CREB

CREB (англ. cAMP response element-binding protein) — транскрипционный фактор. Он связывается с определёнными последовательностями ДНК, которые называются CRE (cAMP response elements), регулируя (усиливая или ослабляя) транскрипцию соответствующих генов^[1].

CREB (вверху) — транскрипционный фактор, способный связывать CRE-последовательности ДНК (внизу) и регулировать экспрессию генов.

CREB впервые был описан в 1987 г как цАМФ-зависимый транскрипционный фактор, регулирующий работу гена соматостатина^[2].

К генам, транскрипция которых регулируется CREB, относятся c-fos, ген нейротрофина, BDNF (мозгового нейротрофического фактора), тирозин-гидроксилазы, многих нейропептидов (например, соматостатина, энкефалина, VGF, кортиколиберина)^[1].

CREB близок по структуре и функциям к CREM (cAMP response element modulator) and ATF-1 (activating transcription factor-1). CREB-белки есть у многих животных и человека.

Доказана роль CREB в нейрональной пластичности и формировании долговременной памяти^[3].

Подтипы

У человека CREB и CREB-подобные белки кодируются следующими генами:

• CREB1
• CREB2 (ATF4)
• CREB3
• CREB5
• CREB3L1
• CREB3L2
• CREB3L3
• CREB3L4

Механизм действия

Типичная (хотя и несколько упрощённая) последовательность событий следующая: на мембранный клеточный рецептор действует сигнальное вещество, в клетке повышается концентрация вторичного мессенджера, например, цАМФ или ионов Ca²⁺, который активирует протеинкиназу. Активированная протеинкиназа перемещается в клеточное ядро, где фосфорилирует и тем самым активирует CREB. Активированный CREB связывается с CRE-участком промотора, а затем с CBP-белком (CREB-binding protein), который коактивирует его, обеспечивая включение или выключение гена. Связывание с ДНК обеспечивается его основным лейцин-содержащим доменом (bZIP-домен) по принципу «застежки-молнии», как показано на иллюстрации.

Функции

CREB выполняет разнообразные функции во многих тканях и органах, хотя в основном изучались его функции, связанные с работой мозга^[4]. Функции CREB в нейронах связаны с формированием долговременной памяти; это было показано в работах на морском зайце Aplysia, плодовой мушке Drosophila melanogaster, серой крысе Rattus norvegicus (см. Молекулярные и клеточные механизмы памяти). CREB необходим для поздней стадии долговременной потенциации. CREB также играет важную роль в развитии наркозависимости^[5][6][7]. Существуют формы CREB, активирующие и ингибирующие транскрипцию. Генетически модифицированные дрозофилы со сверхэкспрессией ингибирующей формы теряли способность к формированию долговременной памяти. CREB играет важную роль в выживании нейронов, что было продемонстрировано на генетически модифицированных мышах с нокаутированными генами CREB и CREM в тканях головного мозга. Если СREB нокаутирован во всех тканях зародыша, мышь погибает сразу после рождения, что также показывает важность CREB для жизнеспособности.

Связь с заболеваниями

Нарушение функционирования CREB в головном мозге может быть связано с возникновением и развитием болезни Хантингтона. Нарушения в работе белков CBP, связывающихся с KID-доменом CREB, ассоциировано с синдромом Рубинштейна-Тэйби. Видимо, CREB также связан с развитием некоторых типов злокачественных опухолей.

CRE (cAMP response element)

cAMP response element — последовательность ДНК, с которой связывается CREB. В частности, через связывание с CRE опосредуются влияния протеинкиназы А на синтез белков.

См. также

• Молекулярные и клеточные механизмы памяти