Хорошие новости для тех, кто не любит ходить в спортзал, но при этом мечтает набрать внушительную мышечную массу: австралийские ученые нашли белок, который позволяет увеличить мышцы без изнурительных тренировок, пишет The Daily Mail.

Специалисты из Гарванского института медицинских исследований в Сиднее (Garvan Institute of Medical Research in Sydney) установили, что блокирование функции белка Grb10 у мышей еще на стадии внутриутробного развития приводит к рождению более сильных грызунов - с большим объемом мышечной массы.

Данное исследование имеет важное значение для понимания и разработки новых методов лечения ряда заболеваний, таких как мышечная дистрофия, сахарный диабет 2-го типа и состояния, связанных с воспалением мышечной ткани. Белок Grb10 способствует росту мышц без изменений в уровне физических нагрузок и диеты (не имеет побочных эффектов). "Поняв принцип действия нового механизма, регулирующего рост мышц, нам в результате проведенных исследований удалось выявить новые возможные стратегии наращивания мышечной массы", - комментирует автор работы Лоуэнна Дж.Холт.

Группа ученых под руководством Л.Дж.Холт сравнила две группы мышей: у первой белок Grb10 был, а у второй он не вырабатывался. Эксперты изучили свойства мышц у взрослых и новорожденных грызунов и обнаружили, что увеличение, вызванное дисфункцией Grb10, произошло в основном на стадии внутриутробного развития.

Данные результаты позволяют предположить, что в будущем может появиться возможность управления ростом мышц, что ускорит процесс выздоровления, поскольку регенерация и восстановление мышц аналогичны процессу начального формирования мышц. "Не следует отказываться от посещения спортзала. Если хотите нарастить большие мышцы, классический рецепт остается в силе: поднимайте тяжести, придерживайтесь сбалансированной диеты, достаточно спите и контролируйте гормональный фон", - рекомендует главный редактор журнала FASEB Джеральд Вейссманн.

Исследование австралийских ученых опубликовано в журнале FASEB.

Читать полностью: http://top.rbc.ru/health/04/09/2012/667912.shtml 

 

 

Grb10 Adapter Protein as Regulator of Insulin-Like Growth Factor Receptor Signaling

A. Morrione

J. Cell.Physiol. V. 197, P. 307-311 2003 

 

 

Grb10 член сверхсемейства адапторных белков, которое включает Grb10,Grb7,Grb14 и белок Mig-10 Caenorhabditis elegans. Эти адапторные белки обладают общими гомологичными последовательностями и численно законсервированы по своей молекулярной архитектуре. Они имеют высоко законсервированный src-homology 2 (SH2) домен в С-терминальной части и центральный сегмент, названный Grb/Mig (GM), который включает pleckdtrin homology (PH) домен. N-терминальная богатая пролдином область менее законсервирована в семействе и содержит несколько РХХР мотивов, предполагаемых сайтов связывания для SH3 домен-содержащих белков.

Недавно идентифицирован новый домен между РН и SH2 (BPS) домен. Он перекрывает область примерно в 50 аминокислот, он довольно законсервирован среди адпторных белков семейства Grb10. Предполагается, что BPS домен является принципиальной связывающей областью для insulin-like growth factor receptor (IGF-IR), тогда как функция SH2 домена лишь дополнительная и служит для стабилизации контакта между областью BPS и рецептором. Напротив Grb10 соединяется с insulin receptor (IR) преимущественно с помощью домена SH2, при этом область BPS нужна для стабилизации связи.

Grb10 семейство характеризуется присутствием нескольких сплайс-вариантов. Так, 6 изоформ у Grb10 и 2 у Grb7 и 3 у Grb14. Домен Grb10 SH2 и полной длины Grb10γ являются димерными в растворе при физиологических условиях. Кристаллическая структура при разрешении 1.65 представлена нековалентным димером, чьи интерфейсы несут остатки С-терминальной α спирали, остатки законсервированные в семей2стве, но не др. SH2 домены. Структура Grb10 SH2 домена представляет собой связанные димерные виток(turn)-содержащие фосфотирозиновые мотивы, такие как фосфорилированная активационная петля IGF-IR .

Grb10 ген на хромосоме 11 мыши является матерински экспрессируемым импринтируемым геном (Meg). Материнские удвоения хромосомы 11 проксимальнее точки транслокационного разврыва, вызывает выраженную задержку роста. У людей ген Grb10 каптирован в хромосоме 7р11.2-12 и предполагается, что этот ген м. б. геном-кандидатом, вызывающим синдром Silver-Russel? который характеризуется пре- и постнатальной задержкой роста.

Белок Grb10 был клонирован как партнёр по взаимодействию epidermal growth factor (EGF) рецептора. Позднее было установлено, что Grb10 взаимодействует с и с некоторыми др. тирозин киназными рецепторами. Напр., Grb10 связывает Ret рецепторы, IGF-IR, IR, growth hormont receptor (GHR) и platelet-derived growth factor (PDGF)htwtgnjhs/ Он взаимодействует также с ELK рецепторами BCR-ABL тирозин киназы.

Grb10 SH2 домен взаимодействует с Raf1 и Mek1 киназами независимо от фосфотирозинов, это говорит о том, что этот домен способен также связывать фосфорилированные серины и треонины.

Белки Grb10 фосфорилируются по серинам после стимуляции с помощью EGF, PDGF, FGF и инсулина. Grb10 также управляет субстратом Тес тирозин киназы. Это указывает на фосфорилирование Grb10 по тирозину и связывает этот адапторный белок с передачей сигналов цитокина.

В неактивном состоянии М формирует тетрамеры, с использованием BPS, SH2 и PH доменов, который превращается в мономерную активную форму после стимуляции фактором роста.

 

Role of Grb10 in IGF-I-Induced Mitogenesis

 

Функция различных изоформ Grb10 до конца не выяснена. Установлен эффект mGrb10α на IGF-I-обусловленный клеточный рост. Установлен также ингибирующий эффект на передачу сигналов IR и IGF-IR. С др. стороны были выявлены разные результаты влияния на передачу сигналов IGF-I для человеческого и мышиного варианта. Было показано, что Grb10-РЫ2 пептиды действуют как доминантно негативные Grb10, ингибируя IGF-I-индуцированный синтез ДНК, это указывает на стимулирующий эффект Grb10 на IGF-I-стимулированную пролиферацию клеток. Одним из возможных объяснений этих кажущихся противоречивыми результатами м.б. то, что авт. использовали только синтез ДНК в качестве параметра клеточной пролиферации, а имеются многие примеры клеток, синтезирующих ДНК не делясь. Мы фактически показали, что mGrb10α способствует IGF-I-индуцированному синтезу ДНК в фибробластах эмбрионов мышей, избыточно экспрессирующих Grb10 (р6/Grb10) на том же самом уровне, что и родительские клетки (р6). Было также установлено, что р6/Grb10 клетки затем блокируются между фазой S и G2.

Др. возможным объяснением м.б. то, что использовались разные изоформы Grb10, которые возможно выполняют разные функции и м. конкурировать за общий субстрат. На др. клеточных линиях авт. была подтверждена роль Grb10 в росте клеток, индуцированном с помощью IGF-IR. Полученные данные подтвердили их ранее полученные результаты на фибробластах и расширили их предыдущие исследования на нейрональных и гематопоэтическийх клетках, подчеркнув возможную негативную роль Grb10 в пролиферации, индуцированной IGF-I.

 

Grb10 Down-Stream Signaling

 

Выделена кДНК, кодирующая С2 домен мышиного Neuronal precursor cell-expressed developmentally down-regulated 4 (Nedd4). Nedd4 является Е3 убиквитин протеин лигазой, содержащей также 3 WW домена и гомологичный E6-AP carboxyl-terminus (hect) домен. Мышиный Nedd4 (mNedd4-1) экспрессируется в различных эмбриональных тканях и локализуется в цитоплазме. WW домены Nedd4 крыс, как было показано, взаимодействуют с epithelial sodium channel (ENaC), распознавая богатый пролином мотив PY, и это взаимодействие способствует убиквитинации канала. Nedd4 соединяется также и регулирует стабильность guanine nucleotide exange factor CNrasGEF. Домен С2 Nedd4 связывает фосфолипиды и обеспечивает Са++- зависимую транслокацию в плазматическую мембрану посредством взаимодействия с Annexin XIIIb.

Используя делеционный мутант Grb10 было показано, что SH2 домен Grb10, связывает С2 домен Nedd4. Взаимодействие Grb10 и Nedd4 подтверждено и in vivo: эндогенный Nedd4 формирует постоянный комплекс с Grb10, чьё формирования кальций- и фосфотирозин-независимо. Это указывает на ассоциацию, которая не использует связывающий карман домена SH2, зарезервированный для фосфотирозина.

Ассоциация Grb10/Nedd4 не индуцирует Nedd4-зависимой убиквитинации Grb10 в клетках, а вместо этого служит для локализации Nedd4 на мишенях, таких как IGF-IR, и способствует их убиквитинации. Показано, что Grb10/Nedd4 комплекс индуцирует лиганд-зависимую убиквитинацию IGF-IR. Это вызывает уменьшение количества IGF-IR на клеточной поверхности, указывая тем самым на повышенную скорость IGF-I-зависимой интернализации рецепторов. Убиквитинация IGF-IR ассоциирует также с усилением деградации IGF-IR? обеспечиваемой как протеосомами, так и лизосомами.

Это строго подтверждает, что Grb10 играет роль адаптора в Nedd4-обеспечиваемой убиквитинации IGF-IR. У дрозофилы DNedd4 соединяется с Commissureless, который действует как адаптор для направления Rounabout на интернализацию DNedd4-зависимым способом. Cbl-индуцированная убиквитинация Т клеточных рецепторов ζ (TCRζ) нуждается в адапторной роли Zap-70, это подчёркивает возможно общий альтернативный молекулярный механизм, нуждающийся в присутствии адапторного белка при Е3- обусловленной убиквитинации рецепторных белков.

Эмбриональные фибробласты мыши, избыточно экспрессирующие Grb10, тяжело изменены в отношении IGF-I-стимулируемой клеточной пролиферации. Эти результаты указывают на то, что Grb10, будучи рекрутирован Nedd4, способствует усилению убиквитинации, более быстрой интернализации и последующей усиленной деградации IGF-IR, тем самым негативно регулируя передачу IGF-IR сигналов вниз и митогенез. Эти результаты напоминают негативную роль Cbl ring finger убиквитин лигазы, в митогенезе через посредство рецепторных тирозин киназ, таких как EGFR, PDGFR, CSF-1R и Met. Недавно получены первые указания на возможное вовлечение Nedd4 семейства Е3 убиквитиновых лигаз(hect семейства) в регуляци убиквитинирования и передачи сигналов с помощью тирозин киназных рецепторов.

Предложенная модель представлена на Рис. 2. Домен SH2 Grb10 постоянно связан с С2 доменом Nedd4: после IGF-I стимуляции Grb10 в комплексе с Nedd4 соединяется с активированными IGF-IR? приводя Е3 лигазу в контакт с IGF-IR. Это взаимодействие индуцирует лиганд- зависимую и Nedd4-опосредованную убиквитинацию, усиление интернализауии и деградации IGF-IR итем самым негативно регулирует митогенез.

Grb10 м. также ингибировать передачу сигналов IGF-IR с помощью добавочных механизмов, подобно ингибированию киназной активности рецепторов с помощью связывания Grb10 BPS области или с помощью блокирования ассоциации рецептора с нижестоящими сигнальными молекулами, так как это было предположено Wick et al.(2003), показавшими , что Grb10 конкурирует с IRS-1/2 за связывание IR, ингибьируя таким образом передачу сигналов через IR.

 

Is the Grb10/Nedd4 Complex Regulating IGF-IR Trafficking?

 

Эндоцитоз рецепторных тирозин киназ с помощью покрытых клатрином ямок долгое время рассматривался как пассивный способ интернализации рецепторов. Теперь считается, что очень важны взаимосвязи между убиквитинированием рецепторов, эндоцитозом и лигандом обусловенной передачей сигналов рецепторами. Моно-убиквитинирование белков, по-видимому, необходимо как для сигнальной интернализации различных мембранных белков. Лигандами обусловленное поли-убиквитинирование рецепторных тирозин киназ направляет их на путь эндоцитоза для быстрой деградации, чтобы обеспечить рецепторную десенсибилизацию.

Полученные результаты указывают на то, что комплекс Grb10/Nedd4 м. обеспечивать направление IGF-IR по пути эндоцитоза. N-терминальная область Grb10 содержит NPF мотив, возможно соединяющийся с сайтом для ЕН (Eps15 homology) домен-содержащих белков, подобных Eps15 или Epsins? важных регуляторов эндоцитоза трансмембранных рецепторов.