BECN1

Беклин-1 (англ. Beclin-1) — белок клеточной системы аутофагии, продукт гена человека BECN1^[5][6]. Является ортологом белка дрожжей Atg6 и белка BEC-1 у нематоды C. elegans^[7]. Взаимодействует с белком-регулятором Bcl-2 или с сигнальной фосфоинозитид-3-киназой класса III, которые играют критическую роль в регуляции аутофагии и апоптоза.

BECN1
Доступные структуры PDB Поиск ортологов: K7ER46 PDBe K7ER46 RCSB Список идентификаторов PDB 2P1L, 2PON, 3DVU, 4DDP, 4MI8
Идентификаторы
Псевдонимы	BECN1, ATG6, VPS30, beclin1, beclin 1
Внешние ID	OMIM: 604378 MGI: 1891828 HomoloGene: 2794 GeneCards: BECN1
Расположение гена (человек) Хр. 17-я хромосома человека[1] Локус 17q21.31 Начало 42,810,134 bp[1] Конец 42,833,350 bp[1]
Расположение гена (Мышь) Хр. 11-я хромосома мыши[2] Локус 11|11 D Начало 101,176,778 bp[2] Конец 101,193,112 bp[2]
Паттерн экспрессии РНК Bgee Человек Мышь (ортолог) Наибольшая экспрессия в epithelium of colon Skeletal muscle tissue of rectus abdominis olfactory zone of nasal mucosa muscle layer of sigmoid colon stromal cell of endometrium Наибольшая экспрессия в medullary collecting duct endothelial cell of lymphatic vessel endocardial cushion Дополнительные справочные данные BioGPS Дополнительные справочные данные
Генная онтология Молекулярная функция phosphatidylinositol 3-kinase binding связывание с белками плазмы GTPase binding ubiquitin protein ligase binding protein kinase binding гомодимеризация белка Компонент клетки endosome membrane цитоплазма mitochondrial membranes trans-Golgi network аппарат Гольджи цитозоль клеточное ядро аутофагосома phagophore assembly site мембрана дендрит эндоплазматический ретикулум phosphatidylinositol 3-kinase complex, class III endoplasmic reticulum membrane phosphatidylinositol 3-kinase complex, class III, type II цитоплазматическая везикула эндосома extrinsic component of membrane phosphatidylinositol 3-kinase complex, class III, type I phagocytic vesicle митохондрия protein-containing complex Биологический процесс негативная регуляция пролиферации клеток response to hypoxia cellular response to aluminum ion response to vitamin E lysosome organization клеточный цикл positive regulation of phosphatidylinositol 3-kinase signaling cellular response to glucose starvation cellular defense response Цитокинез cellular response to epidermal growth factor stimulus деление клетки receptor catabolic process autophagy of nucleus cellular response to nitrogen starvation вирусный процесс late endosome to vacuole transport апоптоз cytoplasm to vacuole transport by the Cvt pathway эндоцитоз engulfment of apoptotic cell positive regulation of attachment of mitotic spindle microtubules to kinetochore amyloid-beta metabolic process neuron development defense response to virus response to other organism mitotic metaphase plate congression regulation of catalytic activity negative regulation of reactive oxygen species metabolic process regulation of cytokinesis негативная регуляция апоптоза negative regulation of cell death autophagosome assembly macroautophagy старение человека response to iron(II) ion response to lead ion protein deubiquitination response to nutrient levels cellular response to amino acid starvation cellular response to hydrogen peroxide cellular response to copper ion negative regulation of lysosome organization positive regulation of autophagosome assembly Митофагия mitophagy аутофагия positive regulation of autophagy response to mitochondrial depolarisation early endosome to late endosome transport negative regulation of autophagy positive regulation of cardiac muscle hypertrophy negative regulation of autophagosome assembly positive regulation of intrinsic apoptotic signaling pathway Источники: Amigo, QuickGO
Ортологи Вид Человек Мышь Entrez 8678 56208 Ensembl ENSG00000126581 ENSMUSG00000035086 UniProt Q14457 O88597 RefSeq (мРНК) NM_001313998 NM_001313999 NM_001314000 NM_003766 NM_019584 NM_001359819 NM_001359820 NM_001359821 RefSeq (белок) NP_001300927 NP_001300928 NP_001300929 NP_003757 NP_062530 NP_001346748 NP_001346749 NP_001346750 Локус (UCSC) Chr 17: 42.81 – 42.83 Mb Chr 11: 101.18 – 101.19 Mb Поиск по PubMed Искать[3] Искать[4]
Информация в Викиданных
Смотреть (человек) Смотреть (мышь)

Структура

Белок состоит из 450 аминокислот, молекулярная масса 51,9 кДа. Образует тример.

Функции

Играет центральную роль в аутофагии^[8][9]. Является главным компонентом комплекса PI3K, который обеспечивает образование фосфатидилинозитол-3-фосфата. Различные киназы играют роль в различных путях мембранного транспорта: PI3KC3-C1 участвует в инициации аутофагосомы, а PI3KC3-C2 - в созревании и аутофагосомы и эндоцитозе. Беклин-1 участвует в регуляции деградационного эндоцитозного транспорта и требуется для этапа разделения в процессе цитокинеза в контексте PI3KC3-C2^[10][11][12].

Взаимодействия

BECN1 взаимодействует с Bcl-2^[5], BCL2L2^[13], GOPC^[14] и с MAP1LC3A^[15]

Роль в патологии

Беклин-1 играет важную роль в канцерогенезе и нейродегенеративном процессе в связи с участием в аутофагальной клеточной смерти.^[16] Известно, что рак яичника при стимулированной аутофагией характеризуется пониженной агрессивностью и лучше отвечает на химиотерапию.^[15]

Шизофрения ассоциирована с низким уровнем белка в гиппокампе, что приводит к пониженной аутофагии и, как следствие, к повышенной гибели нейронов.^[17]

Литература

• Funderburk S. F., Wang Q. J., Yue Z. The Beclin 1-VPS34 complex--at the crossroads of autophagy and beyond (англ.) // Trends in Cell Biology^[англ.] : journal. — Cell Press, 2010. — June (vol. 20, no. 6). — P. 355—362. — doi:10.1016/j.tcb.2010.03.002. — PMID 20356743. — PMC 3781210.
• Rommens J. M., Durocher F., McArthur J., Tonin P., LeBlanc J. F., Allen T., Samson C., Ferri L., Narod S., Morgan K. Generation of a transcription map at the HSD17B locus centromeric to BRCA1 at 17q21 (англ.) // Genomics : journal. — Academic Press, 1995. — August (vol. 28, no. 3). — P. 530—542. — doi:10.1006/geno.1995.1185. — PMID 7490091.
• Maruyama K., Sugano S. Oligo-capping: a simple method to replace the cap structure of eukaryotic mRNAs with oligoribonucleotides (англ.) // Gene^[англ.] : journal. — Elsevier, 1994. — January (vol. 138, no. 1—2). — P. 171—174. — doi:10.1016/0378-1119(94)90802-8. — PMID 8125298.
• Suzuki Y., Yoshitomo-Nakagawa K., Maruyama K., Suyama A., Sugano S. Construction and characterization of a full length-enriched and a 5'-end-enriched cDNA library (англ.) // Gene^[англ.] : journal. — Elsevier, 1997. — October (vol. 200, no. 1—2). — P. 149—156. — doi:10.1016/S0378-1119(97)00411-3. — PMID 9373149.
• Aita V. M., Liang X. H., Murty V. V., Pincus D. L., Yu W., Cayanis E., Kalachikov S., Gilliam T. C., Levine B. Cloning and genomic organization of beclin 1, a candidate tumor suppressor gene on chromosome 17q21 (англ.) // Genomics : journal. — Academic Press, 1999. — July (vol. 59, no. 1). — P. 59—65. — doi:10.1006/geno.1999.5851. — PMID 10395800.
• Liang X. H., Jackson S., Seaman M., Brown K., Kempkes B., Hibshoosh H., Levine B. Induction of autophagy and inhibition of tumorigenesis by beclin 1 (англ.) // Nature : journal. — 1999. — December (vol. 402, no. 6762). — P. 672—676. — doi:10.1038/45257. — PMID 10604474.
• Kihara A., Kabeya Y., Ohsumi Y., Yoshimori T. Beclin-phosphatidylinositol 3-kinase complex functions at the trans-Golgi network (англ.) // EMBO Reports^[англ.] : journal. — 2001. — April (vol. 2, no. 4). — P. 330—335. — doi:10.1093/embo-reports/kve061. — PMID 11306555. — PMC 1083858.
• Liang X. H., Yu J., Brown K., Levine B. Beclin 1 contains a leucine-rich nuclear export signal that is required for its autophagy and tumor suppressor function (англ.) // Cancer Research^[англ.] : journal. — American Association for Cancer Research^[англ.], 2001. — April (vol. 61, no. 8). — P. 3443—3449. — PMID 11309306.
• Weinmann A. S., Bartley S. M., Zhang T., Zhang M. Q., Farnham P. J. Use of chromatin immunoprecipitation to clone novel E2F target promoters (англ.) // Molecular and Cellular Biology : journal. — 2001. — October (vol. 21, no. 20). — P. 6820—6832. — doi:10.1128/MCB.21.20.6820-6832.2001. — PMID 11564866. — PMC 99859.
• Yue Z., Horton A., Bravin M., DeJager P. L., Selimi F., Heintz N. A novel protein complex linking the delta 2 glutamate receptor and autophagy: implications for neurodegeneration in lurcher mice (англ.) // Neuron : journal. — Cell Press, 2002. — August (vol. 35, no. 5). — P. 921—933. — doi:10.1016/S0896-6273(02)00861-9. — PMID 12372286.
• Song H., Xia S. L., Liao C., Li Y. L., Wang Y. F., Li T. P., Zhao M. J. Genes encoding Pir51, Beclin 1, RbAp48 and aldolase b are up or down-regulated in human primary hepatocellular carcinoma (англ.) // World Journal of Gastroenterology^[англ.] : journal. — 2004. — February (vol. 10, no. 4). — P. 509—513. — doi:10.3748/wjg.v10.i4.509. — PMID 14966907. — PMC 4716970.
• Scarlatti F., Bauvy C., Ventruti A., Sala G., Cluzeaud F., Vandewalle A., Ghidoni R., Codogno P. Ceramide-mediated macroautophagy involves inhibition of protein kinase B and up-regulation of beclin 1 (англ.) // The Journal of Biological Chemistry : journal. — 2004. — April (vol. 279, no. 18). — P. 18384—18391. — doi:10.1074/jbc.M313561200. — PMID 14970205.
• Furuya D., Tsuji N., Yagihashi A., Watanabe N. Beclin 1 augmented cis-diamminedichloroplatinum induced apoptosis via enhancing caspase-9 activity (англ.) // Experimental Cell Research^[англ.] : journal. — 2005. — July (vol. 307, no. 1). — P. 26—40. — doi:10.1016/j.yexcr.2005.02.023. — PMID 15922724.
• Kruse K. B., Brodsky J. L., McCracken A. A. Characterization of an ERAD gene as VPS30/ATG6 reveals two alternative and functionally distinct protein quality control pathways: one for soluble Z variant of human alpha-1 proteinase inhibitor (A1PiZ) and another for aggregates of A1PiZ (англ.) // Molecular Biology of the Cell : journal. — 2006. — January (vol. 17, no. 1). — P. 203—212. — doi:10.1091/mbc.E04-09-0779. — PMID 16267277. — PMC 1345659.
• Zeng X., Overmeyer J. H., Maltese W. A. Functional specificity of the mammalian Beclin-Vps34 PI 3-kinase complex in macroautophagy versus endocytosis and lysosomal enzyme trafficking (англ.) // Journal of Cell Science^[англ.] : journal. — The Company of Biologists^[англ.], 2006. — January (vol. 119, no. Pt 2). — P. 259—270. — doi:10.1242/jcs.02735. — PMID 16390869.
• Shibata M., Lu T., Furuya T., Degterev A., Mizushima N., Yoshimori T., MacDonald M., Yankner B., Yuan J. Regulation of intracellular accumulation of mutant Huntingtin by Beclin 1 (англ.) // The Journal of Biological Chemistry : journal. — 2006. — May (vol. 281, no. 20). — P. 14474—14485. — doi:10.1074/jbc.M600364200. — PMID 16522639.
• Lim J., Hao T., Shaw C., Patel A. J., Szabó G., Rual J. F., Fisk C. J., Li N., Smolyar A., Hill D. E., Barabási A. L., Vidal M., Zoghbi H. Y. A protein-protein interaction network for human inherited ataxias and disorders of Purkinje cell degeneration (англ.) // Cell : journal. — Cell Press, 2006. — May (vol. 125, no. 4). — P. 801—814. — doi:10.1016/j.cell.2006.03.032. — PMID 16713569.
• Daniel F., Legrand A., Pessayre D., Vadrot N., Descatoire V., Bernuau D. Partial Beclin 1 silencing aggravates doxorubicin- and Fas-induced apoptosis in HepG2 cells (англ.) // World Journal of Gastroenterology^[англ.] : journal. — 2006. — May (vol. 12, no. 18). — P. 2895—2900. — doi:10.3748/wjg.v12.i18.2895. — PMID 16718815. — PMC 4087807.

Примечания

1. GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000126581 - Ensembl, May 2017
2. GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000035086 - Ensembl, May 2017
3. Ссылка на публикацию человека на PubMed:  (неопр.) Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
4. Ссылка на публикацию мыши на PubMed:  (неопр.) Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
5. Liang X. H., Kleeman L. K., Jiang H. H., Gordon G., Goldman J. E., Berry G., Herman B., Levine B. Protection against fatal Sindbis virus encephalitis by beclin, a novel Bcl-2-interacting protein (англ.) // Journal of Virology^[англ.] : journal. — 1998. — November (vol. 72, no. 11). — P. 8586—8596. — PMID 9765397. — PMC 110269.
6. Entrez Gene: BECN1 beclin 1 (coiled-coil, myosin-like BCL2 interacting protein)  (неопр.).
7. Takacs-Vellai K., Vellai T., Puoti A., Passannante M., Wicky C., Streit A., Kovacs A. L., Müller F. Inactivation of the autophagy gene bec-1 triggers apoptotic cell death in C. elegans (англ.) // Current Biology : journal. — Cell Press, 2005. — August (vol. 15, no. 16). — P. 1513—1517. — doi:10.1016/j.cub.2005.07.035. — PMID 16111945.
8. Margariti A., Li H., Chen T., Martin D., Vizcay-Barrena G., Alam S et al. XBP1 mRNA splicing triggers an autophagic response in endothelial cells through BECLIN-1 transcriptional activation. (англ.) // J Biol Chem : journal. — 2013. — Vol. 288, no. 2. — P. 859—872. — doi:10.1074/jbc.M112.412783. — PMID 23184933. — PMC 3543035.
9. Ashkenazi A., Bento C. F., Ricketts T., Vicinanza M., Siddiqi F., Pavel M et al. Polyglutamine tracts regulate beclin 1-dependent autophagy. (англ.) // Nature. — 2017. — Vol. 545, no. 7652. — P. 108—111. — doi:10.1038/nature22078. — PMID 28445460. — PMC 5420314.
10. Thoresen S. B., Pedersen N. M., Liestøl K., Stenmark H. A phosphatidylinositol 3-kinase class III sub-complex containing VPS15, VPS34, Beclin 1, UVRAG and BIF-1 regulates cytokinesis and degradative endocytic traffic. (англ.) // Exp Cell Res^[англ.] : journal. — 2010. — Vol. 316, no. 20. — P. 3368—3378. — doi:10.1016/j.yexcr.2010.07.008. — PMID 20643123.
11. Sagona A. P., Nezis I. P., Pedersen N. M., Liestøl K., Poulton J., Rusten TE et al. PtdIns(3)P controls cytokinesis through KIF13A-mediated recruitment of FYVE-CENT to the midbody. (англ.) // Nat Cell Biol : journal. — 2010. — Vol. 12, no. 4. — P. 362—371. — doi:10.1038/ncb2036. — PMID 20208530.
12. Liu K., Jian Y., Sun X., Yang C., Gao Z., Zhang Z et al. Negative regulation of phosphatidylinositol 3-phosphate levels in early-to-late endosome conversion. (англ.) // J Cell Biol^[англ.] : journal. — 2016. — Vol. 212, no. 2. — P. 181—198. — doi:10.1083/jcb.201506081. — PMID 26783301. — PMC 4738380.
13. Erlich S., Mizrachy L., Segev O., Lindenboim L., Zmira O., Adi-Harel S., Hirsch J. A., Stein R., Pinkas-Kramarski R. Differential interactions between Beclin 1 and Bcl-2 family members (англ.) // Autophagy^[англ.] : journal. — Taylor & Francis, 2007. — Vol. 3, no. 6. — P. 561—568. — doi:10.4161/auto.4713. — PMID 17643073.
14. Yue Z., Horton A., Bravin M., DeJager P. L., Selimi F., Heintz N. A novel protein complex linking the delta 2 glutamate receptor and autophagy: implications for neurodegeneration in lurcher mice (англ.) // Neuron : journal. — Cell Press, 2002. — August (vol. 35, no. 5). — P. 921—933. — doi:10.1016/S0896-6273(02)00861-9. — PMID 12372286.
15. Valente G., Morani F., Nicotra G., Fusco N., Peracchio C., Titone R., Alabiso O., Arisio R., Katsaros D., Benedetto C., Isidoro C. Expression and clinical significance of the autophagy proteins BECLIN 1 and LC3 in ovarian cancer (англ.) // BioMed Research International^[англ.] : journal. — 2014. — Vol. 2014. — P. 1—10. — doi:10.1155/2014/462658. — PMID 25136588. — PMC 4127242.
16. Zhong Y., Wang Q. J., Li X., Yan Y., Backer J. M., Chait B. T., Heintz N., Yue Z. Distinct regulation of autophagic activity by Atg14L and Rubicon associated with Beclin 1-phosphatidylinositol-3-kinase complex (англ.) // Nature Cell Biology : journal. — 2009. — April (vol. 11, no. 4). — P. 468—476. — doi:10.1038/ncb1854. — PMID 19270693. — PMC 2664389.
17. Merenlender-Wagner A., Malishkevich A., Shemer Z., Udawela M., Gibbons A., Scarr E., Dean B., Levine J., Agam G., Gozes I. Autophagy has a key role in the pathophysiology of schizophrenia (англ.) // Molecular Psychiatry^[англ.] : journal. — 2015. — February (vol. 20, no. 1). — P. 126—132. — doi:10.1038/mp.2013.174. — PMID 24365867. — PMC 4320293.