Uutuushuume tappanut nuorisoa Ruotsissa

MEDICINSK KOMMENTAR Sedan oktober 2009 har nio unga personer dött i Sverige Krypton – ny, dödlig Internetdrog

Björn G Bäckström, vik underläkare, rättsmedicinska avdel­ningen i Umeå, Gisela Classon, ST-läkare, rättsmedicinska avdelningen i Umeå, Peter Löwenhielm, professor emeritus; överläkare, rättsmedicinska avdelningen i Umeå, Gunilla Thelander, kemist, avdelningen för rättsgenetik och rättskemi, Linköping; samtliga Rättsmedicinalverket

---

Sammanfattat

Nio dödsfall på grund av intoxikation med O-desmetyltramadol i kombination med mitragynin har konstaterats i Sverige det senaste året.

O-desmetyltramadol är en metabolit av tramadol, men i de aktuella fallen har tramadol inte påvisats. Det betyder att det är O-desmetyltramadol och inte tramadol som intagits.

Mitragynin är en av de aktiva substanserna i kratom, en växt från Sydostasien som traditionellt använts för sin effekt på uthållighet och humör samt för att lindra opiatabstinens.

I Sverige förekommer kratom spetsat med O-desmetyltramadol. Denna produkt har helt eller delvis sålts under namnet »Krypton«.Varken O-desmetyltramadol eller mitragynin är narkotikaklassat i Sverige.

---

Sedan oktober 2009 har nio dödsfall orsakade av O-desmetyltramadol konstaterats i samband med rättsmedicinska obduktioner i Sverige. Dödsfallen är spridda över hela landet, och i samtliga fall har även mitragynin påvisats, vilket ger en koppling till intag av kratom, en växt som naturligt inte innehåller O-desmetyltramadol. Det rör sig om en ny och lättillgänglig drog som kan köpas lagligt via Internet.

En sydostasiatisk växt

Kratom (Mitragyna speciosa) växer ursprungligen i Sydostasien där den används av kroppsarbetare för sin effekt på bl a uthållighet och humör [1]. Den kan intas genom att färska blad tuggas eller genom att torkade och pulvriserade blad bryggs till te, blandas ut i annan vätska för att drickas eller sväljs i kapselform.

Flera olika alkaloider har identifierats i kratom [2]. Den viktigaste heter mitragynin och ger opioid effekt genom att binda till my-opioidreceptorn [3]. Växten används därför även av missbrukare för symtomlindring vid opioidavgiftning [4]. I Sverige, liksom i de flesta andra länder, är de aktiva substanserna i kratom inte narkotikaklassade.

Metabolit av tramadol

Tramadol metaboliseras via cytokrom P450-isoenzymer, och huvudmetaboliterna är O-desmetyltramadol och N-desmetyltramadol. Efter intag av tramadol kan såväl tramadol som dess metaboliter påvisas vid analys av blodet.

O-desmetyltramadol, som är den enda metaboliten med farmakologisk aktivitet, är till skillnad från modersubstansen inte narkotikaklassad.

Tramadols analgetiska effekt är huvudsakligen relaterad till inhibition av serotonin- och noradrenalinupptag samt stimulering av serotoninfrisättning. O-des­metyltramadols analgetiska effekt sker å andra sidan främst genom agonistisk bindning till my-opioidreceptorn [5].

Alla avled före ankomst till sjukhus

Under perioden oktober 2009 till oktober 2010 har man vid tio rättsmedicins­ka obduktioner i Sverige funnit en kombination av O-desmetyltramadol och mitragynin i blodet hos de avlidna. I nio fall kan döden förklaras av intoxikation med O-desmetyltramadol. I de flesta av fallen har även andra läkemedel eller droger påvisats, men inte i toxiska nivåer. I två fall kan fluoxetin respektive venlafaxin eventuellt ha bidragit till döden.

Samtliga förgiftningsdöds­fall har rört individer födda på 1970- eller 1980-talet. De har alla avlidit före ankomst till sjukhus, och dödsfallen har bedömts vara oavsiktliga.

Risk för andningsdepression

I Rättsmedicinalverkets databas finns flera hundra fall där O-desmetyltramadol påträffats, men tidigare alltid med samtidig förekomst av tramadol. I de aktuella fallen har modersubstansen tramadol inte påvisats. Således kan slutsatsen dras att individerna i fråga inte intagit tramadol utan O-desmetyltramadol.

Opioideffekten efter intag av tramadol är till stor del relaterad till metaboliten O-desmetyltramadol, vilket gör att risken för andningsdepression sannolikt blir större vid intag av rent O-desmetyltramadol.

Koncentrationen av O-desmetyltramadol i de nio fallen har varierat mellan 0,4 och 4,3 µg/g lårblod. Eftersom det tidigare alltid funnits en samtidig förekomst av tramadol, finns det inte några fastlagda referensvärden för O-desmetyltramadols toxicitet. I de beskrivna fallen har dock även omständigheterna kring dödsfallen och/eller obduktionsfynden starkt talat för intoxikation.

Det är även svårt att bedöma betydelsen av mitragynin vid dessa förgiftningar, eftersom man ännu vet för lite om denna substans, annat än att den har samma verkningsmekanism som O-desmetyltramadol. Enligt Babu et al finns i USA inga rapporterade dödsfall på grund av förgiftning med enbart kratom [6].

Försäljningen sker öppet och lagligt

Mycket talar för att kratom med tillsats av syntetiskt tillverkat O-desmetyltramadol saluförs, vilket också bekräftas av en nyligen publicerad studie från Tyskland [7]. Tillsats av andra syntetiska narkotiska ämnen, t ex kannabinoider, till droger som marknadsförs som örtblandningar är känt sedan tidigare [8].

I utredningsmate­rialet rörande en del av de aktuella dödsfallen har det framkommit att den drog som intagits ­kallats »Kryp­ton«. Krypton marknadsförs på diverse webbplatser som »det starkaste« kratom­extraktet. Vad detta innebär framgår inte på webbplatserna, men det ligger nära till hands att tro att Krypton är för­säljningsnamnet på kratomlöv som kryd­dats med O-desmetyltramadol trots att produktbeskrivningarna utlovar »rent« kratom.

Eftersom O-desmetyltramadol och mitragynin varken räknas som läkemedel eller narkotika kan försäljningen ske helt öppet och lagligt, t ex via Internet.

Hög risk för oavsiktlig överdosering

Sammanfattningsvis kan konstateras att det i produkter som marknadsförs som rena örtblandningar förekommer syntetiskt tillverkade narkotiska substanser. Vi har kunnat koppla en sådan substans, O-desmetyltramadol, till ett flertal dödsfall bland unga människor i Sverige det senaste året.

Syntetiskt tillverkat O-desmetyltramadol tycks ha funnits i Sverige sedan 2009 som tillsats i kratomextrakt. Denna typ av kratomextrakt, Krypton, säljs på svenskspråkiga webbplatser i upp till 300 gram stora förpackningar, och köparen rekommenderas använda 0,5 gram åt gången. Naturligtvis kan denna doseringsanvisning vara svår att följa om användaren inte har tillgång till en bra våg. Risken för oavsiktlig överdosering torde vara hög.

Krypton utgör den hittills enda kända drogen som innehåller O-desmetyltramadol, men troligtvis är det bara en tidsfråga innan substansen dyker upp även i andra former om inte en narko­tikaklassning görs.

*

Potentiella bindningar eller jävsförhållanden: Inga uppgivna.
Referenser
1.Assanangkornchai S, Muekthong A, Sam-Angsri N, Pattanasattayawong U. The use of mitragynine speciosa (»Krathom«), an addictive plant, in Thailand. Subst Use Misuse. 2007;42:2145-57.

2.Kikura-Hanajiri R, Kawamura M, Maruyama T, Kitajima M, Takayama H, Goda Y. Simultaneous analysis of mitragynine, 7-hydroxymitragynine, and other alkaloids in the psychotropic plant »kratom« (Mitragyna speciosa) by -LC-ESI-MS. Forensic Toxicol. 2009;27:67-74.

3.Yamamoto LT, Horie S, Takayama H, Aimi N, Sakai S, Yano S, et al. Opioid receptor agonistic characteristics of mitragynine pseudoindoxyl in comparison with mitragynine derived from Thai medicinal plant Mitragyna speciosa. Gen Pharmacol. 1999;33:73-81.

4.Vicknasingam B, Narayanan S, Beng GT, Mansor SM. The informal use of ketum (Mitragyna speciosa) for opioid withdrawal in the northern states of peninsular Malaysia and implications for drug substitution therapy. Int J Drug Policy. 2010;21:283-8.

5.Poulsen L, Arendt-Nielsen L, Brøsen K, Sindrup SH. The hypoalgesic effect of tramadol in relation to CYP2D6. Clin Pharmacol Ther. 1996;60:636-44.

6.Babu KM, McCurdy CR, Boyer EW. Opioid receptors and legal highs: Salvia divinorum and Kratom. Clin Toxicol (Phila). 2008;46:146-52.

7.Dresen S, Ferreirós N, Pütz M, Westphal F, Zimmermann R, Auwärter V. Monitoring of herbal mixtures potentially containing synthetic cannabinoids as psychoactive compounds. J Mass Spectrom. 2010;45:1186-94

8.Uchiyama N, Kikura-Hanajiri R, Kawahara N, Haishima Y, Goda Y. Identification of a cannabinoid analog as a new type of designer drug in a herbal product. Chem Pharm Bull (Tokyo). 2009;57:439-41.

• WIKIPEDIAN suomalainen teksti tästä uutuus huumeesta:

Kratom (Mitragyna speciosa) on kaakkoisaasialainen kasvirohdos. Mitragyna speciosa on runsaslehtinen puu, joka kasvaa noin 3–15 metrin korkuiseksi. Sen lehdet sisältävät mitragyniinia, joka on voimakkaasti keskushermostoon vaikuttava aine. Lehtiä käytetään päihteenä mm. pureskelemalla. Vaikutukset ovat jokseenkin opioidien kaltaisia. Thaimassa ja Kaakkois-Aasiassa kasvilla on pitkät perinteet. Kratomia on historiallisesti käytetty thaimaalaisessa kansanlääkinnässä oopiumin sijasta tai lieventämään eri aineiden aiheuttamia riippuvuusoireita vieroitushoidossa. Kratomia on käytetty myös sen vaikutusten vuoksi ummetus- ja potenssilääkkeenä.

Lainsäädäntö

Suomessa kratom luokiteltiin reseptilääkkeeksi 2008. Kasvia ei ole luokiteltu huumausaineeksi, koska sen sisältämä mitragyniini ei sisälly kansainvälisiin huumausaineita ja psykotrooppisia aineita käsittelevien yleissopimusten luetteloihin.

Lähteet

• Karjalainen: Uutuushuume kratomille maahantuontieste
• Kratom Erowid-päihdetietokannassa

Normaali proteiinin laskostaminen

G Protein-Coupled Receptor Trafficking in Health and Disease: Lessons Learned to Prepare for Therapeutic Mutant Rescue in Vivo

Fig. 4.

Cellular sites associated with protein synthesis. Proteins are synthesized in the ER and assessed for overall quality. Folding is facilitated by interaction of the nascent polypeptide with molecular chaperones. Misfolded and misassembled products are retained in the ER and exposed to resident chaperones to attempt folding. Eventually, misfolded proteins are dislocated into the cytoplasm for proteosomal degradation after dissociation of the molecular chaperones. Alternatively, defective proteins may be exported to and retained by the Golgi apparatus, retrotranslocated to the ER where correct folding is again attempted, or diverted to lysosomes for degradation. Mature products are then exported to their final destination (the PM). Pharmacoperones can frequently rescue misfolded proteins by correcting folding and allowing them to escape retention by the QCS and route to the plasma membrane where they are able to bind ligand and couple to the effector system.

This Article

1. Pharmacological Reviews September 2007 vol. 59 no. 3 225-250

1. AbstractFree
2. Full Text
3. Full Text (PDF)

Laskostumaton proteiini ja solukuolema AD - taudissa

Exp Mol Med. 2010 May 31;42(5):386-94. Induction of the unfolded protein response and cell death pathway in Alzheimer's disease, but not in aged Tg2576 mice. Lee JH, Won SM, Suh J, Son SJ, Moon GJ, Park UJ, Gwag BJ. Department of Neuroscience, Ajou University School of Medicine, Suwon 442-749, Korea.

Abstract

ENDOPLASMISEN VERKOSTON (ER) stressi johtuu siitä että proteiinien normaali laskostuminen on keskeytynyt ja tämä voi johtua proteiinien mutatoitumisesta tai oksidoitumisesta tai alentuneesta proteosomiaktiivisuudesta , vikaproteiinien silppuroitumisen huononemasta tai muuntuneesta aktiivin kalsiumin tasapainosta

The endoplasmic reticulum (ER) stress results from disrupted protein folding triggered by protein mutation or oxidation, reduced proteasome activity, and altered Ca2+ homeostasis.

ER-stressiä seuraa laskostumattomista proteiineista johtuva vaste (UPR) ja solukuolematien valiutuminen.

ER stress is accompanied by activation of the unfolded protein response (UPR) and cell death pathway.

Tutkijat pureutuivat selvittämään tätä UPR- ilmiötä ja solukuolematietä, mikä aktivoituu Alzheimerin taudissa (AD).

We examined if the UPR and cell death pathway would be activated in Alzheimer's disease (AD).

RT-PCR- koejärjestelyissä ilmentyi UPR-transkriptiotekijän XBP-1 lisääntynyttä pilkkoutumista AD taudissa verrattuna samanikäisiin kontrolleihin.

RT-PCR experiments revealed increased splicing of X-box binding protein-1 (XBP-1), an UPR transcription factor, in AD compared with age-matched control.

XBP-1 omaa kohdegeenejä joita on DPI, proteiinidisulfidi-isomeraasigeenit ja ne olivat lisääntyneet AD-. taudissa, mikä viittasi UPR-aktivaation häiriytymiseen AD-taudissa. (Kuitenkaan niistä geeneistä glukoosin säätelemä proteiini ei ollut lisääntynyt).

Among target genes of XBP-1, expression of protein disulfide isomerase (PDI), but not glucose-regulated protein 78 (GRP78), was increased in AD, suggesting disturbed activation of the UPR in AD.

AD-taudissa oli aktivoituna C/EBP homologinen proteiini(CHOP), kaspaasi-3, kaspaasi-4 ja kaspaasi-12, solun apoptoosin alavirran välittäjämolekyylit.

C/EBP homologous protein (CHOP), caspase-3, caspase-4, and caspase-12, downstream mediators of cell death pathway, were activated in AD.

Ikääntyneessä AD-taudin hiirimallissa ei aktivoitunut UPR eikä apoptoositie. Tässä hiirimallissa on jotain plakkipatologiaa ja kognitiivista vajetta.

Neither the UPR nor cell death pathway was induced in aged Tg2576 mice, a transgenic mouse model of Alzheimer's disease that reveals both plaque pathology and some cognitive deficits.

Tämä tutkimus viitaa siihen, että UPR-induktion häiriintymä ja pro-apoptoottisten proteiinien aktivoituminen omaavat osuutta AD taudin neuropatologisessa prosessissa riippumatta amyloidibeetasta tai seniileistä plakeista.

The present study suggests that disturbed induction of the UPR and activation of the pro-apoptotic proteins contribute to neuropathological process in AD irrespective of amyloid beta and senile plaque.

Proteiinin laaduntarkkailu ja PDI entsyymi

Ihmisgeenit, jotka koodaavat proteiinidisulfidi-isomeraaseja

Wikipedia ja geenipankkilähteistä

Human genes encoding Protein disulfide isomerases include:

• PDIA2

Chromosome + 16p13.3

• PDIA3

Chromosome 15 q15

• PDIA4

Chromosome + 7q35

• PDIA5

Chromosome + 3q21.1

• PDIA6

Chromosome + 2p25.1

Previous Symbols +	TXNDC7			5.3.4.1	5.3.4.1
Previous Names +	"thioredoxin domain containing 7 (protein disulfide isomerase)", "protein disulfide isomerase-associated 6"

PDIA3

From Wikipedia,

protein disulfide isomerase family A, member 3
Identifiers
Symbol	PDIA3
Alt. symbols	GRP58
Entrez	2923
HUGO	4606
OMIM	602046
RefSeq	NM_005313
UniProt	P30101
Other data
EC number	5.3.4.1
Locus	Chr. 15 q15

Protein disulfide isomerase family A, member 3 (PDIA3) also known as glucose-regulated protein, 58-kD(GRP58) is an isomerase enzyme.^[1][2][3]

1 Function 2 See also 3 References 4 External links

The PDIA3 protein has protein disulfide isomerase activity.^[3] PDIA3 is also part of the major histocompatibility complex (MHC) class I peptide-loading complex, which is essential for formation of the final antigen conformation and export from the endoplasmic reticulum to the cell surface.^[4] See also

• Antigen processing
• Major histocompatibility complex

Edellytykset hyvälle proteiinin laaduntarkkailulle

Artikkeli vuodelta 1999
http://jcb.rupress.org/content/147/7/1443.full.pdf
Abstract.

Protein disulfide isomerase (PDI) interacts with secretory proteins, irrespective of their thiol content, late during translocation into the ER; thus, PDI may be part of the quality control machinery in the ER.

Proteiinidisulfidi-isomeraasi PDI käy vuorovaikutukseen sekretoristen valkuaisaineitten kanssa riippumatta niiden tiolipitoisuudesta( -SH ryhmistä) , endoplasmiseen retikulumiin
translokoitumisen myöhäisvaiheissa. Täten entsyymi PDI voi olla osa proteiinien laaduntarkkailujärjestelmää.

We used yeast pdi1 mutants with deletions in the putative peptide binding region of the molecule to investigate its role in the recognition of misfolded secretory proteins in the ER and their export to the cytosol for degradation. Our pdi1 deletion mutants are deficient in the export of a misfolded cysteine-free secretory protein across the ER membrane to the cytosol for degradation,
but ER-to-Golgi complex transport of properly folded secretory proteins is only marginally affected.

Tämän artikkelin työ suoritettiin hiivassa pdi1 deleetiomutantilla, joka ei pystynyt kuljettamaan takaisin soluliman puolelle väärin laskostuneita cysteiinittömiä sekretorisia proteiineja. Cys on aminohappo jossa olisi -SH ryhmä. Mutta ER- GOLGI jatkokulkeutuminen normaaleilla proteiineilla oli kuitenkin vielä jokseenkin hyvä.

We demonstrate by chemical cross-linking that PDI specifically interacts with the misfolded secretory protein and that mutant forms of PDI have a lower affinity
for this protein.
Tutkijat osoittivat kemiallisten poikkisidosten avulla, että PDI entsyymi käy spesifiseen interaktioon väärin laskostuneitten sekretoristen proteiinien kanssa ja jos PDI on mutatoitunut sen tehokkuus on alentunutta sellaisia proteiineja kohtaan.

In the ER of the pdi1 mutants, a higher proportion of the misfolded secretory protein remains associated with BiP, and in export-deficient sec61 mutants, the misfolded secretory protein remain bounds to PDI.

Sellaisissa tapauksissa missä oli pdi1 mutantti jäi suurempi osa väärinlaskostuneita sekretorisia proteiineja liittyneeksi BiP:hen. Ja takaisinkuljettamiskyvyltään vajeisen sec61 mutantin tapauksissa väärinlaskostunut sekretorinen proteiini jäi sitoutuneeksi PDI- entsyymiin.

We conclude that the chaperone PDI is part of the quality control machinery in the ER that recognizes terminally misfolded secretory proteins and targets them to the export channel in the ER membrane.

Tästä tiedemiehet tekivät johtopäätöksen, että PDI chaperoni on osa laaduntarkkailukoneistoa endoplasmisessa verkostossa (ER) ja terminaalivaiheessa voi tunnistaa väärinlaskostuneen eriteproteiinin ja kohdistaa sen takaisinkuljetuskanaviin endoplasmisen verkoston(ER) alueelta sytoplasmaan.

Key words: protein disulfide isomerase • endoplasmic
reticulum-associated degradation • endoplasmic reticulum
quality control • BiP • yeast

AVAINSANOJA
proteiinidisulfidi-isomeraasi entsyymi, PDI
Endoplasmseen reticulumiin eli verkostoon liittyvä proteiinien hajoittaminen
Endoplasmiseen retikulumiin eli verkostoon liittyvä laaduntarkkailu
BiP
Hiiva

SECRETORY proteins are targeted to the ER of mammalian cells and are translocated into the ER lumen through a channel formed by the Sec61 protein complex (Andrews and Johnson, 1996; Hanein et al., 1996).
Eriteproteiinit kohdistetaan endoplasmiseen retikulumiin (ER) lämminveristen eläinten kehossa ja ne translokoituvat ER onteloon sellaista kanavaa myöten, jonka muodostaa proteiini nimeltä Sec61 kompleksi.

In the ER, secretory protein folding, covalent modification, and appropriate oligomerization are prerequisites for the packaging of these proteins into ER-to-Golgi complex transport vesicles (Hurtley and Helenius, 1989).
Endoplasmisessa verkossa on edellytyksiä näitten proteiinien hyvälle pakkaamiselle kuljetusrakkuloihin ER- GOLGIkompleksi järjestelmässä. Nämä edellytykset ovat että erittyvät proteiinit laskostuvat normaalisti, saavat kovalentin modifikaation ja asianmukaisen oligomerisaaation ( integroituvat erikseen isommasta alkutuotemassasta).

Misfolded secretory proteins are recognized by the quality control machinery in the ER and reexported to the cytosol in a Sec61p-dependent fashion, indicating that protein import and export across the ER membrane may be mediated by the same channel (Wiertz et al., 1996b; Pilon et al., 1997).
Väärin laskostuneet eritysproteiinit tunnistetaan laaduntarkkailujärjestelmällä, joka on ER:ssä ja ne kuljetetaan takaisin sytosoliin, solulimaan Sec61 kompleksista riippuvalla tavalla. Tämä viittaa siihen että sekä import että export, ER-koneistoon tuonti ja siitä ulosvienti välittyisi saman kanaalin kautta.

In the cytosol, misfolded secretory proteins are degraded by the proteasomes (Hiller et al., 1996; Werner et al., 1996; Wiertz et al., 1996a).
Sytosoliin palanneina väärin laskostautuneet protiinit hajoitetaan proteosomisilppurissa.


The mechanism of recognition of proteins destined for degradation is poorly understood (Cresswell and Hughes, 1997; Suzuki et al., 1998).
Proteiinisilppuriin kohdistettujen proteiinien tunnistusmekanismion heikosti tunnettua vielä vuonna 1999
Chaperones that facilitate protein folding in the ER are capable of distinguishing folded and unfolded proteins (Simons et al., 1995; Hendershot et al., 1996) and are, therefore, in a good position to recognize proteins as terminally misfolded and to target them for export from the ER.
Chpaeronit, jotka kiihdyttävät proteiinien laskostumista endoplasmisessa verkostossa , kykenevät erottamaan laskostetun ja laskostumattoman proteiinin ja sen takia ne ovat hyvällä paikalla tunnistamassa niitä proteiineja, jotka terminaalivaiheessa ovat viallisesti laskostuneita ja se voi kohdentaa niitä pois päin ER.stä

Using a cell-free assay that faithfully reproduces ER export and degradation of a mutant secretory protein, McCracken and Brodsky (1996) initially demonstrated that the ER chaperone calnexin is required for export.
Vuonna 1996 eräs tutkijaryhmä käytti solutonta tutkimusmenetelmää, jossa ER:stä uloskuljetus saatiin toistuvasti tapahtumaan samalla tavalla ja täten mutatoitunut eriteproteiini kohdistui silppuriin. Tässä tapahtumassa ER chaperonilla nimeltä calnexiini oli välttämätön osuus proteiinin poistamisessa ER- alueelta.

Lisäki osoitettiin 1999, että ER ontelon alueen chaperoni BiP-mutantti on myös osallisena viallisten eriteproteiinien takaisinkuljetuksessa hiivasn ER.stä.
In addition, the authors recently showed that mutations in the ER lumenal chaperone BiP also interfere with export of misfolded secretory proteins from the yeast ER (Brodsky et al., 1999).

PROTEIINIDISULDFIDI-ISOMERAASI on eräs tärkeä ER- alueen proteiini, jolla on monia funktioita.
Protein disulfide isomerase (PDI)1 is a major ER-resident protein with multiple functions (Gilbert, 1997).

As an enzyme, PDI catalyzes the formation and breakage of disulfide bonds (oxidoreductase) and rearranges preexisting disulfide bonds (isomerase; Gilbert, 1997).
Entsyymina PDI katalysoidisulfidisidosten(-S-S-) muodostusta ja katkeamista ( oxidoreduktaasi) ja se voi järjestää uudelleen olevaisia disulfidisiltoja.

Hiivassa PDI:llä on tärkeänä funktiona isomeraasitehtävät.
The isomerase activity of PDI is essential in the yeast Saccharomyces cerevisiae (Laboissiere et al., 1995).

Eräs tutkijaryhmä analysoi ihmisen PDI-entsyymin rakenteen ja ehdotti, että siinä on aktiivisia ja inaktiivisiua tioredoksiinimoduleita.
Kemmink et al. (1997) analyzed the domain structure of human PDI and suggested that it consists of active (a and a 9) and inactive (b and b 9) thioredoxin modules (Fig. 1 a).

Entsymaattisten tehtävien lisäksi lämminveristen PDI voi toimia chaperonina disulfidittomien, denaturoituneitten proteiinien uudelleen laskostamisessa (, mikä on nonentsymaattista chaperoni-aktiivisuutta) . Lisäksi PDI voi sitoutua peptideihin ER-ontelossa lämminverisillä ja hiivalla.

In addition to its enzymatic activities, mammalian PDI can chaperone the refolding of disulfide-free, denatured proteins in vitro (nonenzymatic chaperone activity; Gilbert, 1997), and both mammalian and yeast PDI can bind to peptides in the ER lumen (Welply et al., 1985; LaMantia et al., 1991; Klappa et al., 1997).

Recently, it has been shown that mammalian PDI also binds to secretory proteins late during protein translocation into the ER and that, like BiP, purified mammalian PDI has a higher affinity for unfolded than for correctly folded proteins, irrespective of their disulfide content (Klappa et al., 1995, 1997; Hendershot et al., 1996).

noin 1999 aíkoihin oli osoitettu että lämminveristen PDI myös sitoutue eriteproteiineihin myöhäisvaiheissa kun proteiineja translokoituu ER:n sisään ja kuten hiivachaperoni niin lämminveristen PDI omasi suuremman affiniteetin laskostumattomiin kuin korrektisti laskostuneisiin proteiineihin riippumatta niiden disulfidipitoisuudesta.


While wild-type PDI efficiently recognized this thiol-free misfolded protein, the PDI mutant proteins had a significantly lower affinity for this substrate.

Luonnollinen PDI tunnisti tehokkaasti tiolittomia väärinlaskostuneita proteiineja, mutta PDImutantti oli merkitsevästi heikompi afiiniteetiltaan niitä kohtaa

As a consequence, misfolded secretory proteins retained in the lumen of mutant microsomes remained associated with BiP.

Seurauksena oli, että väärinlaskostuneita eriteproteiineja pidättyi ER onteloon mutanttimikrosomeissa ja jäi kiinni chaperoniin ( hiivassa BiP chaperoniin).

In sec61 mutants deficient in retrograde transport from
the ER, a high proportion of misfolded secretory proteins was bound to PDI.

Jos oli kanaaliproteiinimutantti (sec61) retrogradinen kuljetus ei onnistunut ja väärinlaskostunut eriteproteiini jäi sitoutuneeksi PDI:chaperoniin.

We conclude that PDI is a component of the quality control machinery in the ER that recognizes misfolded proteins and targets them for export to the cytosol via the Sec61 channel.

Tästä johtopäätöksena tutkijat sanovat, että PDI on laaduntarkkailukoneiston osakomponentti kun endoplasmisessa retikulumissa tunnistuu väärinlaskostuneita proteiineja ja sitten niitä kohdistuu sytosoliin Sec61 kanavan kautta proteiinisilppuriin hajoitettavaksi. .

Proteiinin laaduntarkkailu ja siivousjärjestelmä

	http://dx.doi.org/10.1038/nature07962
PubMed:	View item in PubMed
Creators Name: The ubiquitylation machinery of the endoplasmic reticulum	Hirsch, C and Gauss, R and Horn, SC and Neuber, O and Sommer, T
Journal Title:	Nature
Journal Abbreviation:	Nature
Volume:	458
Page Range:	453-460
Date:	26 March 2009
Keywords:	Endoplasmic Reticulum, Homeostasis, Intracellular Membranes, Proteasome Endopeptidase Complex, Protein Folding, Post-Translational Protein Processing, Proteins, Ubiquitination, Animals AVAINSANOJA: Endoplasminen verkosto solun sisällä, homeostaattinen tasapaino, solunsisäinen kalvosto, proteosomiendopeptidaasikompleksi, joka silppuroi kehnoja ja jäteproteiineja , proteiinien normaali laskostuminen, posttranslationaalinen proteiinien prosessointi, valkuaisaineet, ubikitylaatiomerkkaus, eläimet
Abstract:	As proteins travel through the endoplasmic reticulum (ER), a quality-control system retains newly synthesized polypeptides and supports their maturation. KYU/N valmistuvat proteiinit matkaavat endoplasmisen retikulumin syntesikoneistossa niin laaduntarkkailujärjestelmä pidätää näitä vastasyntyneitä polypeptideitä niin kauan että ne alkavat kypsyä lopulliseen proteiinihahmoonsa. Only properly folded proteins are released to their designated destinations. Vasta siten kun proteiini on laskostunut kopulliseen kolmiulotteiseen muotoonsa, se vapautetaan lähtemään päämääräänsä kohti. Proteins that cannot mature are left to accumulate, impairing the function of the ER. Ne proteiinit jotka eivät kykene kypsymään tunnistettaviin muotoihin, jätetään akkumuloitumaan ja sellainen hankaloittaa ER synteesi- ja valmistelukoneiston toimintaa. To maintain homeostasis, the protein-quality-control system singles out aberrant polypeptides and delivers them to the cytosol, where they are destroyed by the proteasome. Jotta solu pystyisi tässä pitämään jonkinlaista tasapainoa yllä, valkuaisaineiten laaduntarkkailujärjestelmä poimii erikseen poikkeavat proteiinit ja siirtää ne soluliman puolelle, jossa sijaitsee proteiinien silppurointijärjestelmä, proteosomisilppuri. The importance of this pathway is evident from the growing list of pathologies associated with quality-control defects in the ER. Tämän siivous ja silppurijärjestelmän tärkeys on ilmeinen, koska on lisääntyvin määrin sellaisia patologisia seikkoja, jotka liittyvät tämän laaduntarkkailujärjestelmän vikoihin ER koneistossa, endoplasmiseesa verkostossa.
ISSN:	0028-0836
Publisher:	Nature Publishing Group (U.K.)
Item Type:	Review

COP9 signalosomi on metalloproteaasi

Signalosomi on metalloproteaasi.

The COP9 signalosome (CSN) is composed of eight distinct subunits and is highly homologous to the lid sub-complex of the 26S proteasome.
CSN was initially defined as a repressor of photomorphogenesis in Arabidopsis, and it has now been found to participate in diverse cellular and developmental processes in various eukaryotic organisms.

Recently, CSN was revealed to have a metalloprotease activity centered in the CSN5/Jab1 subunit, which removes the post-translational modification of a ubiquitin-like protein, Nedd8/Rub1, from the cullin component of SCF ubiquitin E3 ligase (i.e., de-neddylation).

In addition, CSN is associated with de-ubiquitination activity and protein kinase activities capable of phosphorylating important signaling regulators.

The involvement of CSN in a number of cellular and developmental processes has been attributed to its control over ubiquitin-proteasome-mediated protein degradation.

Acronyms

Terms

THE COP9 SIGNALOSOME

Annual Review of Cell and Developmental Biology

Vol. 19: 261-286 (Volume publication date November 2003)

First published online as a Review in Advance on June 20, 2003

Ning Wei and Xing Wang Deng

APP-BP1-välitteinen neddylaatio

J Neurochem. 2003 May;85(3):801-9. ASPP2 inhibits APP-BP1-mediated NEDD8 conjugation to cullin-1 and decreases APP-BP1-induced cell proliferation and neuronal apoptosis.Chen Y, Liu W, Naumovski L, Neve RL. Department of Psychiatry, Harvard Medical School, McLean Hospital, Belmont, Massachusetts, USA.

http://www.nature.com/emboj/journal/v20/n15/images/7593898f6.jpg

Abstract

• Amyloidiprekursoriproteiiniin(APP) sitoutuva proteiini 1 (BP1) aktivoi NEDD8-proteiinin.

APP-BP1, first identified as a protein that interacts with the carboxyl (C) terminus of the amyloid precursor protein (APP), is one-half of the bipartite activating enzyme for the ubiquitin-like protein NEDD8.

• APP-BP1 on myös spesifisesti interaktiossa apoptoosia stimuloivaan proteiiniinp53 ASPP2.
  

We report here that APP-BP1 also specifically interacts with apoptosis stimulating protein of p53 ASPP2 in non-transfected cells through the functional predominant N-terminal domain ASPP2(332-483).

• ASPP2 estää APP-BP1 kyvyn selvitä ts41 solusyklin mutaatiosta ja estää APP-BP1:n indusoiman apoptoosin primäärineuronissa.
  

ASPP2 inhibits the ability of APP-BP1 to rescue the ts41 cell cycle mutation and inhibits APP-BP1 induced apoptosis in primary neurons.

• ASPP2 vähentää NEDD8:n kykyä konjugoitua Cul-1-proteiiniin ja estää APP-BP1:stä riippuvan ts41 soluproliferaation ja blokeeraa APP-BP1:n kyvyn aiheuttaa apoptoosia ja DNA-synteesiä neuronissa.
  

ASPP2 reduces the ability of NEDD8 to conjugate to Cul-1 (Cullin-1), inhibits APP-BP1-dependent ts41 cell proliferation, and blocks the ability of APP-BP1 to cause apoptosis and to cause DNA synthesis in neurons.

Tutkijat osoittivat myös , että ASPP2 aktivoi tumatekijän NF-kappaB:n transkriptioaktiivisuuden, joka näyttää estyvän neddylaatiotiestä, koska dominantti negatiivisesti NEDD8:aa aktivoiva entsyymi aiheuttaa lisääntynyttä NF-kappaB-aktiivisuutta

We also show that ASPP2 activates nuclear factor-kappaB (NF-kappaB) transcriptional activity, which seems to be inhibited by the neddylation pathway since the dominant negative NEDD8 activating enzyme causes enhanced NF-kappaB activity.

Tiedoista saatiin täten ensi kertaa näyttöä siitä, että ASPP2 on neddylaatiotien negatiivinen säätelijä kun se asettuu spesifiseen interaktioon APP-BP1:n kanssa ja tästä voidaan päätellä, että APP-BP1:n ja APP:n keskisen interaktion dysfunktiolla voi olla syy-yhteyttä Alzheimerin tautiin.

Our data provide the first in vivo evidence that ASPP2 is a negative regulator of the neddylation pathway through specific interaction with APP-BP1 and suggest that dysfunction of the APP-BP1 interaction with APP may be one cause of Alzheimer's disease.

PMID: 12694406 [PubMed - indexed for MEDLINE]

Ubikitylaatio, sumoylaatio

http://www.nature.com/nrc/journal/v6/n10/images/nrc1994-i1.jpg

Box1 | Ubiquitin conjugation

From the following article:

Ubiquitin and ubiquitin-like proteins in cancer pathogenesis

Daniela Hoeller, Christina-Maria Hecker & Ivan Dikic

Nature Reviews Cancer 6, 776-788 (October 2006)

UBIKITIINI (Ub) on hyvin konservoitunut 8 kilodaltonin proteiini, joka liittyy kohdeproteiinin lysiiniaminohappoon kovalentilla tavalla siten, että kiinnittyminen on insudoituvaa ja palautuvaa. Tämä tapahtuu kolmevaiheisesiti kolmen eri entsyymin avulla.

Ubiquitin (Ub) is a highly conserved 8 kDa protein that becomes covalently attached to lysine residues of target proteins in an inducible and reversible manner. This occurs through a three-step process involving three different types of enzymes.

UBIKITIINI aktivoituu ATP:sta riippuvasti ubikitiinia aktivoivalla entsyymillä E1 ja sitten se kuljetetaan ubikitiinia konjugoivalla entsyymillä(E2) tioesterisidoksen avulla.

Ubiquitin is activated in an ATP-dependent manner by a ubiquitin-activating enzyme (E1), and is then transferred to a ubiquitin-conjugating enzyme (E2) through a thioester bond.

Sitten entsyymi eli ubikitiini- proteiini-ligaasi liittää spesifisesti ubikitiinin kohdeproteiinin lysiinin epislon-aminoryhmään.

A ubiquitin-protein ligase (E3) specifically attaches ubiquitin to the -amino group of a lysine residue in the target protein¹.

Vaikka tunnetaan vain muutamia E1 entsyymeitä, niin E2 entsyymeitä on 20 erilaista.

Although only a few E1 enzymes are known, humans have more than 20 different E2s.

E3 ligaasit ovat ensisijaisesti vastaamassa substraatin tunnistamisesta.

E3 ligases are primarily responsible for substrate recognition.

Niinpä spesifisyyden varmistamiseski on ihmiselläkin noin 500-1000 erilaista E3 ligaasia.

To provide specificity about 500–1,000 different E3 ligases exist in humans⁶.

Kun Lysiiniin numero 48 linkkiytynyt ubikitiiniketju liittyy substraattiin, niin substraatti aletaan silppuroida hajalle 26S proteosomissa, joka on näiden substraatti proteiinien silppuri.

After the attachment of a Lys48-linked polyubiquitin chain to a substrate it is degraded in the 26S proteasome;

Sen jälkeen voi ubikitiinimolekyylejä hyödyntää uudestaan.

the attached ubiquitin moieties can be recycled.

Ubikitylaatiorekatiot ovat palautuvia entsyymin DUB avulla. de-ubikityloiva entsyymi ja sitä on monta eri tyyppiä sitäkin.

Ubiquitylation reactions are reversible by de-ubiquitylating enzymes (DUBs), of which several types are known at present.

Tämä konjogoitumisprosessi on samanlainen ubikitiinin kaltaisilla proteiineilla (Ubl) kuten pienillä ubikitiinin sukuisilla modifioijilla (SUMO, vastaavasti sumoylaatio)

This conjugation process is similar for ubiquitin-like (Ubl) proteins, such as small ubiquitin-related modifier (SUMO).

Kuitenkin on vain yksi E1 (UBA1) ja yksi E2 (UBC9), joiden tiedetään katalysoivan sumoylaatiota.

However, only one E1 (UBA1) and one E2 (UBC9) are known to catalyse sumoylation.

On useita E3 ligaaseja kuten PIAS perheen proteiinit, RANPB2, PC2 tai TOPORS.

There are several E3 ligases, such as PIAS family proteins, RANPB2, PC2 or TOPORS.

Mielenkiintoista on, että SUMO E3 ligaasit eivät näytä olevan niin kriittisiä su,moylaation välityksessä kuin ubikitiini. E3 ligaasit toimivat ubikitylaatiolle, mutta lähinnä lisäävät konjugaatiotapahtumaa.

Interestingly, SUMO E3 ligases do not seem to be as crucial for mediating sumoylation as ubiquitin E3 ligases are for ubiquitylation, but rather enhance the conjugation event¹¹⁰.

Sentriinispesifinen proteaasiperhe katalysoi de-sumoylaatiota.

The sentrin-specific protease protein family catalyses de-sumoylation⁸⁷.

Harvoja NEDD( ja ISG15-konjugaatiokoneiston komponetteja on identifioitu.

Fewer components of the NEDD8 and ISG15 conjugation machinery have been identified.

For NEDD8, one E1 (APPBP1), one E2 (UBC12) and one E3 (RBX1) are known¹¹¹.

Ubikitiini E ligaasien on äskettäin osoitettu myös toimivan kuten NEDD( E3 ligaasit.

Interestingly, ubiquitin E3 ligases were recently shown to also function as NEDD8 E3 ligases¹¹².

ISG15:n suhteen tunnetaan vain yksi E1(UBE1L) yksi E2 (UBCH8) ja yksi de-ISGylaatioentsyymi (UBP43).

For ISG15 only one E1 (UBE1L), one E2 (UBCH8) and one de-ISGylation enzyme (UBP43) are known¹¹¹.

Protein ISGylation modulates the JAK-STAT signaling pathway.
Genes Dev Feb 25, 2003
ISG15 is one of the most strongly induced genes upon viral infection, type I interferon (IFN) stimulation, and lipopolysaccharide (LPS) stimulation. Here we report that mice lacking UBP43, a protease that removes ISG15 from ISGylated proteins, are ...

Deneddylaatio . Neddylaation purkaminen

Eur J Cell Biol. 2010 Feb-Mar;89(2-3):157-62. Epub 2009 Dec 24. The COP9 signalosome and its role in plant development. Schwechheimer C, Isono E. Department of Developmental Genetics, Center for Plant Molecular Biology, University of Tübingen, Tübingen, Germany.

Abstract (Suomennosta)

COP9 signalosomi on kehityksellisesti konservoitunut multiproteiinikompleksi, jonka tehtävänä on säädellä culliiniRINGtyyppisiä E3-ubikitiiniligaaseja (CRLs). Tämä signalosomi kohdistaa funktionsa E3-ligaasiin ottamalla irti( dekonjugoimalla) ubikitiininkaltaisen proteiinin NEDD8 tästä mainitun signalosomin alayksiköstä.

The COP9 signalosome (CSN) is an evolutionarily conserved multiprotein complex with a role in the regulation of cullin-RING type E3 ubiquitin ligases (CRLs). CSN exerts its function on E3 ligases by deconjugating the ubiquitin-related protein NEDD8 from the CRL cullin subunit.

Tämä signalosomi vaikuttaa moniin CRL:stä riippuviin prosesseihin.

Thereby, CSN has an impact on multiple CRL-dependent processes.

Viime vuosina on edistytty sen rakenteen ja biokemiallisten funktioitten ymmärtämisessä

In recent years, advances have been made in understanding the structural organisation and biochemical function of CSN:

Kiderakenteen analyysi ja massaspektrometriatutkimuksissa on saatu kehitettyä ensimmäiset mallit signalosomin kahdeksan alayksikön parittaisesta ja kompleksisestä interaktiosta

Crystal structure analysis and mass spectrometry-assisted studies have come up with first models of the pair-wise and complex interactions of the 8 CSN subunits.

Ainakin kasveissa signalosomin biokemiallinen funktio on deneddylaatioaktiivisuus, joka välittyy signalosomin alayksikön 5 kautta.

Based on the analysis of mutant phenotypes, it can now be taken as an accepted fact that--at least in plants--the major biochemical function of CSN resides in its deneddylation activity, which is mediated by CSN subunit 5 (CSN5).

Lisäksi pystyttiin osoittamaan että signalosomin funktiota ja deneddylaatiota tarvitaan- mutta ei aivan essentiellisti -CRL-välitteisissä prosesseissa ja niinpä on lisääntymässä neddylaatiota ja deneddylaatiota kuvaavat mallit, mitä tulee CRL aktiivisuuden kontrolloimiseen.

Furthermore, it could be demonstrated that CSN function and deneddylation are required but not essential for CRL-mediated processes, and models for the role of neddylation and deneddylation in controlling CRL activity are emerging

Toisaalta on myös edistytty Arabidopsiksen csn-mutanttien kasvunrajoitusteitten identifioimisessa. On osoitettu että G2 faasin pysähdys, ehkä genomisen instabiliteetin takia, rajoittaa Arabidopsis csn-mutanttien kasvua.

Significant advances have also been made in identifying pathways that are growth restricting in the Arabidopsis csn mutants. Recently it has been shown that a G2 phase arrest, possibly due to genomic instability, restricts growth in Arabidopsis csn mutants.

Katsaus antaa päivitystä viimeaikaisista edistysaskelista signalosomin rakenteen ja funktion ymmärtämisessä ja tekee yhteenvetoa sen roolista kasvin kehityksessä ja solusyklin progressiossa.

This review provides an update on recent advances in understanding CSN structure and function and summarises the current knowledge on its role in plant development and cell cycle progression.

Copyright 2009 Elsevier GmbH. All rights reserved.

TRIP12, thyroid hormone receptor interactor 12

TRIP12 functions as an E3 ubiquitin ligase of APP-BP1. [2008]
Our data suggest that that TRIP12 promotes degradation of APP-BP1 by catalyzing its ubiquitination, which in turn modulates the neddylation pathway. [2008]
Overexpression of TRIP12 enhanced the degradation of APP-BP1, whereas knockdown of TRIP12 stabilized it. [2008]
Immunoprecipitation analysis showed that TRIP12 specifically interacts with the APP-BP1 monomer but not with the APP-BP1/Uba3 heterodimer. [2008]
In vitro ubiquitination assays revealed that TRIP12 functions as an E3 enzyme of APP-BP1 and additionally requires an E4 activity for polyubiquitination of APP-BP1. [2008]
To study biological functions of TRIP12, a HECT domain-containing E3 ubiquitin ligase, we used the yeast two-hybrid system and identified APP-BP1 as its binding partner. [2008]
http://www.ihop-net.org/UniPub/iHOP/gs/94556.html?ID=94227

Kts. APP-BP1 rakennetta.
Se on sikäli pahannäköinen että sen
ubikitinylaatio on tärkeä asia.

http://www.google.se/imgres?imgurl=http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/30/Protein_APPBP1_PDB_1r4m.png/250px-Protein_APPBP1_PDB_1r4m.png&imgrefurl=http://en.wikipedia.org/wiki/APPBP1&usg=__ETXRy-_-7EQ6BVndIBH-oENBAWA=&h=197&w=250&sz=87&hl=sv&start=10&zoom=0&um=1&itbs=1&tbnid=uDhwhanDW4c7-M:&tbnh=87&tbnw=111&prev=/images%3Fq%3DTRIP12%2Band%2BAPP-BP1%26um%3D1%26hl%3Dsv%26sa%3DN%26tbs%3Disch:1

APP ja PSD-95 ?

LÄHDE: beeta amyloidia kertyy jos on APP-mutantti neuroini ja silloin vähenee PSD-95 ja GluR1 synaptit.

Beta-amyloid accumulation in APP mutant neurons reduces PSD-95 and GluR1 in synapses

References and further reading may be available for this article. To view references and further reading you must purchase this article.

Claudia G. Almeida^a, Davide Tampellini^a, Reisuke H. Takahashi^a, Paul Greengard^b, Michael T. Lin^a, Eric M. Snyder^b and Gunnar K. Gouras^{a, ,}

^aDepartment of Neurology and Neuroscience, Laboratory of Alzheimer's Disease Neurobiology, Weill Medical College of Cornell University, 525 E 68th Street, New York, NY 10021, USA^bLaboratory of Molecular and Cellular Neuroscience, Rockefeller University, New York, NY 10021, USA Received 3 September 2004; revised 21 December 2004; accepted 28 February 2005. Available online 2 April 2005.

Abstract ( suomennosta)

Synaptic dysfunction is increasingly viewed as an early manifestation of Alzheimer's disease (AD), but the cellular mechanism by which β-amyloid (Aβ) may affect synapses remains unclear.

Synaptinen dysfunktion katsotaan yhä vahvemmin olevan Alzheimerin taudinvarhais- manifestaatio , mutta se solumekanismi, jolla amyloidi-beeta voisi vikuuttaa synapseja, on edelleen epäselvä seikka vuonna 2005, jolloin tämä artikkeli asetettiin internetiin. .

Since cultured neurons derived from APP mutant transgenic mice secrete elevated levels of Aβ and parallel the subcellular Aβ accumulation seen in vivo, we asked whether alterations in synapses occur in this setting.

Koska transgeenisen APPmutantti hiiren neuroniviljelmissä erittyi kohonneet määrät Abeeta peptidiä ja samaan aikaan taphtui hiiren kehossa subsellulaaria Abeetan kertymää, tutkijat pohtivat, jos samaan aikaan tässä setissä esiintyisi synapsien muuntumisia.

We report that cultured Tg2576 APP mutant neurons have selective alterations in pre- and post-synaptic compartments compared to wild-type neurons.

He raportoivat sitten että näissä mainituissa neuroneissa oli selektiivisiä muuntumisia pre- ja postsynaptisissa aitioissa verrattuna wt-neuroneihin.

Post-synaptic compartments appear fewer in number and smaller, while active pre-synaptic compartments appear fewer in number and enlarged.

Postsynaptisia aitioita näytti olevan harvemmassa ja ne olivat pienempiä, kun taas aktiiveja pre-synaptisia aitioita esiintyi harvempina jalaajentuneina.

Among the earliest changes in synaptic composition in APP mutant neurons were reductions in PSD-95, a protein involved in recruiting and anchoring glutamate receptor subunits to the post-synaptic density (PSD).

Mitkä olivat varhaisimmat muutokset APP-mutanttien neuronien synapsien koostumuksessa? Niitä oli PSD-95 proteiinin oli määrän vähentymä- Se on proteiini, joka rekrytoi ja ankkuroi glutamaattireseptorien alayksiköitä postsynaptisessa tihentymässä.

In agreement, we observed early reductions in surface expression of glutamate receptor subunit GluR1 in APP mutant neurons.

Tutkijat totesivat APP-mutanteissa neuroneissa varhaisen vähentymän glutamaattireseptorien alayksikköjen GluR1 esiintymisessä synapsipinnalla.

We provide evidence that Aβ is specifically involved in these alterations in synaptic biology, since alterations in PSD-95 and GluR1 are blocked by γ-secretase inhibition, and since exogenous addition of synthetic Aβ to wild-type neurons parallels changes in synaptic PSD-95 and GluR1 observed in APP mutant neurons.

Tutkijat vahvistivat tätä löytöä osoittamalla, että Abeeta oli spesifisesti mukana tässä synaptisen biologian muuntumisessa, koska gamma-sekretaasientsyymin estämisellä voitiin blokeerata PSD-95- proteiinin ja GluR1- reseptoreitten muuntumiset ja koska exogeeninen synteettisen Abeetan lisääminen normaaliin wt-neuroniin sai aikaan paralleeleja- samanlaisia- muutoksia synaptisessa PSD-95-proteiinissa ja GluR1- reseptoreissa aivan kuten APP-mutanteissakin neuroneissa.

Keywords: Amyloid; Alzheimer; Synapse; Glutamate receptor; Spines; AMPA; Dendrite

Ubikitinylaatio siivoaa neuronin synapsia

Alla olevassa lähteessä tutkijat esittävä, miten NMDA ja AMPA reseptorien synkroninen funktio täsmentyy neuronin tehokkaalla ubikitylaatiofunktiolla.
Siis neuroniin mahtuu tämäkin konservatiivinen järjestelmä!

Kts kuva missä on postsynaptisia NMDA reseptoreita ja AMPA reseptori näkyvissä ja alustana ja ankkurina on PSD-95.
http://www.pharmacy.ac.uk/uploads/pics/NMDA_Fig3_600w.jpg
http://www.tmd.ac.jp/mri/mtt/e/fellows_e/2007/img/f04_02.gif
http://www.nature.com/cdd/journal/v14/n7/images/4402138f1.jpg


LÄHDE:
Neuron, Volume 40, Issue 3, 595-607, 30 October 2003 doi:10.1016/S0896-6273(03)00687-1
Ubiquitination Regulates PSD-95 Degradation and AMPA Receptor Surface Expression
Marcie Colledge1, 4, Eric M. Snyder3, 4, 5, Robert A. Crozier3, Jacquelyn A. Soderling1, Yetao Jin2, Lorene K. Langeberg1, Hua Lu2, Mark F. Bear and John D. Scott*, 1, Howard Hughes Medical Institute, Vollum Institute, Oregon Health and Science University, Portland, OR 97239 USA2 Department of Biochemistry and Molecular Biology, Oregon Health and Science University, Portland, OR 97239 USA3 Howard Hughes Medical Institute, The Picower Center for Learning and Memory, Department of Brain and Cognitive Sciences, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139 USA
4 These authors contributed equally to this work.
5 Present address: The Laboratory for Cellular and Molecular Neuroscience, Rockefeller University, New York, New York 10021.

* Abstract ( suomennosta)
*
Tavallinen ubikitiini-proteosomitie näyttää osallistuvan neuronissa postsynaptisen tihentymän PSD-95 proteiinin säätelyyn. PSD-95 on tärkeä NMDA ja AMPA glu-reseptorien signaloimiskyvyssä sekä neuronin sytoskeleton rakenteessa.

PSD-95 is a major scaffolding protein of the postsynaptic density, tethering NMDA- and AMPA-type glutamate receptors to signaling proteins and the neuronal cytoskeleton. Here we show that PSD-95 is regulated by the ubiquitin-proteasome pathway.

PSD-95 asettuu interaktioon E3- ligaasin Mdm2 kanssa ja ubikityloituu. Vasteena NMDA-reseptorin aktivoitumiselle PSD-95 ubikityloituu ja se poistetaan nopeasti synaptisista kohdista proteosomista riippuvalla hajoitusmenetelmällä ( proteiinisilppurilla).

PSD-95 interacts with and is ubiquitylated by the E3 ligase Mdm2. In response to NMDA receptor activation, PSD-95 is ubiquitylated and rapidly removed from synaptic sites by proteasome-dependent degradation.

Sellaiset mutaatiot, jotka estävät PSD-95 proteiinin ubikitylaation, estävät NMDA-reseptorin indusoiman AMPA reseptorin endosytoitumisen ( painumisen takaisin neuronin sisään synaptisesta pinnasta).

Mutations that block PSD-95 ubiquitylation prevent NMDA-induced AMPA receptor endocytosis.

Samoin proteosomin estäjät estävät NMDA:n indusoiman AMPA-reseptorin internalisaation ja synaptisesti indusoidun pitkäaikaisdepression ( vaimentumakomponentin LTD )

Likewise, proteasome inhibitors prevent NMDA-induced AMPA receptor internalization and synaptically induced long-term depression.

Tämä tukee sitä tietoa, että PSD-95 pitoisuudet ovat tärkeä määräävä tekijä synaptisten AMPA reseptorien lukumäärälle.

This is consistent with the notion that PSD-95 levels are an important determinant of AMPA receptor number at the synapse.

Nämä tiedot viittaavat siihen, että synaptisessa plastisuudessa ja AMPA-reseptorien synapsipinnalla ilmenemisessä on kriittisenä tekijänä PSD-95 proteiinin silppuroituminen ja katoama ubikitylaatiolla Mdm2 välitteistä tietä.

These data suggest that ubiquitylation of PSD-95 through an Mdm2-mediated pathway is critical in regulating AMPA receptor surface expression during synaptic plasticity.

Ubiquitination-dependent mechanisms regulate synaptic growth and function.
Nature Jul 26, 2001
The covalent attachment of ubiquitin to cellular proteins is a powerful mechanism for controlling protein activity and localization. Ubiquitination is a reversible modification promoted by ubiquitin ligases and antagonized by deubiquitinating proteases. ...

NEDD8

Neural precursor cell expressed, developmentally down-regulated 8
http://en.wikipedia.org/wiki/NEDD8

Ubikitinylaation sukutaulu:
http://www.scills.ac.uk/images/research/pedrioli-fig2.jpg

• NEDD8 geeni ja vastaava proteiini on ULP, ubikitiinin kaltainen proteiini.
  

NEDD8 is a protein that in humans is encoded by the NEDD8 gene.^[1][2] (In Saccharomyces cerevisiae this protein is known as Rub1.) This ubiquitin-like protein (ULP), which becomes covalently conjugated to a limited number of cellular proteins in a manner analogous to ubiquitination.

Human NEDD8 shares 60% amino acid sequence identity to ubiquitin. The only known substrates of NEDD8 modification are the cullin subunits of SCF ubiquitin E3 ligases.

• NEDD8 proteiinin ainoa tunnettu substraatti (neddylaatiolle) on SCF ubikitiini E3 ligaasin alayksikkö ( culliinialayksikkö)

• NEDDYLAATIO
  

The NEDDylation of cullins is critical for the recruitment of E2 to the ligase complex, thus facilitating ubiquitin conjugation. NEDD8 modification has therefore been implicated in cell cycle progression and cytoskeletal regulation.

As with ubiquitin and SUMO, NEDD8 is conjugated to cellular proteins after its C-terminal tail is processed. The NEDD8 activating E1 enzyme is a heterodimer composed of APPBP1 and UBA3 subunits. The APPBP1/UBA3 enzyme has homology to the N- and C-terminal halves of the ubiquitin E1 enzyme, respectively. The UBA3 subunit contains the catalytic center and activates NEDD8 in an ATP-dependent reaction by forming a high-energy thiolester intermediate.

• Aktivoitu NEDD8
  

The activated NEDD8 is subsequently transferred to the UbcH12 E2 enzyme, and is then conjugated to specific substrates in the presence of the appropriate E3 ligases.

• NEDD8:n irrotus proteiinikonjugaatista
  

There are several different proteases which can remove NEDD8 from protein conjugates. UCHL1, UCHL3 and USP21 proteases have dual specificity for NEDD8 and ubiquitin. Proteases specific for NEDD8 removal are the COP9 signalosome which removes NEDD8 from the CUL1 subunit of SCF ubiquitin ligases, and NEDP1 (or DEN1, SENP8).^[3]

Löytyihän sitä ubikitinaation kaltaistakin neuronista

http://www.jbc.org/content/275/12/8929.full The Amyloid Precursor Protein-binding Protein APP-BP1 Drives the Cell Cycle through the S-M Checkpoint and Causes Apoptosis in Neurons*

1. Yuzhi Chen‡,
2. Donna L. McPhie‡,
3. Joseph Hirschberg§ and
4. Rachael L. Neve‡¶

From the ^‡Department of Psychiatry, Harvard Medical School, McLean Hospital, Belmont, Massachusetts 02478 and the ^§Department of Genetics, Institute of Life Sciences, Hebrew University of Jerusalem, Jerusalem 91904, Israel

Abstract(suomennosta)

APP-BP1 binds to the amyloid precursor protein (APP) carboxyl-terminal domain.

APP- proteiinia sitova BP1 proteiini (APP-BP1) sitoutuu tähän amyloidiprekursoriproteiinin(APP) c-terminaaliseen domaaniin.

Recent work suggests that APP-BP1 participates in a novel ubiquitinylation-related pathway involving the ubiquitin-like molecule NEDD8.

Tämä työ vuodelta 2000 viittaa siihen, että APP-BP1 osallistuu juuri havaittuun ubikitinylaation kaltaiseen tiehen jossa on mukana ubikitiinin kaltainen molekyyli NEDD8.

We show here that, in vivo in mammalian cells, APP-BP1 interacts with hUba3, its presumptive partner in the NEDD8 activation pathway, and that the APP-BP1 binding site for hUba3 is within amino acids 443–479.

Tiedemiesryhmä osoittaa, että in vivo nisäkässoluissa APP-BP1 käy vuorovaikutukseen hUba3:n kanssa, mikä on sen partneri NEDD8-aktivaatiotiessä ja että APP-BP1:n sitoutumiskohta tuota hUba3 varten sijaitsee aminohapoissa 443- 479.

We also provide evidence that the human APP-BP1 molecule can rescue the ts41 mutation in Chinese hamster cells.

He osoittavat myös, että ihmisen APP-BP1 molekyyli voi korjata ts41 mutaation hamsterisoluissa.

This mutation previously has been shown to lead to successive S phases of the cell cycle without intervening G₂, M, and G₁, suggesting that the product of this gene negatively regulates entry into the S phase and positively regulates entry into mitosis. We show that expression of APP-BP1 in ts41 cells drives the cell cycle through the S-M checkpoint and that this function requires both hUba3 and hUbc12.

Tämän mainitun mutaation on aiemmin osoitettu johtavan toisiaan seuraaviin solusyklin S- faaseihin ilman G2, M ja G1 faaseja , mikä viittaa siihen että tämä geenituote säätelee negatiivisesti S-faasiin pääsyä ja positiivisesti mitoosiin siirtymistä. He osoittavat että APP-BP1 ilmenemä ts41 soluissa saattaa solusyklit S-M kontrollikohdan läpi ja tähän funktioon tarvitaan sekä hUba3 että hUbc12.

Overexpression of APP-BP1 in primary neurons causes apoptosis via the same pathway. A specific caspase-6 inhibitor blocks this apoptosis. These findings are discussed in the context of abnormalities in the cell cycle that have been observed in Alzheimer's disease.

Yliesiintymä APP-BP1 proteiinia primaarineuronissa aiheuttaa apoptoosin samaa tietä. erityinen kaspaasi-6-inhibiittori blokeeraa tämän apoptoosin. Näitä löytöjä on pohdittu niitten solusyklipoikkeavuuksien yhteydessä, joita liittyy Alzheimerin tautiin.

Amyloid precursor protein (APP),¹ a transmembrane protein, is the source of the β-amyloid peptides that accumulate in the brains of patients with Alzheimer's disease (AD).

APP on transmembraaninen proteiini, jota kertyy Alzheimerin taudissa aivoihin ja se on amyloidi-beeta-peptidien lähde.

The possibility that APP may act as a signaling receptor was first proposed on the basis of its predicted amino acid sequence, which suggested that APP was a type 1 intrinsic membrane protein consistent with the structure of a cell surface receptor (1).

Ensiksi ehdotettiin ,ett'ä APP saattaisi toimia signaloivana reseptorina tietyn aminohapposekvenssinsä takia, mistä pääteltiin, että APP oli tyypin 1 sisäsyntyinen mambraaniproteiini, jonka rakenne on kuin solupintareseptorien rakenne.

It has now been demonstrated that a percentage of APP is found on the cell surface in neurons (2-4).

Nyt on osoitettu. että eräs prosentti APP.stä löydetäänkin neuronisolujen pinnoilta.

Cell-surface APP possesses a neurite-promoting activity that is distinct from that of the secreted APP (5), co-localizes with adhesion plaque components (3, 6), and participates in synaptic vesicle recycling (7), suggesting that a percentage of APP may function as a cell surface receptor, transducing signals from the extracellular matrix to the interior of the cell.

Solun pinnan APP omaa neuriittia edistävää aktiivisuutta , mikä on erilaista kuin erittyneen ( sekretorisen) APP:n aktiivisuus. Se sijoittautuu samaan paikkaan kuin adheesioplakkien komponentit ja osallistuu synaptisen rakkulan sykliseen (uudelleen)kiertoon ja tämä viittaa siihen. että tietty prosentti APP:sta saattaa toimia solupinnan reseptorina johtamassa signaaleja extrasellulaarisesta matriksista solun sisätiloihin.

APP-BP1 was identified by its interaction with the intracellular carboxyl terminus of APP (8), which places this molecule in a position potentially to participate in the transduction of signals from the cell surface into the cell.

APP-BP1 identifioitiin siitä, kun se asettui interaktioon APP-molekyylin intrasellulaarisen C-terminaalin kanssa ja tämä seikka asettaa tämän molekyylin asemaan, jossa se osallistuu signaalien kuljetukseen solun pinnalta solun sisätilaan.

APP-BP1 initially was found to be homologous to the Arabidopsis auxin resistance gene AXR1, and to the amino terminus of the ubiquitin activating enzyme E1.

APP-BP1 havaittiin aluksi homologiseksi erään AXR1 geenin kanssa ja ubikitiiniä aktivoivan entsyymin E1 aminoterminaalin kanssa.

It was puzzling that APP-BP1 lacked a conserved cysteine required for E1 ubiquitin conjugation activity.

Hämmästytti vain, että APP-BP1:stä puuttui E1 ubikitiinikonjugaatioaktiivisuudelle välttämätön cysteiiniaminohappotähde.

However, it was subsequently discovered that eukaryotes express a set of ubiquitin-like proteins that, like ubiquitin, are ligated to other proteins (9, 10).

Mutta kuitenkin sen jälkeen havaittiin, että eukaryosyyteillä ilmenee setti ubikitiinin kaltaisia proteiineja, jotka , kuten ubikitiini, liittyvät toisiin proteiineihin.

In yeast, one of these ubiquitin-like proteins, Rub1 (related toubiquitin 1), is activated by a heterodimer consisting of the subunits Ula1 and Uba3. Ula1 and Uba3 are related to the NH₂- and COOH-terminal domains of the E1 ubiquitin-activating enzyme, respectively, and together fulfill E1-like functions for Rub1 activation.

Hiivassa eräs tällainen ubikitiinin kaltainen proteiini (Rub1) aktivoitu heterodimeeristä, jossa on tiettyjä alayksikköjä. Ne alayksiköt taas olivat samansukuisia kuin E1:n, ubikitiiniä aktivoivan entsyymin NH2- ja COOH-terminaalisetdomaanit.

Interestingly, Ula1 is homologous to APP-BP1 (11).

Mielenkiintoista on että toinen mainittu alayksikkö (Ula1) on homologinen APP-BP1:n kanssa.

Rub1 conjugation also requires Ubc12, a protein related to E2 ubiquitin-conjugating enzymes, which functions analogously to E2 enzymes in the Rub1-protein conjugate.

Rub1- konjugaatiossa vaaditaan myös Ubc12, joka on sukua E2:lle, ubikitiiniä konjugoiville entsyymeille, jokta toimivat analogisesti E2 entsyymin tavoin Rub1-proteiinikonjugaatiossa.

The cellular reactions involving these ubiquitin-like proteins appear to be quite similar to those involving ubiquitin, but the ubiquitin-like proteins have novel regulatory functions not necessarily linked to proteolysis (reviewed in Ref. 12).

Solureaktiot, jotka koskevat näitä ubikitiinin kaltaisia proteiineja, näyttävät olevan aika samankaltaisia kuin ne joihin ubikitiini osallistuu, muta ubikitiinin kaltaisilla proteiineilla on uusia regulatorisia toimintoja, jotka eivät välttämättä liity proteolyysiin.

For example, Rub1 has been shown to be conjugated to Cdc53, a component of a large ubiquitin-protein ligase E3 complex (termed SCF, comprising Cdc53, Skp1, and an F-box protein) that regulates G₁/S progression of the cell cycle (11, 13).

Esimerkiksi Rub1 on näyttänyt konjugoituvan Cdc53:n kanssa, mikä on suuren ubikitiiniproteiiniligaasi E3 kompleksin komponentti; siinä on Cdc53, Skp1 ja F-box-proteiini, ja se säätelee solusyklissä G1/S progressiota.

The homologous pathway in mammalian cells is the NEDD8 conjugation pathway.

Nisäkässoluissa on homologisena tienä NEDD8 konjugaatiotie.

NEDD8, the mammalian orthologue of Rub1, was first cloned as a developmentally down-regulated gene expressed in neural precursor cells (14).

NEDD( , nisäkkään Rub1 ortologi, kloonattiin ensiksi kehityksen myötä vaimentuneena geeniexcpressiona neuraalisista prekursorisoluista.

On the basis of in vitro studies, APP-BP1 has been proposed to be a member of this pathway (15, 16).

Koeputkitutkimusten perusteella APP-BP1 on ehdotettu tämän tien jäseneksi.

In vitro, APP-BP1 together with hUba3 behaves like the ubiquitin activating enzyme E1, with hUba3 containing the active cysteine and ATP binding site.

APP-BP1 yhdessä hUba3:n kanssa käyttäytyy kuten ubikitiinia aktivoiva entsyymi E1 ja hUba3 sisältää aktiivin cysteiinin sekä ATP:tä sitovan kohdan.

In vitro work has also shown that when NEDD8 is activated, it forms a thiol ester bond with hUbc12, the human homologue of Ubc12, which has a function parallel to that of the ubiquitin-conjugating enzyme Cdc34. Subsequently, NEDD8 is covalently coupled to its target proteins.

Koeputkessa on myös osoitettu, että kun NEDD8 on aktivoituneena, se muodostaa tioliesterisidoksen hUbc12:n kanssa, mikä on ihmisen Ubc12 analogi ja sillä on funktio, mikä on paralleeli ubikitiinia konjugoivan entsyymin Cdc34 kanssa. Seuraa , että NEDD8 sitoutuu kovalentisti kohdeproteiiniinsa.

The functions of the NEDD8 conjugation pathway are still unclear.

NEDD8 konjugaatiotien funktiot ovat vielä artikkelin julkaisuvaiheessa selvittämättömät.

Recent studies have revealed that NEDD8 modifies cullins, a group of proteins homologous to the yeast Cdc53.

Artikkelin kirjoitusajan suhteen uusimmat tutkimukset olivat paljastaneet, että NEDD8 modifioi culliineja, joka ovat hiivn Cdc53 proteiinin homologeja.

Interestingly, cullin-2 is modified by NEDD8 and assembles with the von Hippel-Lindau tumor suppressor protein pVHL into an SCF-like complex, linking the tumor suppressor function of pVHL to NEDD8 conjugation with cullin-2 (17).

Cullin- 2 modifioituu NEDD8.sta ja ja kertyy von Hippel-Lindau tuumorisupressoriproteiinin pVHL: kanssa SCF- kaltaiseksi kompleksiksi, mikä linkkiää pVHL:n tuumoria vaimentavan funktion NEDD8:n ja cullin-2: den konjugaatioon

A recent study (18) showed that the NEDD8-modified form of cullin-1 is localized to interphase and mitotic centrosomes as well as to the cytoplasm, suggesting that NEDD8 modification of cullins may ensure accurate chromosome segregation in mitosis. These observations hint at a critical role in cell cycle control for the NEDD8 conjugation pathway.

Eräs tuore tutkimus osoitti, että NEDD8:lla modifioitunut cullin-1 muoto sijoittautui interfaasiin ja mitoottisiin sentrosomeihin kuten myös sytoplasmaan, mikä viittaa siihen, että NEDD8:n culliinimodifikaatio saattaa taata mitoosin täsmällisen kromosomien tiivistymisen. Nämä havainnot viittaavat siihen, että NEDD8:n konjugaatiotiellä on kriittinen osuus solusyklin kontrolloimisessa.

In the present report, we show that APP-BP1 co-immunoprecipates with hUba3 from mammalian cells, and we identify a 36-amino acid domain of APP-BP1 to which hUba3 binds.

Tässä artikkelin raportissa tutkijat osoittavat wt APP-BP1 korjaa solusyklin S- M- kontrollikohdan defektin ts41 hamsterin soluissa. Tämä korjaustyö on riippuvainen APP-BP1 sitoutumisesta hUba3:een. Tämä korjaustyö estyy, jos on dominanteja mutantteja kuten hUba3 ja Ubc12-mutantit.

We also show that wild type APP-BP1 rescues the cell cycle S-M checkpoint defect in ts41 hamster cells (19,20), that this rescue is dependent on the binding of APP-BP1 to hUba3, and that dominant negative mutants of hUba3 and Ubc12 prevent the rescue.

Lopuksi tiedemiehet osoittivat, että APP-BP1 yliesiintymä johtaa primäärin neuronin apoptoosiin sellasita tietä, johon osallistuu hUba3 ja hUbc12.

Finally, we show that overexpresion of APP-BP1 in primary neurons causes apoptosis by a pathway that also involves hUba3 and hUbc12.