MITF

Mikroftalmiji pridruženi transkripcijski faktor znan i kao klasa E baznog proteina heliks-petlja-heliks 32 ili bHLHe32 jest protein koji je kod ljudi kodiran genom MITF sa hromosoma 3.

MITF
Dostupne strukture PDB Pretraga ortologa: PDBe RCSB Spisak PDB ID kodova 4C7N
Identifikatori
Aliasi	MITF
Vanjski ID-jevi	OMIM: 156845 MGI: 104554 HomoloGene: 4892 GeneCards: MITF
Lokacija gena (čovjek) Hrom. Hromosom 3 (čovjek)[1] Bend 3p13 Početak 69,739,456 bp[1] Kraj 69,968,336 bp[1]
Lokacija gena (miš) Hrom. Hromosom 6 (miš)[2] Bend 6 D3|6 45.05 cM Početak 97,784,013 bp[2] Kraj 97,998,310 bp[2]
Obrazac RNK ekspresije Više referentnih podataka o ekspresiji
Ontologija gena Molekularna funkcija • vezivanje sa DNK • protein dimerization activity • GO:0001131, GO:0001151, GO:0001130, GO:0001204 DNA-binding transcription factor activity • GO:0001948, GO:0016582 vezivanje za proteine • GO:0001078, GO:0001214, GO:0001206 DNA-binding transcription repressor activity, RNA polymerase II-specific • GO:0000980 RNA polymerase II cis-regulatory region sequence-specific DNA binding • GO:0001077, GO:0001212, GO:0001213, GO:0001211, GO:0001205 DNA-binding transcription activator activity, RNA polymerase II-specific • chromatin binding • transcription factor activity, RNA polymerase II distal enhancer sequence-specific binding • E-box binding • GO:0001200, GO:0001133, GO:0001201 DNA-binding transcription factor activity, RNA polymerase II-specific Ćelijska komponenta • nukleoplazma • jedro • GO:0009327 makromolekulani kompleks Biološki proces • regulation of RNA biosynthetic process • GO:0044324, GO:0003256, GO:1901213, GO:0046019, GO:0046020, GO:1900094, GO:0061216, GO:0060994, GO:1902064, GO:0003258, GO:0072212 regulation of transcription by RNA polymerase II • GO:1901227 negative regulation of transcription by RNA polymerase II • positive regulation of DNA-templated transcription, initiation • transcription, DNA-templated • multicellular organism development • GO:1901313 positive regulation of gene expression • transcription by RNA polymerase II • GO:0009373 regulation of transcription, DNA-templated • Regulacija ekspresije gena • Wnt-signalni put • Ćelijska diferencijacija • osteoclast differentiation • melanocyte differentiation • regulation of cell population proliferation • camera-type eye development • negative regulation of apoptotic process • pigmentation • canonical Wnt signaling pathway involved in negative regulation of apoptotic process • cell fate commitment • regulation of osteoclast differentiation • GO:0060469, GO:0009371 positive regulation of transcription, DNA-templated • GO:0003257, GO:0010735, GO:1901228, GO:1900622, GO:1904488 positive regulation of transcription by RNA polymerase II • bone remodeling • GO:0034622 protein-containing complex assembly • negative regulation of cell migration Izvori:Amigo / QuickGO
Ortolozi
Vrste	Čovjek	Miš
Entrez	4286	17342
Ensembl	ENSG00000187098	ENSMUSG00000035158
UniProt	O75030	Q08874
RefSeq (mRNK)	NM_000248 NM_001184967 NM_001184968 NM_006722 NM_198158 NM_198159 NM_198177 NM_198178 NM_001354604 NM_001354605 NM_001354606 NM_001354607 NM_001354608	NM_001113198 NM_001178049 NM_008601
RefSeq (bjelančevina)	NP_000239 NP_001171896 NP_001171897 NP_006713 NP_937801 NP_937802 NP_937820 NP_937821 NP_001341533 NP_001341534 NP_001341535 NP_001341536 NP_001341537	NP_001106669 NP_001171520 NP_032627
Lokacija (UCSC)	Chr 3: 69.74 – 69.97 Mb	Chr 6: 97.78 – 98 Mb
PubMed pretraga	[3]	[4]
Wikipodaci
Pogledaj/uredi – čovjek Pogledaj/uredi – miš

Aminokiselinska sekvenca

Dužina polipeptidnog lanca je 526 aminokiselina, а molekulska težina 58.795 Da.^[5]

• 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

10		20		30		40		50
MQSESGIVPD		FEVGEEFHEE		PKTYYELKSQ		PLKSSSSAEH		PGASKPPISS
SSMTSRILLR		QQLMREQMQE		QERREQQQKL		QAAQFMQQRV		PVSQTPAINV
SVPTTLPSAT		QVPMEVLKVQ		THLENPTKYH		IQQAQRQQVK		QYLSTTLANK
HANQVLSLPC		PNQPGDHVMP		PVPGSSAPNS		PMAMLTLNSN		CEKEGFYKFE
EQNRAESECP		GMNTHSRASC		MQMDDVIDDI		ISLESSYNEE		ILGLMDPALQ
MANTLPVSGN		LIDLYGNQGL		PPPGLTISNS		CPANLPNIKR		ELTACIFPTE
SEARALAKER		QKKDNHNLIE		RRRRFNINDR		IKELGTLIPK		SNDPDMRWNK
GTILKASVDY		IRKLQREQQR		AKELENRQKK		LEHANRHLLL		RIQELEMQAR
AHGLSLIPST		GLCSPDLVNR		IIKQEPVLEN		CSQDLLQHHA		DLTCTTTLDL
TDGTITFNNN		LGTGTEANQA		YSVPTKMGSK		LEDILMDDTL		SPVGVTDPLL
SSVSPGASKT		SSRRSSMSME		ETEHTC

Opis

MITF je osnovni heliks-petlja-heliksni leucinski zatvarač, transkripcijski faktor uključen u regulaciju puteva specifičnih za lozu mnogih tipova ćelija uključujući melanocite, osteoklaste i mastocite.^[6] Termin "specifičan za lozu", budući da se odnosi na MITF, označava gene ili osobine koje se nalaze samo u određenom tipu ćelija. Stoga, MITF može biti uključen u ponovno povezivanje signalnih kaskada koje su posebno potrebne za preživljavanje i fiziološku funkciju njihovih normalnih ćelijskih prekursora.^[7]

MITF, zajedno sa transkripcijskim faktorom EB (TFEB), TFE3 i TFEC, pripadaju potporodici srodnih bHLHZip proteina, zvanih MiT-TFE porodica transkripcionih faktora.^[8][9] Faktori su u stanju da formiraju stabilne homo- i heterodimere koji se vezuju za DNK.^[10] Gen koji kodira MITF nalazi se na lokusu "mi" kod miševa,^[11] a njegove protumorogene mete uključuju faktore uključene u ćelijsku smrt, replikaciju DNK, popravak, mitozu, proizvodnju mikroRNK, promet membranama, metabolizam mitohondrija i još mnogo toga.^[12] Mutacija ovog gena dovodi do gluhoće, gubitka koštane mase, malih očiju i slabo pigmentiranih očiju i kože.^[13] Kod ljudi, pošto je poznato da MITF kontroliše ekspresiju različitih gena koji su neophodni za normalnu melanina sintezu u melanocitima, mutacije MITF-a mogu dovesti do bolesti kao što su melanom, Waardenburgov i Tietzov sindrom.^[14] Njegova funkcija konzervirana je širom Vertebrata, uključujući ribe, kao što su zebrica^[15] i ksifoforus.^[16]

Razumijevanje MITF-a je neophodno da bi se razumjelo kako napreduju određeni karcinomi specifični za lozu i druge bolesti. Osim toga, sadašnja i buduća istraživanja mogu dovesti do potencijalnih puteva za ciljanje ovog mehanizma transkripcionog faktora za prevenciju raka.^[17]

Klinički značaj

Karakteristični oblik i relativna veličina očiju kod djeteta sa mikroftalmijom

Mutacije

Kao što je gore pomenuto, promjene u MITF-u mogu dovesti do ozbiljnih zdravstvenih stanja. Na primjer, mutacije MITF-a su upletene i u Waardenburgov i Tietzov sindrom.

Waardenburgov sindrom je rijedak genetički poremećaj. Njegovi simptomi uključuju gluhoću, manje defekte i abnormalnosti u pigmentaciji.^[18] Kod određenih pacijenata sa Waardenburgovim sindromom, tip II, pronađene su mutacije gena MITF. Pronađene su mutacije koje mijenjaju sekvencu aminokiselina koje rezultiraju abnormalno malim MITF-om. Ove mutacije ometaju formiranje dimera, i kao rezultat toga uzrokuju nedovoljan razvoj melanocita.

Tietzov sindrom, prvi put opisan 1923. godine, je urođeni poremećaj koji se često karakterizira gluhoćom i leukizmom. Uzrokovan je mutacijom gena MITF.^[19] Mutacija u MITF deletira ili mijenja jedan bazni par aminokiselina posebno u regiji baznog motiva MITF proteina. Novi MITF protein nije u stanju da se veže za DNK i razvoj melanocita i posljedično se menja proizvodnja melanina. Smanjen broj melanocita može dovesti do gubitka sluha, a smanjena proizvodnja melanina može biti uzrok za svijetlu boju kože i kose zbog kojih je Tietzov sindrom toliko uočljiv.^[14]

Melanom

Zloćudni melanom ramena in situ

Melanociti su općepoznate kao ćelije koje su odgovorne za proizvodnju pigmenta melanina koji daje kosi koži i noktima. Tačni mehanizmi kako melanociti postaju kancerogeni su relativno nejasni, ali je u toku istraživanje kako bi se dobilo više informacija o tom procesu. Naprimjer, otkriveno je da je DNK određenih gena često oštećena u ćelijama melanoma, najvjerovatnije kao posljedicu oštećenja od UV zračenja, što zauzvrat povećava vjerovatnoću razvoja melanoma..^[20] Konkretno, nađena je visoka relativna učestalost melanoma sa mutacijama gena B-RAF, koje vode ka melanomiima putem aktivirane kaskade kinaze MEK-ERK.^[21] Osim B-RAF-a, poznato je da MITF ima ključnu ulogu u progresiji melanoma. Budući da je transkripcijski faktor koji je uključen u regulaciju gena vezanih za invazivnost, migraciju i metastaze, može imati ulogu u progresiji melanoma. Slika 1 prikazuje specifične aktivatore i ciljeve MITF-a koji su povezani sa preživljavanjem, migracijom, proliferacijom, invazijom i metastazama ćelija melanoma.

Ciljni geni

MITF prepoznaje E-kutijske (CAYRTG) i M-kutijske (TCAYRTG ili CAYRTGA) sekvence u promotorskim regijama ciljnih gena. Poznati ciljni geni (potvrđeni od najmanje dva nezavisna izvora) ovog transkripcionog faktora uključuju,

ACP5[22][23]	BCL2[23][24]	BEST1[23][25]	BIRC7[23][26]
CDK2[23][27]	CLCN7[23][28]	DCT[23][29]	EDNRB[23][30]
GPNMB[23][31]	GPR143[23][32]	MC1R[23][33]	MLANA[23][34]
OSTM1[23][28]	RAB27A[23][35]	SILV[23][34]	SLC45A2[23][36]
TBX2[23][37]	TRPM1[23][38]	TYR[23][39]	TYRP1[23][40]

Dodatni geni identifikovani studijom mikročipova (koja je potvrdila gore navedene ciljeve) uključuju sljedeće,^[23]

MBP	TNFRSF14	IRF4	RBM35A
PLA1A	APOLD1	KCNN2	INPP4B
CAPN3	LGALS3	GREB1	FRMD4B
SLC1A4	TBC1D16	GMPR	ASAH1
MICAL1	TMC6	ITPKB	SLC7A8

Fosforilacija

MITF se fosforilira na nekoliko ostataka serina i tirozina.^[41][42][43] Fosforilaciju serina regulira nekoliko signalnih puteva uključujući MAPK/BRAF/ERK, receptorsku tirozin-kinazu KIT, GSK-3 i mTO . Pored toga, nekoliko kinaza uključujući PI3K, AKT, SRC i P38 su također kritični aktivatori MITF fosforilacije.^[44] Nasuprot tome, fosforilacija tirozina je izazvana prisustvom onkogene mutacije KIT D816V.^[43] Ovaj KIT^D816V signal zavisi od aktivacije signala porodice SRC proteina. Indukcija fosforilacije serina putem često promijenjenog MAPK/BRAF puta i GSK-3 puta u melanomu regulira MITF jedarni eksport i time smanjuje MITF aktivnost u jedru.^[45] Slično, fosforilacija tirozina posredovana prisustvom KIT onkogene mutacije D816V također povećava prisustvo MITF-a u citoplazmi.^[43]

Interakcije

Većina transkripcijskih faktora funkcioniše u saradnji sa drugim faktorima putem interakcija protein-protein. Povezivanje MITF-a sa drugim proteinima je kritičan korak u regulaciji transkripcijske aktivnosti posredovane MITF-om. Neke uobičajeno proučavane interakcije MITF-a uključuju one sa MAZR, PIAS3, Tfe3, hUBC9, PKC1 i LEF1. Gledanje različitih struktura daje uvid u različite uloge MITF-a u ćeliji.

Faktor povezan s proteinom cinkovog prsta (MAZR) povezan je s Myc-om u interakciji sa Zip domenom MITF-a. Kada se eksprimiraju zajedno, i MAZR i MITF povećavaju aktivnost promotora mMCP-6 gena. MAZR i MITF zajedno transaktiviraju mMCP-6 gen. MAZR takođe ima ulogu u fenotipskoj ekspresiji mastocita u vezi sa MITF.^[46]

PIAS3 je inhibitor transkripcije koji djeluje tako što inhibira STAT3-ovu aktivnost vezivanja DNK. PIAS3 direktno komunicira sa MITF, a STAT3 ne ometa interakciju između PIAS3 i MITF. PIAS3 funkcioniše kao ključna molekula u suzbijanju transkripcijske aktivnosti MITF-a. Ovo je važno kada se razmatra razvoj mastocita i melanocita.^[47]

MITF, TFE3 i TFEB su dio osnovne porodice transkripcijskih faktora sa zatvaračem heliks-petlja-heliks-leucin. Svaki protein kodiran porodicom transkripcijskih faktora mogu vezati DNK. MITF je neophodan za razvoj melanocita i oka, a nova istraživanja sugeriraju da je TFE3 također neophodan za razvoj osteoklasta, funkcije koje je redundantno od MITF-ove. Kombinirani gubitak oba gena dovodi do teške osteopetroze, što ukazuje na interakciju između MITF-a i drugih članova porodice transkripcijskih faktora.^[48][49] Zauzvrat, TFEB je nazvan glavnim regulatorom biogeneze lizosoma i autofagije.^[50][51] Zanimljivo je da MITF, TFEB i TFE3 imaju odvojene uloge u moduliranju autofagije izazvane gladovanjem, opisane kod melanoma.^[52] Štaviše, MITF i TFEB proteini, direktno reguliraju međusobnu ekspresiju iRNK i proteina, dok su njihova subćelijska lokalizacija i transkripcijska aktivnost podložni sličnoj modulaciji, kao što je signalni put mTOR.^[9]

UBC9 je enzim koji konjugira ubikvitin čiji se proteini povezuju sa MITF. Iako je poznato da hUBC9 djeluje prvenstveno sa SENTRIN/SUMO1, in vitro analiza je pokazala veću stvarnu povezanost s MITF. hUBC9 je kritični regulator diferencijacije melanocita. Da bi to učinio, cilja na MITF za degradaciju proteasoma.^[53]

Protein-kinaza C-interagirajući protein 1 (PKC1) povezuje se sa MITF. Njihova povezanost se smanjuje nakon aktivacije ćelije. Kada se to dogodi, MITF se odvaja od PKC1. PKC1 sam po sebi, koji se nalazi u citosolu i jedru, nema poznatu fiziološku funkciju. Međutim, ima sposobnost da potisne MITF transkripcijsku aktivnost i može da funkcionira kao in vivo negativan regulator transkripcijske aktivnosti izazvane MITF-om.^[54]

Funkcionalna saradnja između MITF-a i limfoidnog faktora (LEF-1) rezultira sinergijskom transaktivacijom promotora gena dopahrom tautomeraze, koji je rani marker melanoblasta. LEF-1 je uključen u proces regulacije Wnt-signalizacijom. LEF-1 također sarađuje sa MITF-srodnim proteinima kao što je TFE3. MITF je modulator LEF-1, a ova regulacija osigurava efikasno širenje Wnt-signala u mnogim ćelijama.^[29]

Translacijska regulacija

Translacijska regulacija MITF je još uvijek neistraženo područje sa samo dva recenzirana rada (od 2019.) koji ističu važnost.^[55][56] Tokom glutaminskog gladovanja ćelija transkripti melanoma ATF4 se povećavaju kao i translacija iRNK zbog fosforilacije eIF2α.^[55] Ovaj lanac molekula dovodi do dva nivoa MITF supresije: prvo, ATF4 protein se vezuje i potiskuje transkripciju MITF-a i drugo, eIF2α blokira translaciju MITF vjerovatno inhibicijom eIF2B putem eIF2α.

MITF se također može direktno translacijski modificirati pomoću RNK helikaze DDX3X.5' UTR MITF-a sadrži važne regulatorne elemente (IRES) koje prepoznaje, vezuje i aktivira DDX3X. Iako se 5' UTR MITF-a sastoji samo od nukleotidnog dijela od 123-nt, predviđa se da će se ovaj region savijati u energetski povoljne sekundarne strukture RNK, uključujući višegranate petlje i asimetrične izbočine što je karakteristika IRES elemenata. Aktivacija ove cis-regulatorne sekvence od putem DDX3X promovira ekspresiju MITF-a u ćelijama melanoma.^[56]

Također pogledajte

• Mikroftalmija