Разнообразие молекулярных функций РНК-связывающих убиквитинлигаз из белкового семейства MKRN

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Белковое семейство Makorin RING finger (MKRN) включает в себя 4 представителя: MKRN1, MKRN2, MKRN3 и MKRN4. Эти белки относятся к классу убиквитинлигаз Е3 и играют ключевую роль в таких биологических процессах, как выживание и дифференцировка клеток, реализация врождённого и адаптивного иммунитета. MKRN1 задействован в подавлении роста опухолей, энергетическом обмене, защите от патогенов и апоптотических процессах. Для MKRN1 был идентифицирован широкий спектр мишеней, включая hTERT, APC, FADD, p21 и различные вирусные белки. MKRN2 регулирует пролиферацию клеток и протекание воспалительных реакций. Среди его мишеней такие белки, как p65, PKM2 и STAT1. MKRN3 выполняет роль одного из основных регуляторов времени наступления полового созревания, влияя на уровень гонадотропин-релизинг гормона в нейронах дугообразного ядра. MKRN4 является наименее изученным членом семейства белков MKRN, однако известно, что он вносит значительный вклад в активацию Т-клеток путём убиквитинилирования серин/треониновой киназы MAP4K3. Белки этого семейства связаны с развитием многочисленных заболеваний, например, системной красной волчанки, центрального преждевременного полового созревания, синдрома Прадера–Вилли, дегенеративного спинального стеноза поясничной этиологии, воспаления и рака. В этом обзоре мы детально обсуждаем функциональную роль всех членов семейства белков MKRN, а также их вклад в развитие заболеваний.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

E. A. Гусева

Центр наук о жизни Сколковского института науки и технологий; НИИ физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: eguseva98@mail.ru

химический факультет

Россия, 143025 Сколково; 119992 Москва; 119991 Москва

M. A. Емельянова

Центр наук о жизни Сколковского института науки и технологий; Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: eguseva98@mail.ru

химический факультет

Россия, 143025 Сколково; 119991 Москва

В. Н. Сидорова

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: eguseva98@mail.ru

факультет биоинженерии и биоинформатики

Россия, 119234 Москва

A. Н. Тюльпаков

Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова

Email: eguseva98@mail.ru
Россия, 115522 Москва

O. A. Донцова

Центр наук о жизни Сколковского института науки и технологий; НИИ физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Институт биоорганической химии имени академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН

Email: eguseva98@mail.ru

химический факультет

Россия, 143025 Сколково; 119992 Москва; 119991 Москва; 117997 Москва

П. В. Сергиев

Центр наук о жизни Сколковского института науки и технологий; НИИ физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: petya@genebee.msu.ru

химический факультет

Россия, 143025 Сколково; 119992 Москва; 119991 Москва

Список литературы

  1. Wang, T., Liu, W., Wang, C., Ma, X., Akhtar, M. F., Li, Y., et al. (2022) MRKNs: gene, functions, and role in disease and infection, Front. Oncol., 12, 862206, https://doi.org/10.3389/fonc.2022.862206.
  2. Gray, T. A., Hernandez, L., Carey, A. H., Schaldach, M. A., Smithwick, M. J., Rus, K., et al. (2000) The ancient source of a distinct gene family encoding proteins featuring RING and C3H zinc-finger motifs with abundant expression in developing brain and nervous system, Genomics 66, 76-86, https://doi.org/10.1006/geno. 2000.6199.
  3. Zhang, Y., Cui, N., and Zheng, G. (2020) Ubiquitination of P53 by E3 ligase MKRN2 promotes melanoma cell proliferation, Oncol. Lett., https://doi.org/10.3892/ol.2020.11261.
  4. Lee, E.-W., Lee, M.-S., Camus, S., Ghim, J., Yang, M.-R., Oh, W., et al. (2009) Differential regulation of p53 and p21 by MKRN1 E3 ligase controls cell cycle arrest and apoptosis, EMBO J., 28, 2100-2113, https://doi.org/10.1038/emboj.2009.164.
  5. Lee, E.-W., Kim, J.-H., Ahn, Y.-H., Seo, J., Ko, A., Jeong, M., et al. (2012) Ubiquitination and degradation of the FADD adaptor protein regulate death receptor-mediated apoptosis and necroptosis, Nat. Commun. 3, 978, https://doi.org/10.1038/ncomms1981.
  6. Lee, M.-S., Jeong, M.-H., Lee, H.-W., Han, H.-J., Ko, A., Hewitt, S. M., et al. (2015) PI3K/AKT activation induces PTEN ubiquitination and destabilization accelerating tumourigenesis, Nat. Commun. 6, 7769, https://doi.org/10.1038/ncomms8769.
  7. Omwancha, J., Zhou, X.-F., Chen, S.-Y., Baslan, T., Fisher, C. J., Zheng, Z., et al. (2006) Makorin RING finger protein 1 (MKRN1) has negative and positive effects on RNA polymerase II-dependent transcription, Endocrine, 29, 363-374, https://doi.org/10.1385/ENDO:29:2:363.
  8. Liu, H., Kong, X., and Chen, F. (2017) Mkrn3 functions as a novel ubiquitin E3 ligase to inhibit Nptx1 during puberty initiation, Oncotarget, 8, 85102-85109, https://doi.org/10.18632/oncotarget.19347.
  9. Chuang, H.-C., Hung, W.-T., Chen, Y.-M., Hsu, P.-M., Yen, J.-H., Lan, J.-L., et al. (2022) Genomic sequencing and functional analyses identify MAP4K3/GLK germline and somatic variants associated with systemic lupus erythematosus, Ann. Rheum. Dis., 81, 243-254, https://doi.org/10.1136/annrheumdis-2021-221010.
  10. Finsterbusch, T., Steinfeldt, T., Doberstein, K., Rödner, C., and Mankertz, A. (2009) Interaction of the replication proteins and the capsid protein of porcine circovirus type 1 and 2 with host proteins, Virology, 386, 122-131, https://doi.org/10.1016/j.virol.2008.12.039.
  11. Wang, T., Du, Q., Wu, X., Niu, Y., Guan, L., Wang, Z., et al. (2018) Porcine MKRN1 modulates the replication and pathogenesis of porcine circovirus type 2 by inducing capsid protein ubiquitination and degradation, J. Virol., 92, e00100-18, https://doi.org/10.1128/JVI.00100-18.
  12. Ko, A., Lee, E.-W., Yeh, J.-Y., Yang, M.-R., Oh, W., Moon, J.-S., et al. (2010) MKRN1 induces degradation of West Nile virus capsid protein by functioning as an E3 ligase, J. Virol., 84, 426-436, https://doi.org/10.1128/JVI.00725-09.
  13. Inturi, R., Mun, K., Singethan, K., Schreiner, S., and Punga, T. (2018) Human adenovirus infection causes cellular E3 ubiquitin ligase MKRN1 degradation involving the viral core protein pVII, J. Virol., 92, e01154-17, https://doi.org/10.1128/JVI.01154-17.
  14. Meenu, S., Thiagarajan, S., Ramalingam, S., Michael, A., and Ramalingam, S. (2016) Modulation of host ubiquitin system genes in human endometrial cell line infected with Mycobacterium tuberculosis, Med. Microbiol. Immunol. (Berl.), 205, 163-171, https://doi.org/doi.org/10.1007/s00430-015-0432-z.
  15. Subrahmanian, M., Marimuthu, J., Sairam, T., and Sankaran, R. (2020) In vitro ubiquitination of Mycobacterium tuberculosis by E3 ubiquitin ligase, MKRN1, Biotechnol. Lett., 42, 1527-1534, https://doi.org/10.1007/s10529-020-02873-6.
  16. Dou, Y., Xie, Y., Zhang, L., Liu, S., Xu, D., Wei, Y., et al. (2022) Host MKRN1-mediated mycobacterial PPE protein ubiquitination suppresses innate immune response, Front. Immunol., 13, 880315, https://doi.org/10.3389/fimmu.2022.880315.
  17. Arumugam, T. U., Davies, E., Morita, E. H., and Abe, S. (2007) Sequence, expression and tissue localization of a gene encoding a makorin RING zinc-finger protein in germinating rice (Oryza sativa L. ssp. Japonica) seeds, Plant Physiol. Biochem., 45, 767-780, https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2007.07.006.
  18. Wadekar, H. B., Sahi, V. P., Morita, E. H., and Abe, S. (2013) MKRN expression pattern during embryonic and post-embryonic organogenesis in rice (Oryza sativa L. var. Nipponbare), Planta, 237, 1083-1095, https://doi.org/10.1007/s00425-012-1828-2.
  19. Jong, M. T. C., Gray, T. A., Ji, Y., Glenn, C. C., Saitoh, S., Driscoll, D. J., et al. (1999) A novel imprinted gene, encoding a RING zinc-finger protein, and overlapping antisense transcript in the Prader-Willi syndrome critical region, Hum. Mol. Genet., 8, 783-793, https://doi.org/10.1093/hmg/8.5.783.
  20. Miroci, H., Schob, C., Kindler, S., Ölschläger-Schütt, J., Fehr, S., Jungenitz, T., et al. (2012) Makorin ring zinc finger protein 1 (MKRN1), a novel poly(A)-binding protein-interacting protein, stimulates translation in nerve cells, J. Biol. Chem., 287, 1322-1334, https://doi.org/10.1074/jbc.M111.315291.
  21. Cassar, P. A., Carpenedo, R. L., Samavarchi‐Tehrani, P., Olsen, J. B., Park, C. J., Chang, W. Y., et al. (2015) Integrative genomics positions MKRN1 as a novel ribonucleoprotein within the embryonic stem cell gene regulatory network, EMBO Rep., 16, 1334-1357, https://doi.org/10.15252/embr.201540974.
  22. Hall, T. M. T. (2005) Multiple modes of RNA recognition by zinc finger proteins, Curr. Opin. Struct. Biol., 15, 367-373, https://doi.org/10.1016/j.sbi.2005.04.004.
  23. Li, K., Zheng, X., Tang, H., Zang, Y.-S., Zeng, C., Liu, X., et al. (2021) E3 ligase MKRN3 is a tumor suppressor regulating PABPC1 ubiquitination in non-small cell lung cancer, J. Exp. Med., 218, e20210151, https://doi.org/10.1084/jem.20210151.
  24. Wolf, E. J., Miles, A., Lee, E. S., Nabeel-Shah, S., Greenblatt, J. F., Palazzo, A. F., et al. (2020) MKRN2 physically interacts with GLE1 to regulate mRNA export and zebrafish retinal development, Cell Rep., 31, 107693, https://doi.org/10.1016/j.celrep.2020.107693.
  25. Morreale, F. E., and Walden, H. (2016) Types of ubiquitin ligases, Cell, 165, 248-248.e1, https://doi.org/10.1016/ j.cell.2016.03.003.
  26. Sahi, V. P., Wadekar, H. B., Ravi, N. S., Arumugam, T. U., Morita, E. H., and Abe, S. (2012) A molecular insight into Darwin’s “plant brain hypothesis” through expression pattern study of the MKRN gene in plant embryo compared with mouse embryo, Plant Signal. Behav., 7, 375-381, https://doi.org/10.4161/psb.19094.
  27. Hirotsune, S., Yoshida, N., Chen, A., Garrett, L., Sugiyama, F., Takahashi, S., et al. (2003) An expressed pseudogene regulates the messenger-RNA stability of its homologous coding gene, Nature, 423, 91-96, https://doi.org/10.1038/nature01535.
  28. Gray, T. A., Wilson, A., Fortin, P. J., and Nicholls, R. D. (2006) The putatively functional Mkrn1-p1 pseudogene is neither expressed nor imprinted, nor does it regulate its source gene in trans, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 103, 12039-12044, https://doi.org/10.1073/pnas.0602216103.
  29. Kim, J. H., Park, S.-M., Kang, M. R., Oh, S.-Y., Lee, T. H., Muller, M. T., et al. (2005) Ubiquitin ligase MKRN1 modulates telomere length homeostasis through a proteolysis of hTERT, Genes Dev., 19, 776-781, https://doi.org/10.1101/gad.1289405.
  30. Panneer Selvam, S., De Palma, R. M., Oaks, J. J., Oleinik, N., Peterson, Y. K., Stahelin, R. V., et al. (2015) Binding of the sphingolipid S1P to hTERT stabilizes telomerase at the nuclear periphery by allosterically mimicking protein phosphorylation, Sci. Signal., 8, ra58, https://doi.org/10.1126/scisignal.aaa4998.
  31. Segalés, J., Allan, G. M., and Domingo, M. (2005) Porcine circovirus diseases, Anim. Health Res. Rev., 6, 119-142, https://doi.org/10.1079/AHR2005106.
  32. Brinton, M. A. (2002) The molecular biology of West Nile virus: a new invader of the western hemisphere, Annu. Rev. Microbiol., 56, 371-402, https://doi.org/10.1146/annurev.micro.56.012302.160654.
  33. Hengartner, M. O. (2000) The biochemistry of apoptosis, Nature, 407, 770-776, https://doi.org/10.1038/35037710.
  34. Ko, A., Shin, J.-Y., Seo, J., Lee, K.-D., Lee, E.-W., Lee, M.-S., et al. (2012) Acceleration of gastric tumorigenesis through MKRN1-mediated posttranslational regulation of p14ARF, JNCI J. Natl. Cancer Inst., 104, 1660-1672, https://doi.org/10.1093/jnci/djs424.
  35. Lee, H.-K., Lee, E.-W., Seo, J., Jeong, M., Lee, S.-H., Kim, S.-Y., et al. (2018) Ubiquitylation and degradation of adenomatous polyposis coli by MKRN1 enhances Wnt/β-catenin signaling, Oncogene, 37, 4273-4286, https://doi.org/ 10.1038/s41388-018-0267-3.
  36. Shimada, H., Shiratori, T., Yasuraoka, M., Kagaya, A., Kuboshima, M., Nomura, F., et al. (2009) Identification of Makorin 1 as a novel SEREX antigen of esophageal squamous cell carcinoma, BMC Cancer, 9, 232, https:// doi.org/10.1186/1471-2407-9-232.
  37. Yang, Y., Luo, Y., Huang, S., Tao, Y., Li, C., and Wang, C. (2023) MKRN1/2 serve as tumor suppressors in renal clear cell carcinoma by regulating the expression of p53, Cancer Biomark., 36, 267-278, https://doi.org/10.3233/CBM-210559.
  38. Zhang, Y., Li, Q., Liu, H., Tang, H., Yang, H., Wu, D., et al. (2023) MKRN1 promotes colorectal cancer metastasis by activating the TGF-β signalling pathway through SNIP1 protein degradation, J. Exp. Clin. Cancer Res., 42, 219, https://doi.org/10.1186/s13046-023-02788-w.
  39. Bai, X., Yang, H., Pu, J., Zhao, Y., Jin, Y., and Yu, Q. (2021) MKRN1 ubiquitylates p21 to protect against intermittent hypoxia-induced myocardial apoptosis, Oxid. Med. Cell. Longev., 2021, 1-13, https://doi.org/10.1155/ 2021/9360339.
  40. Kotla, S., Le, N.-T., Vu, H. T., Ko, K. A., Gi, Y. J., Thomas, T. N., et al. (2019) Endothelial senescence-associated secretory phenotype (SASP) is regulated by Makorin-1 ubiquitin E3 ligase, Metabolism, 100, 153962, https://doi.org/10.1016/j.metabol.2019.153962.
  41. Semple, R. K. (2006) PPAR and human metabolic disease, J. Clin. Invest., 116, 581-589, https://doi.org/10.1172/JCI28003.
  42. Fang, Y.-C., Fu, S.-J., Hsu, P.-H., Chang, P.-T., Huang, J.-J., Chiu, Y.-C., et al. (2021) Identification of MKRN1 as a second E3 ligase for Eag1 potassium channels reveals regulation via differential degradation, J. Biol. Chem., 296, 100484, https://doi.org/10.1016/j.jbc.2021.100484.
  43. Lee, M.-S., Han, H.-J., Han, S. Y., Kim, I. Y., Chae, S., Lee, C.-S., et al. (2018) Loss of the E3 ubiquitin ligase MKRN1 represses diet-induced metabolic syndrome through AMPK activation, Nat. Commun., 9, 3404, https://doi.org/10.1038/s41467-018-05721-4.
  44. Han, H., Chae, S., Hwang, D., and Song, J. (2018) Attenuating MKRN1 E3 ligase-mediated AMPKα suppression increases tolerance against metabolic stresses in mice, Cell Stress, 2, 325-328, https://doi.org/10.15698/ cst2018.11.164.
  45. Meng, Q., and Xia, Y. (2011) c-Jun, at the crossroad of the signaling network, Protein Cell, 2, 889-898, https://doi.org/10.1007/s13238-011-1113-3.
  46. Hildebrandt, A., Brüggemann, M., Rücklé, C., Boerner, S., Heidelberger, J. B., Busch, A., et al. (2019) The RNA-binding ubiquitin ligase MKRN1 functions in ribosome-associated quality control of poly(A) translation, Genome Biol., 20, 216, https://doi.org/10.1186/s13059-019-1814-0.
  47. Gray, T. A., Azama, K., Whitmore, K., Min, A., Abe, S., and Nicholls, R. D. (2001) Phylogenetic conservation of the Makorin-2 gene, encoding a multiple zinc-finger protein, antisense to the RAF1 proto-oncogene, Genomics, 77, 119-126, https://doi.org/10.1006/geno.2001.6627.
  48. Böhne, A., Darras, A., D’Cotta, H., Baroiller, J.-F., Galiana-Arnoux, D., and Volff, J.-N. (2010) The vertebrate makorin ubiquitin ligase gene family has been shaped by large-scale duplication and retroposition from an ancestral gonad-specific, maternal-effect gene, BMC Genomics, 11, 721, https://doi.org/10.1186/1471-2164-11-721.
  49. Qi, P., Yexie, Z., Xue, C., Huang, G., Zhao, Z., and Zhang, X. (2023) LINC00294/miR-620/MKRN2 axis provides biomarkers and negatively regulates malignant progression in colorectal carcinoma, Hum. Exp. Toxicol., 42, 096032712311675, https://doi.org/10.1177/09603271231167577.
  50. Shin, C., Ito, Y., Ichikawa, S., Tokunaga, M., Sakata-Sogawa, K., and Tanaka, T. (2017) MKRN2 is a novel ubiquitin E3 ligase for the p65 subunit of NF-κB and negatively regulates inflammatory responses, Sci. Rep., 7, 46097, https://doi.org/10.1038/srep46097.
  51. Yang, P.-H., Cheung, W. K. C., Peng, Y., He, M.-L., Wu, G.-Q., Xie, D., et al. (2008) Makorin-2 is a neurogenesis inhibitor downstream of phosphatidylinositol 3-kinase/Akt (PI3K/Akt) signal, J. Biol. Chem., 283, 8486-8495, https://doi.org/10.1074/jbc.M704768200.
  52. Liu, Z., Xiang, S., Guo, X., Zhou, J., Liao, L., Kou, J., et al. (2022) MKRN2 inhibits the proliferation of gastric cancer by downregulating PKM2, Aging, 14, 2004-2013, https://doi.org/10.18632/aging.203643
  53. Jiang, J., Xu, Y., Ren, H., Wudu, M., Wang, Q., Song, X., et al. (2018) MKRN2 inhibits migration and invasion of non-small-cell lung cancer by negatively regulating the PI3K/Akt pathway, J. Exp. Clin. Cancer Res., 37, 189, https://doi.org/10.1186/s13046-018-0855-7.
  54. Lee, K. Y., Chan, K. Y. Y., Tsang, K. S., Chen, Y. C., Kung, H., Ng, P. C., et al. (2014) Ubiquitous expression of MAKORIN-2 in normal and malignant hematopoietic cells and its growth promoting activity, PLoS One, 9, e92706, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0092706.
  55. Wang, L., Yong, Y.-L., Wang, K.-K., Xie, Y.-X., Qian, Y.-C., Zhou, F.-M., et al. (2023) MKRN2 knockout causes male infertility through decreasing STAT1, SIX4, and TNC expression, Front. Endocrinol., 14, 1138096, https://doi.org/ 10.3389/fendo.2023.1138096.
  56. Qian, Y.-C., Xie, Y.-X., Wang, C.-S., Shi, Z.-M., Jiang, C.-F., Tang, Y.-Y., et al. (2020) Mkrn2 deficiency induces teratozoospermia and male infertility through p53/PERP-mediated apoptosis in testis, Asian J. Androl., 22, 414, https://doi.org/10.4103/aja.aja_76_19.
  57. Jiang, X., and Chen, D. (2021) The identification of novel gene mutations for degenerative lumbar spinal stenosis using whole-exome sequencing in a Chinese cohort, BMC Med. Genomics, 14, 134, https://doi.org/10.1186/s12920-021-00981-4.
  58. Raza, A., Diehl, S. A., Krementsov, D. N., Case, L. K., Li, D., Kost, J., et al. (2023) A genetic locus complements resistance to Bordetella pertussis-induced histamine sensitization, Commun. Biol., 6, 244, https://doi.org/10.1038/s42003-023-04603-w.
  59. Wang, Q., Han, C., Wang, K., Sui, Y., Li, Z., Chen, N., et al. (2020) Integrated analysis of exosomal lncRNA and mRNA expression profiles reveals the involvement of lnc-MKRN2-42:1 in the pathogenesis of Parkinson’s disease, CNS Neurosci. Ther., 26, 527-537, https://doi.org/10.1111/cns.13277.
  60. Jong, M. T. C., Carey, A. H., Caldwell, K. A., Lau, M. H., Handel, M. A., Driscoll, D. J., et al. (1999) Imprinting of a RING zinc-finger encoding gene in the mouse chromosome region homologous to the Prader-Willi syndrome genetic region, Hum. Mol. Genet., 8, 795-803, https://doi.org/10.1093/hmg/8.5.795.
  61. Kanber, D., Giltay, J., Wieczorek, D., Zogel, C., Hochstenbach, R., Caliebe, A., et al. (2009) A paternal deletion of MKRN3, MAGEL2 and NDN does not result in Prader-Willi syndrome, Eur. J. Hum. Genet., 17, 582-590, https://doi.org/10.1038/ejhg.2008.232.
  62. Heras, V., Sangiao-Alvarellos, S., Manfredi-Lozano, M., Sanchez-Tapia, M. J., Ruiz-Pino, F., Roa, J., et al. (2019) Hypothalamic miR-30 regulates puberty onset via repression of the puberty-suppressing factor, Mkrn3, PLoS Biol., 17, e3000532, https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000532.
  63. Abreu, A. P., Dauber, A., Macedo, D. B., Noel, S. D., Brito, V. N., Gill, J. C., et al. (2013) Central precocious puberty caused by mutations in the imprinted gene MKRN3, N. Engl. J. Med., 368, 2467-2475, https://doi.org/10.1056/NEJMoa1302160.
  64. Abreu, A. P., Toro, C. A., Song, Y. B., Navarro, V. M., Bosch, M. A., Eren, A., et al. (2020) MKRN3 inhibits the reproductive axis through actions in kisspeptin-expressing neurons, J. Clin. Invest., 130, 4486-4500, https://doi.org/ 10.1172/JCI136564.
  65. Pereira, S. A., Oliveira, F. C. B., Naulé, L., Royer, C., Neves, F. A. R., Abreu, A. P., et al. (2023) Mouse testicular Mkrn3 expression is primarily interstitial, increases peripubertally, and is responsive to LH/hCG, Endocrinology, 164, bqad123, https://doi.org/10.1210/endocr/bqad123.
  66. Hoyos Sanchez, M. C., Bayat, T., Gee, R. R. F., and Fon Tacer, K. (2023) Hormonal imbalances in Prader-Willi and Schaaf-Yang syndromes imply the evolution of specific regulation of hypothalamic neuroendocrine function in mammals, Int. J. Mol. Sci., 24, 13109, https://doi.org/10.3390/ijms241713109.
  67. Ludwig, N. G., Radaeli, R. F., Silva, M. M. X., Romero, C. M., Carrilho, A. J. F., Bessa, D., et al. (2016) A boy with Prader-Willi syndrome: unmasking precocious puberty during growth hormone replacement therapy, Arch. Endocrinol. Metab., 60, 596-600, https://doi.org/10.1590/2359-3997000000196.
  68. Lee, H. S., and Hwang, J. S. (2013) Central precocious puberty in a girl with Prader-Willi syndrome, J. Pediatr. Endocrinol. Metab., 26, https://doi.org/10.1515/jpem-2013-0040.
  69. Meader, B. N., Albano, A., Sekizkardes, H., and Delaney, A. (2020) Heterozygous deletions in MKRN3 cause central precocious puberty without Prader-Willi syndrome, J. Clin. Endocrinol. Metab., 105, 2732-2739, https:// doi.org/10.1210/clinem/dgaa331.
  70. Carel, J.-C., and Léger, J. (2008) Precocious puberty, N. Engl. J. Med., 358, 2366-2377, https://doi.org/10.1056/NEJMcp0800459.
  71. Schally, A. V., Arimura, A., Kastin, A. J., Matsuo, H., Baba, Y., Redding, T. W., et al. (1971) Gonadotropin-releasing hormone: one polypeptide regulates secretion of luteinizing and follicle-stimulating hormones, Science, 173, 1036-1038, https://doi.org/10.1126/science.173.4001.1036.
  72. Seraphim, C. E., Canton, A. P. M., Montenegro, L., Piovesan, M. R., Macedo, D. B., Cunha, M., et al. (2021) Genotype-phenotype correlations in central precocious puberty caused by MKRN3 mutations, J. Clin. Endocrinol. Metab., 106, e1041-e1050, https://doi.org/10.1210/clinem/dgaa955.
  73. Brito, V. N., Canton, A. P. M., Seraphim, C. E., Abreu, A. P., Macedo, D. B., Mendonca, B. B., et al. (2023) The congenital and acquired mechanisms implicated in the etiology of central precocious puberty, Endocr. Rev., 44, 193-221, https://doi.org/10.1210/endrev/bnac020.
  74. Roberts, S. A., Naulé, L., Chouman, S., Johnson, T., Johnson, M., Carroll, R. S., et al. (2022) Hypothalamic overexpression of makorin ring finger protein 3 results in delayed puberty in female mice, Endocrinology, 163, bqac132, https://doi.org/10.1210/endocr/bqac132.
  75. Kutlu, E., Ozgen, L. T., Bulut, H., Kocyigit, A., Ustunova, S., Hüseyinbas, O., et al. (2023) Investigation of irisin’s role in pubertal onset physiology in female rats, Peptides, 163, 170976, https://doi.org/10.1016/j.peptides. 2023.170976.
  76. Wahab, F., Khan, I. U., Polo, I. R., Zubair, H., Drummer, C., Shahab, M., et al. (2019) Irisin in the primate hypothalamus and its effect on GnRH in vitro, J. Endocrinol., 241, 175-187, https://doi.org/10.1530/JOE-18-0574.
  77. Ezzat, A., Pereira, A., and Clarke, I. J. (2015) Kisspeptin is a component of the pulse generator for GnRH secretion in female sheep but not the pulse generator, Endocrinology, 156, 1828-1837, https://doi.org/10.1210/ en.2014-1756.
  78. Topaloglu, A. K., Reimann, F., Guclu, M., Yalin, A. S., Kotan, L. D., Porter, K. M., et al. (2009) TAC3 and TACR3 mutations in familial hypogonadotropic hypogonadism reveal a key role for Neurokinin B in the central control of reproduction, Nat. Genet., 41, 354-358, https://doi.org/10.1038/ng.306.
  79. Naulé, L., Mancini, A., Pereira, S. A., Gassaway, B. M., Lydeard, J. R., Magnotto, J. C., et al. (2023) MKRN3 inhibits puberty onset via interaction with IGF2BP1 and regulation of hypothalamic plasticity, JCI Insight, 8, e164178, https://doi.org/10.1172/jci.insight.164178.
  80. Li, C., Lu, W., Yang, L., Li, Z., Zhou, X., Guo, R., et al. (2020) MKRN3 regulates the epigenetic switch of mammalian puberty via ubiquitination of MBD3, Natl. Sci. Rev., 7, 671-685, https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa023.
  81. Chen, Z., You, Q., Wang, J., Dong, Z., Wang, W., Yang, Y., et al. (2024) The functional study of a novel MKRN3 missense mutation associated with familial central precocious puberty, Am. J. Med. Genet. A, 194, e63460, https://doi.org/10.1002/ajmg.a.63460.
  82. Magnotto, J. C., Mancini, A., Bird, K., Montenegro, L., Tütüncüler, F., Pereira, S. A., et al. (2023) Novel MKRN3 missense mutations associated with central precocious puberty reveal distinct effects on ubiquitination, J. Clin. Endocrinol. Metab., 108, 1646-1656, https://doi.org/10.1210/clinem/dgad151.
  83. Li, C., Han, T., Li, Q., Zhang, M., Guo, R., Yang, Y., et al. (2021) MKRN3-mediated ubiquitination of Poly(A)-binding proteins modulates the stability and translation of GNRH1 mRNA in mammalian puberty, Nucleic Acids Res., 49, 3796-3813, https://doi.org/10.1093/nar/gkab155.
  84. Yellapragada, V., Liu, X., Lund, C., Känsäkoski, J., Pulli, K., Vuoristo, S., et al. (2019) MKRN3 interacts with several proteins implicated in puberty timing but does not influence GNRH1 expression, Front. Endocrinol., 10, 48, https://doi.org/10.3389/fendo.2019.00048.
  85. Smith, R. W. P., Blee, T. K. P., and Gray, N. K. (2014) Poly(A)-binding proteins are required for diverse biological processes in metazoans, Biochem. Soc. Trans., 42, 1229-1237, https://doi.org/10.1042/BST20140111.
  86. Burgess, H. M., and Gray, N. K. (2010) mRNA-specific regulation of translation by poly(A)-binding proteins, Biochem. Soc. Trans., 38, 1517-1522, https://doi.org/10.1042/BST0381517.
  87. Brook, M., and Gray, N. K. (2012) The role of mammalian poly(A)-binding proteins in co-ordinating mRNA turnover, Biochem. Soc. Trans., 40, 856-864, https://doi.org/10.1042/BST20120100.
  88. Patel, G. P. (2005) The autoregulatory translational control element of poly(A)-binding protein mRNA forms a heteromeric ribonucleoprotein complex, Nucleic Acids Res., 33, 7074-7089, https://doi.org/10.1093/ nar/gki1014.
  89. Donnelly, C. J., Willis, D. E., Xu, M., Tep, C., Jiang, C., Yoo, S., et al. (2011) Limited availability of ZBP1 restricts axonal mRNA localization and nerve regeneration capacity: Axonal mRNAs compete for a limited supply of ZBP1, EMBO J., 30, 4665-4677, https://doi.org/10.1038/emboj.2011.347.
  90. Schaukowitch, K., Reese, A. L., Kim, S.-K., Kilaru, G., Joo, J.-Y., Kavalali, E. T., et al. (2017) An intrinsic transcriptional program underlying synaptic scaling during activity suppression, Cell Rep., 18, 1512-1526, https:// doi.org/10.1016/j.celrep.2017.01.033.
  91. Jeong, H. R., Yoon, J. S., Lee, H. J., Shim, Y. S., Kang, M. J., and Hwang, I. T. (2021) Serum level of NPTX1 is independent of serum MKRN3 in central precocious puberty, J. Pediatr. Endocrinol. Metab., 34, 59-63, https:// doi.org/10.1515/jpem-2020-0402.
  92. Wang, C., Zhang, M., Liu, Y., Cui, D., Gao, L., and Jiang, Y. (2023) CircRNF10 triggers a positive feedback loop to facilitate progression of glioblastoma via redeploying the ferroptosis defense in GSCs, J. Exp. Clin. Cancer Res., 42, 242, https://doi.org/10.1186/s13046-023-02816-9.
  93. Fanis, P., Morrou, M., Tomazou, M., Michailidou, K., Spyrou, G. M., Toumba, M., et al. (2023) Methylation status of hypothalamic Mkrn3 promoter across puberty, Front. Endocrinol., 13, 1075341, https://doi.org/10.3389/ fendo.2022.1075341.
  94. Macedo, D. B., França, M. M., Montenegro, L. R., Cunha-Silva, M., Bessa, D. S., Abreu, A. P., et al. (2018) Central precocious puberty caused by a heterozygous deletion in the MKRN3 promoter region, Neuroendocrinology, 107, 127-132, https://doi.org/10.1159/000490059.
  95. Mørup, N., Stakaitis, R., Main, A. M., Golubickaite, I., Hagen, C. P., Juul, A., et al. (2023) Circulating levels and the bioactivity of miR-30b increase during pubertal progression in boys, Front. Endocrinol., 14, 1120115, https://doi.org/10.3389/fendo.2023.1120115.
  96. Roa, J., Ruiz-Cruz, M., Ruiz-Pino, F., Onieva, R., Vazquez, M. J., Sanchez-Tapia, M. J., et al. (2022) Dicer ablation in Kiss1 neurons impairs puberty and fertility preferentially in female mice, Nat. Commun., 13, 4663, https://doi.org/10.1038/s41467-022-32347-4.
  97. Makarova, O. V., Makarov, E. M., Urlaub, H., Will, C. L., Gentzel, M., Wilm, M., et al. (2004) A subset of human 35S U5 proteins, including Prp19, function prior to catalytic step 1 of splicing, EMBO J., 23, 2381-2391, https://doi.org/10.1038/sj.emboj.7600241.
  98. Hildebrandt, A., Alanis-Lobato, G., Voigt, A., Zarnack, K., Andrade-Navarro, M. A., Beli, P., et al. (2017) Interaction profiling of RNA-binding ubiquitin ligases reveals a link between posttranscriptional regulation and the ubiquitin system, Sci. Rep., 7, 16582, https://doi.org/10.1038/s41598-017-16695-6.
  99. Webster, M. W., Chen, Y.-H., Stowell, J. A. W., Alhusaini, N., Sweet, T., Graveley, B. R., et al. (2018) mRNA deadenylation is coupled to translation rates by the differential activities of Ccr4-not nucleases, Mol. Cell, 70, 1089-1100.e8, https://doi.org/10.1016/j.molcel.2018.05.033

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Организация доменов MKRN1, MKRN2, MKRN3 и MKRN4 человека. Члены семейства белков MKRN содержат несколько доменов цинковых пальцев типа C3H (обозначены фиолетовым цветом); мотив, подобный PAM2 (обозначены розовым цветом); CH-домен (обозначен серым цветом) и C3HC4-домен RING-пальца (обозначен зелёным цветом). Цифры указывают положение аминокислот в белке. Домен PAM2 представлен согласно работе Miroci et al., 2012 [20]

Скачать (202KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Разнообразие биологических функций MKRN1. а – MKRN1 участвует в противовирусной защите, но способствует подавлению иммунного ответа при микобактериальной инфекции; TLR – toll-подобные рецепторы; TRAF6 – фактор 6, ассоциированный с рецептором TNF; SHP-1 – фосфатаза-1, содержащая домен, гомологичный Src 2; Mtb – Mycobacterium tuberculosis; б – MKRN1 оказывает различные эффекты на онкогенез; EMT – эпителиально-мезенхимальный переход; в – MKRN1 регулирует уровни белка TERT; г – мишени опосредованного MKRN1 убиквитинилирования и связанные с ним заболевания; д – MKRN1 действует как транскрипционный репрессор; е – MKRN1 участвует в контроле качества трансляции посредством остановки рибосом

Скачать (463KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Многообразие биологических функций MKRN2. а – Уровень экспрессии MKRN2 регулируется через отрицательную петлю с участием miR-620 и LINC00294; б – MKRN2 и PDLIM2 совместно ингибируют воспалительный ответ, подавляя трансактивацию ядерного фактора κB (NF-κB); в – различные действия MKRN2 на онкогенез; г – MKRN2 функционально антагонизирует GLE1 во время ядерного экспорта мРНК, возможно, за счёт предотвращения транслокации GLE1 в ядро

Скачать (231KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Многообразие биологических функций MKRN3. а – MKRN3 участвует в гипоталамической регуляции полового созревания, POA – преоптическая область, ARC – аркуатное ядро, ME – срединное возвышение; б – MKRN3 убиквитинилирует белки для протеасомной деградации; в – возможные функции комплекса MKRN3–IGF2BP1

Скачать (347KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024