OMIM Entry – * 609631 – DExD/H-BOX HELICASE 58; DDX58

TEXT

DDX58 je RNA helicase, které patří MRTVÝM/H box rodiny. Členové rodiny mrtvých / H boxů mají různé role v regulaci genové exprese a buněčných procesů (Imaizumi et al., 2002).

Pomocí subtraktivní hybridizace pro identifikaci lipopolysacharid (LPS)-indukovatelných genů v endoteliálních buněk, následuje ZÁVOD, Imaizumi et al. (2002) izolovali cDNA kódující DDX58, které nazývali RIGI. Imaizumi et al. (2002) poznamenal, že RIGI byl identifikován v roce 1997 jako gen indukovaný kyselinou retinovou v buněčné linii promyelocytární leukémie (GenBank AF038963). Předpokládaný protein 925 aminokyselin má vypočtenou molekulovou hmotnost 101 kD a patří do rodiny mrtvých/H boxů. Přípravek RIGI obsahuje motiv GxGKT, což naznačuje, že se jedná o RNA helikázu. Analýza Northern blot endoteliálních buněk detekovala transkript 3,0 kb až po stimulaci LPS.

Yoneyama et al. (2004) poznamenal, že RIGI má 2 kopie caspase recruitment domain (KARTY) na svém N-konci kromě jeho C-terminal helicase domény.

Hrubý (2012) mapuje DDX58 genu na chromozomu 9p21.1 na základě vyrovnání DDX58 sekvence (GenBank AF038963) s genomické sekvence (GRCh37).

Pomocí subtraktivní hybridizace, Imaizumi et al. (2002) ukázalo, že LPS stimulované endotelové buňky exprimovaly RIGI a COX2 (PTSG2; 600262). Northern blot, Western blot, RT-PCR analýzy ukázaly, že RIGI mRNA a proteinu byly vyjádřeny v endoteliálních buněk pouze po LPS stimulace v závislosti na koncentraci způsobem. Nadměrná exprese RIGI selektivně upregulovaná exprese COX2 mRNA a proteinu v transfekovaných nádorových buňkách močového měchýře a indukovaná aktivita promotoru COX2 v endotelových buňkách.

RT-PCR a Western blot analysis, Imaizumi et al. (2004) ukázalo, že gama-interferon (IFNG; 147570)-stimulované buňky hladkého svalstva pupeční tepny (SMC) exprimovaly RIGI mRNA a protein. Imunohistochemické a konfokální mikroskopické analýzy Imaizumi et al. (2004) prokázala cytoplazmatickou expresi RIGI v SMC in vivo. Další imunoblotové a mikroskopické analýzy ukázaly, že IFNG stimulovala expresi RIGI v pupeční žíle. Exprese RIGI byla také detekována v normálních lidských plicních endoteliálních buňkách.

Cui et al. (2004) detekovala expresi RIGI v buněčné linii rakoviny prsu stimulované IFNG. Nadměrná exprese RIGI upregulované exprese ISG15 (G1P2; 147571).

Yoneyama et al. (2004) ukázala, že dvouvláknové RNA (dsRNA) vyvolané RIGI výraz v Atpáza-závislým způsobem a rozšířené produkce interferonu typu I (např. IFNB; 147640). Zkrácené formě RIGI chybí helicase domény obsahující tandem KARTU motivy transduced signály vedoucí k aktivaci IRF3 (603734) a NFKB (viz 164011). Použití RNA interference, Yoneyama et al. (2004) zjistil, že RIGI je nezbytný pro expresi IRF3 vyvolanou virem. Dospěli k závěru, že RIGI je nezbytný pro detekci a eradikaci replikačních virových genomů.

použití viru hepatitidy C (HCV; viz 609532) replikonexprimující buněčnou linii, Breiman et al. (2005) ukázalo, že HCV NS3 / 4A proteáza narušila produkci IFNB v obou drahách závislých na TRIF (TICAM1; 607601) a TRIF. Prokázali, že poškození cesty nezávislé na TRIF je důsledkem inhibice aktivace promotoru IFNB zprostředkovaného RIGI NS3 / 4A.Breiman et al. (2005) navrhl, že RIGI je klíčovým faktorem v cestě aktivace IFNB nezávislé na NS3/4A.

Li et al. (2005) zjistili, že hepatomové buňky nevykazují Toll-like receptor-3 (TLR3; 603029)-závislé IFNB aktivace v reakci na dsRNA analogové, poly(I-C), vzhledem k tomu, že nonneoplastic hepatocyty ukázala, robustní TLR3-závislé IFNB výraz v reakci na poly(I-C). Na rozdíl od poly(I-C), jak hepatom, tak normální buněčné linie hepatocytů produkovaly IFNB v reakci na virus Sendai způsobem nezávislým na TLR3, závislým na RIGI. Tlumení exprese RIGI narušilo odpověď na Sendai virus, ale ne na poly (I-C). Li et al. (2005) dospěl k závěru, že hepatocyty obsahují 2 odlišné antivirové signální dráhy vedoucí k expresi interferonu typu I, jedna závislá na TLR3 a druhá závislá na RIGI.

Hornung et al. (2006) ukázala, že 5-prime-trifosfát konci RNA vytvořené virové polymerázy je zodpovědný za RIGI-zprostředkované detekce molekul RNA. Detekce 5-prime-trifosfát RNA je zrušena omezení 5-prime-trifosfát end nebo skupinou modifikace RNA, a to jak vyskytující se během posttranscriptional zpracování RNA u eukaryot. Genomová RNA připraveny z negativního vlákna RNA viry a RNA připraveny z buněk infikovaných virem (ale ne z noninfected buňky), vyvolalo silný interferon-alfa (viz IFNA; 147660) reakce na fosfatázový-citlivým způsobem. Pět-prime-trifosfátová RNA se přímo váže na RIGI. Tak, neukončené 5-prime-trifosfát RNA (tzv. 3pRNA) přítomen ve viry známo, že být uznána RIGI, ale chybí v viry známo, že být detekovány MDA5 (606951), jako picornaviruses, slouží jako molekulární podpis pro detekci virové infekce RIGI.

Pichlmair et al. (2006) ukázala, že virus chřipky infekce není vytvářet dsRNA a že RIGI je aktivován virové genomické single-stranded RNA (ssRNA) ložisko 5-prime-fosfáty. To je blokováno nestrukturovaným proteinem chřipky 1 (NS1), který se nachází v komplexu s RIGI v infikovaných buňkách. Pichlmair et al. (2006) k závěru, že tyto výsledky zjištěné RIGI jako ssRNA snímače a potenciální cílové virové imunitní úniky a navrhl, že jeho schopnost vycítit 5-prime-fosforylované RNA se vyvinula v vrozený imunitní systém jako prostředek diskriminace mezi sebe a nonself.

Gack et al. (2007) uvádí, že N-terminální caspase recruitment domén (Karty) z RIGI podstoupit robustní ubikvitinace, vyvolané TRIM25 (600453) v savčích buňkách. C-terminální SPRY domény TRIM25 interaguje s N-terminální Karty RIGI; tato interakce účinně přináší lys63-spojené ubiquitin skupinu na N-terminální Karty RIGI, což má za následek výrazné zvýšení RIGI po proudu signalizace činnosti. Na lys172 zbytky z RIGI je kritické pro efektivní TRIM25-zprostředkované ubikvitinace a pro MAVS (609676) závazné, stejně jako schopnost RIGI k vyvolání antivirové signální transdukce. Gene cílení prokázáno, že TRIM25 je zásadní nejen pro RIGI ubikvitinace, ale také pro RIGI-zprostředkované interferonem-beta výroby a antivirovou aktivitu v reakci na RNA virus infekce. Tak, Gack a kol. (2007) prokázala, že TRIM25 E3 ubiquitin ligázy indukuje lys63-spojené ubikvitinace z RIGI, která je rozhodující pro cytosolickou RIGI signální dráhy vyvolat hostitelské antivirové vrozené imunity.

pomocí kvasinkové 2-hybridní analýzy, Arimoto et al. (2007) izolovaný rnf125 (610432) jako protein podobný ubiquitinu s aktivitou E3-ligázy, který interagoval s enzymem E2 UBCH8 (UBE2L6; 603890). Kromě toho zjistili, že RIGI interagoval s UBCH8 a RNF125. Interakce RIGI s RNF125 vyžadovala doménu karty a oblast C-terminálu RIGI. Downregulace RNF125 malou interferující RNA snížila hladiny RIGI a zabránila RIGI polyubikvitinaci. Mutace cys72 a cys75 rnf125 na Ala zrušila jeho schopnost zprostředkovat RIGI ubikvitinaci. IFNA upregulated exprese rnf125, UBCH5 (UBE2D1; 602961), a RIGI. Arimoto et al. (2007) dospěl k závěru, že ubikvitinační funkce RNF125 slouží jako negativní regulační cesta pro výrobu IFN.

Saito et al. (2007) zjistili, že RIGI a LGP2 (608588), ale ne MDA5, efektivně váže HCV RNA svěřit expresi IFNB. Poté, co infekce HCV a RNA vazba, RIGI přesunula z monomeru, aby se self-přiřazení protein, který také interaguje prostřednictvím své KARTY domény s IPS1 (HISPPD2A; 610979) na signál IRF3 – a NFKB-responzivní geny. Mutační analýza ukázala, že RIGI C-terminální represorová doména (RD) byla vyžadována pro Rigi multimerizaci a interakci IPS1. Delece RD vedla k konstitutivní signalizaci promotoru IFNB, zatímco exprese samotné RD zabránila signalizaci a zvýšila buněčnou permisivitu vůči HCV. Saito et al. (2007) identifikoval analogický RD v LGP2, který interagoval v trans s RIGI, aby ablate self-asociace a signalizace. Dospěli k závěru, že RIGI je receptor pro rozpoznávání patogenů pro HCV a že jeho RD je klíčovým modulátorem obrany hostitele, který kontroluje infekci a produkci HCV. Saito et al. (2007) navrhl, že modulace dynamiky interakce RIGI/LGP2 může mít terapeutické důsledky pro imunitní regulaci.

analýzami RT-PCR, Western blot a fluorescenční mikroskopie, Zhang et al. (2008) zjištěna zvýšená exprese RIGI v lidských a myších myeloidních leukemických buňkách po terminální granulocytární diferenciaci indukované kyselinou retinovou, což naznačuje, že exprese RIGI je vývojově regulována spolu s myeloidní diferenciací. U myší bez Rigi se vyvinula progresivní granulocytóza a chronická myeloidní leukémie (viz CML; 608232). Progresivní granulopoéza byla spojena se sníženou expresí Icsbp1 (601565). Zhang et al. (2008) dospěl k závěru, že RIGI má kritickou regulační roli při modulaci generace a diferenciace granulocytů.

RIGI je cytosolický multidoménový protein, který detekuje virovou RNA a vyvolává antivirovou imunitní odpověď. Signál přenášejí dvě domény N-terminální karty a regulační doména zabraňuje signalizaci v nepřítomnosti virové RNA. Pět-prime-trifosfát a dsRNA jsou 2 molekulární vzory, které umožňují RIGI rozlišovat patogenní od vlastní RNA. Použití fluorescenčního vylepšení indukovaného proteinem s jednou molekulou, Myong et al. (2009) objevil robustní adenosin 5-prime trifosfát-poháněl dsRNA translokační aktivitu RIGI. Karty dramaticky potlačují translokaci v nepřítomnosti 5-prime-trifosfátu a aktivace 5-prime-trifosfátem spouští RIGI k translokaci přednostně na dsRNA v cis. Myong et al. (2009) k závěru, že tato funkční integrace 2 RNA, molekulární vzory mohou poskytnout prostředky, aby konkrétně smysl a působí proti replikaci virů.

Oshiumi et al. (2010) uvedl, že RIPLET (RNF135; 611358) zprostředkovává lys63 vázanou polyubikvitinaci domény C-terminálního represoru RIGI a N-koncových karet. Zjistili, že fibroblasty, makrofágy, a dendritické buňky z Riplet -/- myši byly vadné produkce IFN a dalších cytokinů v reakci na infekci s RNA viry, ale ne DNA viry. Nedostatek Riplet zrušil aktivaci Rigi během infekce virem RNA a Riplet – / – myši byly náchylnější k infekci virem vezikulární stomatitidy. Oshiumi et al. (2010) dospěl k závěru, že RIPLET je nezbytný pro regulaci vrozené imunitní odpovědi zprostředkované RIGI proti infekci virem RNA in vivo.

Kok et al. (2011) uvádí, že RIGI sdílí strukturní podobnost s DICER (606241), RNase III-typ nuclease, která zprostředkovává RNA interference a vyžaduje dsRNA vázající partnery, jako je PAKT (PRKRA; 603424), pro optimální činnost. Ukázali, že Pakt je fyzicky vázán na doménu C-terminální represe RIGI a stimuloval produkci IFN typu I indukovanou RIGI. Pakt potencoval aktivaci RIGI pomocí poly (I: c) a pomohl udržet antivirové odpovědi. Ťok a spol. (2011) dospěl k závěru, že Pakt hraje důležitou roli při iniciování a udržování antivirových odpovědí závislých na RIGI.

Goubau et al. (2014) ukázal, že RIGI, kódované DDX58, zprostředkovává antivirové odpovědi na Rna nesoucích 5-prime-difosforečnany (5-prime-pp), stejně jako ty ložiska 5-prime-trifosfáty (5-prime-ppp). Genomy od savců reoviruses s 5-prime-pp termini, 5-prime-pp RNA izolované z kvasinek L-virus, a základna-párové 5-prime-pp RNAs provedené in vitro transkripce nebo chemickou syntézou všech vázat na RIGI a slouží jako RIGI agonisty. Kromě toho je RIGI-dependentní odpověď na 5-prime-pp RNA nezbytná pro kontrolu reovirové infekce v kultivovaných buňkách a u myší. Goubau et al. (2014) dospěl k závěru, že minimálním determinantem pro rozpoznávání RIGI je báze spárovaná RNA s 5-prime-pp. Taková Rna se nacházejí v některé viry, ale ne v neinfikovaných buňkách, což naznačuje, že uznání 5-prime-pp RNA, stejně jako 5-prime-ppp RNA, působí jako silný prostředek self/non-self diskriminace tím, vrozený imunitní systém.

Mutace v TDP43 (TARDBP; 605078), včetně ala315-pro-thr (A315T; 605078.0009), jsou vzácnou příčinou amyotrofické laterální sklerózy (ALS10; 612069). Patologie TDP43, která kóduje ribonukleární protein vázající RNA zapojený do zpracování RNA, je však společná pro více než 95% případů ALS. Transgenní myši Tdp43 a315t vyvíjejí degeneraci motorických neuronů závislou na věku a slouží jako model pro ALS. Pomocí překladu čištění afinity ribozomu a analýzy microarray, MacNair et al. (2016) zjistil, že několik mRNAs byly abnormálně regulována v 10-měsíc-starý symptomatická Tdp43 A315T myší ve srovnání s wildtype ovládání a 5-měsíc-staré presymptomatickými Tdp32 A315T myši. Mezi nesprávně regulovanými mRNA byl Ddx58, který byl u mutantních myší upregulován více než 2krát. Imunohistochemická analýza ukázala abnormálně zvýšenou expresi Ddx58 v cytoplazmě motorických neuronů u 10měsíčních myší Tdp43 a315t. Exprese lidského DDX58 byla také upregulována v motorických neuronech a okolních gliových buňkách v míše sporadických a familiárních pacientů s ALS. RNA imunoprecipitační analýza ukázala, že Ddx58 byl přímým cílem Tdp43 v transfekovaných myších neuroblastomových buňkách.

krystalová Struktura

pochopit synergie mezi helicase a repressor domény pro RNA závazné, a příspěvek z ATP hydrolýzy k RIGI aktivace, Jiang et al. (2011) určila strukturu lidské represorové domény RIGI helicase v komplexu s dsRNA a analogem ATP. Na helicase repressor domény organizuje do kruhu kolem dsRNA, omezení jednom konci, zatímco kontaktování oba prameny pomocí dříve uncharacterized motivy rozpoznat dsRNA. Small-angle x-ray scattering, limitovaná proteolýza a diferenční skenovací fluorimetrie je uvedeno, že RIGI je v rozšířené a flexibilní konformaci, která stlačuje při závazné RNA. Tyto výsledky poskytly podrobný pohled na roli helicase v dsRNA uznání, synergie mezi repressor domény a pro RNA helicase závazné, a organizace celovečerní RIGI váže na dsRNA, a poskytl důkazy o konformační změna na RNA závazné. Struktura REPRESOROVÉ domény RIGI helicase je v souladu s translokací dsRNA bez odvíjení a kooperativní vazby na RNA. Struktura přinesla bezprecedentní vhled do vrozené imunity a měl širší dopad na další oblasti biologie, včetně RNA interference a opravy DNA, které využívají homologní helicase domén s DICER (606241) a FANCM (609644).

Peisley et al. (2014) uvádí, krystalové struktury tetramer lidských RIGI tandemu caspase activation and recruitment domain (2CARD) vázáni 3 řetězy lys63-spojené diubiquitin (K63-Ub2). 2CARD montuje do spirálové tetramer připomínající ‚lock-podložka, v níž tetrameric povrch slouží jako signalizace platforma pro nábor a aktivaci následné signální molekula, MAVS (609676). Ubiquitinové řetězce jsou vázány podél vnějšího okraje spirálové trajektorie, přemostění sousedních podjednotek 2CARD a stabilizace 2card tetrameru. Kombinace strukturálních a funkčních analýz vyplynulo, že závazné avidity diktuje K63-vazby a řetězce-délka specifičnost 2CARD, a to kovalentní ubiquitin konjugační z 2CARD dále stabilizuje Ub-2CARD interakce a tedy 2CARD tetramer.

Singleton-Merten Syndrom 2

Ve velké 4-generace korejské rodiny s glaukomem, aortální a chlopenní kalcifikace, a skeletální anomálie (SGMRT2; 616298), Jang et al. (2015) identifikovala heterozygotnost pro mutaci missense v genu DDX58 (E373A; 609631.0001), která se oddělila od nemoci. Postižení jedinci v jiné korejské rodině se SGMRT2, kteří vykazovali pouze glaukom a skeletální anomálie, byli heterozygotní pro jinou mutaci missense v DDX58(C268F; 609631.0002). Funkční analýza odhalila, že obě mutace poskytují konstitutivní aktivaci a vedou ke zvýšené aktivitě interferonu a expresi genů stimulovaných interferonem.

Sdružení až do Potvrzení

Protože 2 do 10% základní míra selhání očkování proti spalničkám a význam vrozené imunity, aby se zabránilo nebo snížení virové replikace a šíří se, dokud adaptivní imunitní odpověď k eliminaci viru, Haralambieva et al. (2011) provedl komplexní studii asociace kandidátských genů v rasově rozmanité kohortě 745 zdravých školáků v Minnesotě, kteří měli 2 dávky vakcíny proti spalničkám. Varianty v rámci DDX58 byly spojeny s variacemi protilátek specifických pro spalničky u bělochů. Čtyři polymorfismy DDX58 ve vysoké vazebné nerovnováze byly také spojeny s variacemi v sekreci IFNG specifické pro spalničky a IL2 (147680) u bělochů. Adar (146920) varianty také hrály roli při regulaci odpovědí IFNG specifických pro spalničky u bělochů. Dva SNP intronic OAS1 (164350) byly spojeny se zvýšenými hladinami neutralizačních protilátek u afroameričanů. Haralambieva et al. (2011) dospěl k závěru, že více vrozených imunitních genů a genetických variant se pravděpodobně podílí na modulaci adaptivní imunitní odpovědi na živou oslabenou vakcínu proti spalničkám u bělochů a Afroameričanů.

Kato et al. (2005) generoval Rigi-deficientní myši a pomocí buněk z těchto myší zjistil, že Rigi, a nikoli systém TLR, hrál zásadní roli v antivirových odpovědích u fibroblastů a konvenčních dendritických buněk (DCs). V kontrastu, antivirové odpovědi v plasmacytoid DCs, které produkují hojné IFNA (147660), který se používá TLR systém, hlavně Tlr7 (300365) a Tlr9 (605474), spíše než Rigi. Rigi – / – myši zřídka přežily až do narození a histologické vyšetření embryonálních myší day-12.5 ukázalo masivní degeneraci jater. Přeživší měli zpomalený růst a zemřeli do 3 týdnů po narození.

pomocí myší s nedostatkem MDA5 (606951), Kato et al. (2006) ukázalo, že MDA5 a RIG1 rozpoznávají různé typy dvouvláknových RNA: MDA5 rozpoznává kyselinu polyinosin-polycytidylovou a RIG1 detekuje in vitro transkribované dvouvláknové RNA. RNA viry jsou také odlišně rozpoznávány RIG1 a MDA5. Kato et al. (2006) zjistili, že RIG1 je nezbytný pro produkci interferonů v reakci na RNA viry, včetně paramyxoviry, virus chřipky, virus Japonské encefalitidy, vzhledem k tomu, MDA5 je rozhodující pro pikornavirus detekce. Kromě toho jsou myši Rig1-null a Mda5-null vysoce citlivé na infekci těmito příslušnými RNA viry ve srovnání s kontrolními myší. Kato et al. (2006) dospěl k závěru, že jejich údaje společně ukazují, že RIG1 a MDA5 rozlišují různé RNA viry a jsou kritické pro antivirové odpovědi hostitele.