Πρωτεΐνη S100

Η οικογένεια των S100 πρωτεϊνών είναι μια σημαντική κατηγορία ασβεστιοδεσμευτικών πρωτεϊνών χαμηλού μοριακού βάρους (10-14 kDa), η οποία στον άνθρωπο αριθμεί περίπου 21 μέλη^[1]. Βρίσκονται αποκλειστικά στα σπονδυλωτά ζώα. Οι S100 εμπλέκονται κυρίως στη ρύθμιση της ομοιοστάσης του ασβεστίου, και κατ’επέκταση στη ρύθμιση άλλων ενδοκυταρρικών λειτουργιών που εξαρτούνται από το ασβέστιο, όπως την φωσφορυλίωση πρωτεΐνης, τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων και τη διαφοροποίηση, στη δυναμική των συστατικών του κυτταροσκελετού και στη δομική οργάνωση των μεμβρανών^[2]. Θεωρούνται επίσης ως μόρια μοριακού σχεδίου που σχετίζονται με βλάβη (DAMPs), όπου δρουν ως εξωτερικοί παράγοντες^[3].

Οι εξωκυτταρικές λειτουργίες των πρωτεϊνών S100 περιλαμβάνουν τη δέσμευσή τους με υποδοχείς κυτταρικής επιφάνειας που έχουν ως αποτέλεσμα προφλεγμονώδη καθοδικά μονοπάτια σηματοδότησης που προάγουν τη ρύθμιση του κυτταρικού πολλαπλασιασμού, της φλεγμονής και της επιδιόρθωσης των ιστών. Συμμετέχουν επίσης στην ενεργοποίηση των μακροφάγων και στη χημειοέλξη των λευκοκυττάρων.^[2]. Επιπλέον, εμπλέκονται σε διάφορες ασθένειες όπως παθήσεις της καρδιάς, φλεγμονώδεις διαταραχές και ασθένειες του νευρικού συστήματος, όπως την Νόσο Alzheimer (Αλτσχάιμερ). Αφού οι πρωτεΐνες αυτές εμπλέκονται σε μέγιστο βαθμό στην ρύθμιση της φλεγμονής, χρησιμοποιούνται ως δείκτες φλεγμονώδους νόσου^[4].

Δομή πρωτεΐνης Επεξεργασία

Οι S100 διαθέτουν μια «κανονική» και μια «ψεύδο» EF-χείρα (έλικας-βρόγχος-έλικας), ανά μονομερές. Το κάθε πρωτομερές της πρωτεΐνης δεσμεύει 2 κατιόντα ασβεστίου, ενώ μερικα μέλη δύναται να δεσμεύουν και ένα ιόν Zn²⁺, ανά μονομερές. Εκ φύσεως, οι S100 είναι διμερές. Μπορούν να σχηματίσουν μη ομοιοπολικά ομοδιμερή αλλά και ετεροδιμερή^[5].

Τα ανθρώπινα γονίδια Επεξεργασία

S100A1, S100A2, S100A3, S100A4, S100A5, S100A6, S100A7 (psoriasin), S100A8 (calgranulin A), S100A9 (calgranulin B), S100A8/S100A9, S100A10, S100A11, S100A12 (calgranulin C), S100A13, S100A14, S100A15 (koebnerisin), S100A16 ^[1]
S100B^[6]
S100G^[7]
S100P^[8]
S100Z^[9]

Ονοματολογία Επεξεργασία

Η ανακάλυψή τους έγινε το 1965 από τον Blake W. Moore, όπου κατάφερε να απομονώσει ένα κλάσμα πρωτεϊνών από τον εγκέφαλο βοοειδών, με τα χαρακτηριστικά – οξέο pH, χαμηλό μοριακό βάρος και διαλύτες σε 100% θειικό αμμώνιο [(NH4)2SO4] σε σχεδόν ουδέτερο pH (7.0 – 7.5). Έτσι και η οικογένεια αυτών των πρωτεϊνών απόκτησε την ονομασία S100, με την έννοια ‘Soluble (διαλύτο) 100’^[10].

Παραπομπές Επεξεργασία

↑ ^1,0 ^1,1 Gonzalez, Laura L.; Garrie, Karin; Turner, Mark D. (2020-06-01). «Role of S100 proteins in health and disease» (στα αγγλικά). Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research 1867 (6): 118677. doi:10.1016/j.bbamcr.2020.118677. ISSN 0167-4889. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167488920300355.
↑ ^2,0 ^2,1 Donato, Rosario (1999-07-08). «Functional roles of S100 proteins, calcium-binding proteins of the EF-hand type» (στα αγγλικά). Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research 1450 (3): 191–231. doi:10.1016/S0167-4889(99)00058-0. ISSN 0167-4889. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167488999000580.
↑ Foell, Dirk; Wittkowski, Helmut; Vogl, Thomas; Roth, Johannes (2007-01). «S100 proteins expressed in phagocytes: a novel group of damage-associated molecular pattern molecules». Journal of Leukocyte Biology 81 (1): 28–37. doi:10.1189/jlb.0306170. ISSN 0741-5400. PMID 16943388. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16943388.
↑ Wolf, Ronald; Ruzicka, Thomas; Yuspa, Stuart H. (2011-10-01). «Novel S100A7 (psoriasin)/S100A15 (koebnerisin) subfamily: highly homologous but distinct in regulation and function» (στα αγγλικά). Amino Acids 41 (4): 789–796. doi:10.1007/s00726-010-0666-4. ISSN 1438-2199. PMID 20596736. PMC PMC6410564. https://doi.org/10.1007/s00726-010-0666-4.
↑ Heizmann, Claus W.; Fritz, Günter; Schäfer, Beat W. (2002-05-01). «S100 proteins: structure, functions and pathology». Frontiers in Bioscience: A Journal and Virtual Library 7: d1356–1368. doi:10.2741/A846. ISSN 1093-9946. PMID 11991838. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11991838.
↑ Gilquin, Benoît; Cannon, Brian R.; Hubstenberger, Arnaud; Moulouel, Boualem; Falk, Elin; Merle, Nicolas; Assard, Nicole; Kieffer, Sylvie και άλλοι. (2010-06). «The calcium-dependent interaction between S100B and the mitochondrial AAA ATPase ATAD3A and the role of this complex in the cytoplasmic processing of ATAD3A». Molecular and Cellular Biology 30 (11): 2724–2736. doi:10.1128/MCB.01468-09. ISSN 1098-5549. PMID 20351179. PMC 2876520. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20351179.
↑ Howard, A.; Legon, S.; Spurr, N. K.; Walters, J. R. (1992-06-15). «Molecular cloning and chromosomal assignment of human calbindin-D9k». Biochemical and Biophysical Research Communications 185 (2): 663–669. doi:10.1016/0006-291x(92)91676-h. ISSN 0006-291X. PMID 1610358. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/1610358.
↑ Penumutchu, Srinivasa R.; Chou, Ruey-Hwang; Yu, Chin (2014). «Structural insights into calcium-bound S100P and the V domain of the RAGE complex». PloS One 9 (8): e103947. doi:10.1371/journal.pone.0103947. ISSN 1932-6203. PMID 25084534. PMC 4118983. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25084534.
↑ Gribenko, A. V.; Hopper, J. E.; Makhatadze, G. I. (2001-12-25). «Molecular characterization and tissue distribution of a novel member of the S100 family of EF-hand proteins». Biochemistry 40 (51): 15538–15548. doi:10.1021/bi0114731. ISSN 0006-2960. PMID 11747429. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11747429.
↑ Moore, Blake W. (1965-06-09). «A soluble protein characteristic of the nervous system» (στα αγγλικά). Biochemical and Biophysical Research Communications 19 (6): 739–744. doi:10.1016/0006-291X(65)90320-7. ISSN 0006-291X. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0006291X65903207.

[:1-1] 1,0 ^1,1 Gonzalez, Laura L.; Garrie, Karin; Turner, Mark D. (2020-06-01). «Role of S100 proteins in health and disease» (στα αγγλικά). Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research 1867 (6): 118677. doi:10.1016/j.bbamcr.2020.118677. ISSN 0167-4889. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167488920300355.

[:0-2] 2,0 ^2,1 Donato, Rosario (1999-07-08). «Functional roles of S100 proteins, calcium-binding proteins of the EF-hand type» (στα αγγλικά). Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research 1450 (3): 191–231. doi:10.1016/S0167-4889(99)00058-0. ISSN 0167-4889. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167488999000580.

[3] Foell, Dirk; Wittkowski, Helmut; Vogl, Thomas; Roth, Johannes (2007-01). «S100 proteins expressed in phagocytes: a novel group of damage-associated molecular pattern molecules». Journal of Leukocyte Biology 81 (1): 28–37. doi:10.1189/jlb.0306170. ISSN 0741-5400. PMID 16943388. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16943388.

[4] Wolf, Ronald; Ruzicka, Thomas; Yuspa, Stuart H. (2011-10-01). «Novel S100A7 (psoriasin)/S100A15 (koebnerisin) subfamily: highly homologous but distinct in regulation and function» (στα αγγλικά). Amino Acids 41 (4): 789–796. doi:10.1007/s00726-010-0666-4. ISSN 1438-2199. PMID 20596736. PMC PMC6410564. https://doi.org/10.1007/s00726-010-0666-4.

[5] Heizmann, Claus W.; Fritz, Günter; Schäfer, Beat W. (2002-05-01). «S100 proteins: structure, functions and pathology». Frontiers in Bioscience: A Journal and Virtual Library 7: d1356–1368. doi:10.2741/A846. ISSN 1093-9946. PMID 11991838. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11991838.

[6] Gilquin, Benoît; Cannon, Brian R.; Hubstenberger, Arnaud; Moulouel, Boualem; Falk, Elin; Merle, Nicolas; Assard, Nicole; Kieffer, Sylvie και άλλοι. (2010-06). «The calcium-dependent interaction between S100B and the mitochondrial AAA ATPase ATAD3A and the role of this complex in the cytoplasmic processing of ATAD3A». Molecular and Cellular Biology 30 (11): 2724–2736. doi:10.1128/MCB.01468-09. ISSN 1098-5549. PMID 20351179. PMC 2876520. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20351179.

[7] Howard, A.; Legon, S.; Spurr, N. K.; Walters, J. R. (1992-06-15). «Molecular cloning and chromosomal assignment of human calbindin-D9k». Biochemical and Biophysical Research Communications 185 (2): 663–669. doi:10.1016/0006-291x(92)91676-h. ISSN 0006-291X. PMID 1610358. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/1610358.

[8] Penumutchu, Srinivasa R.; Chou, Ruey-Hwang; Yu, Chin (2014). «Structural insights into calcium-bound S100P and the V domain of the RAGE complex». PloS One 9 (8): e103947. doi:10.1371/journal.pone.0103947. ISSN 1932-6203. PMID 25084534. PMC 4118983. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25084534.

[9] Gribenko, A. V.; Hopper, J. E.; Makhatadze, G. I. (2001-12-25). «Molecular characterization and tissue distribution of a novel member of the S100 family of EF-hand proteins». Biochemistry 40 (51): 15538–15548. doi:10.1021/bi0114731. ISSN 0006-2960. PMID 11747429. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11747429.

[10] Moore, Blake W. (1965-06-09). «A soluble protein characteristic of the nervous system» (στα αγγλικά). Biochemical and Biophysical Research Communications 19 (6): 739–744. doi:10.1016/0006-291X(65)90320-7. ISSN 0006-291X. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0006291X65903207.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]