučavanju PNPO funkcije, korišteni su modelni organizmi. Uvjetna linija nokaut-miševa, zvana Pnpotm1a (KOMP) Wtsi generirana je kao dio programa Međunarosnog konzorcija za miševe – visokopropusnog projekta mutageneze za generiranje i distribuciju životinjskih modela bolesti zainteresiranim naučnicima.

Muške i ženske životinje prolazile su standardizirani fenotipski skrining, kako bi se utvrdili efekti delecije. Od 24 izvedena testa ina mutantnim miševima, uočene su dvije značajne abnormalnosti. Tokom gestacije, nije utvrđen homozigotni mutantni embrion, pa tako nijedan nije preživio do odvikavanja. Preostali testovi su izvedeni na mutiranim heterozigotnim odraslim miševima; nisu opažene nikakve dodatne značajne abnormalnosti kod ovih životinja.

Reference

Dopunska literatura

Kategorija:Mišji mutirani geni Kategorija:Geni na hromosomu 17 Kategorija:Ljudski proteini Kategorija:Proteomika