Kwartalnik
Polskiego
Towarzystwa
Biochemicznego
Polish
Biochemical
Society
Quarterly


Numer bieżący:
Postępy Biochemii
Nr 4/2018 (Tom 64)

Current number Biochemistry:
issue 4, 2018 (vol.64)



Następny numer: 1 /2019 (Tom 65)

Advances in Biochemistry:
issue 4, 2019 (vol.65)




Białka z rodziny Vps13: od funkcji molekularnej do patogenezy chorób neurodegeneracyjnych

Proteins from Vps13 family: from molecular function to pathogenesis of neurodegenerative disorders

 

Joanna Kamińska, Damian Kołakowski

Instytut Biochemii i Biofizyki PAN, Warszawa

Institute of Biochemistry and Biophysics PAS, 5a Pawińskiego St., 02-106 Warsaw, Poland

 

Artykuł otrzymano 25 maja 2018 r.
Artykuł zaakceptowano 16 lipca 2018 r.

Received May 25, 2018
Accepted July 16, 2018

 

 

STRESZCZENIE Grupa białek Vps (ang. vacuolar protein sorting) zaangażowanych w transport do wakuoli została odkryta u drożdży Saccharomyces cerevisiae. Wśród białek Vps, jest rodzina Vps13, której przedstawiciele występują u organizmów z różnych grup systematycznych. U drożdży jest jedno białko Vps13, a u ludzi są cztery Vps13 – hVps13A-D. Są to białka duże, o charakterystycznej budowie domenowej. Mutacje w genach hVPS13 są powiązane z rzadkimi chorobami neurodegeneracyjnymi: pląsawicą-akantocytozą (hVPS13A), zespołem Cohena (hVPS13B/COH1), usposabiają do wczesnej choroby Parkinsona (hVPS13C) i prowadzą do ataksji/kurczowego porażenia kończyn (hVPS13D). Brak jasnych kryteriów diagnostycznych, szerokie spektrum niespecyficznych objawów powodują, że chorzy z neurodegeneracją są często źle diagnozowani i trudno jest określić liczbę pacjentów z mutacjami w genach hVPS13. Istotność białek z rodziny Vps13 dla zdrowia ludzi nakierowuje badania na poznanie ich funkcji molekularnej, która jest nieznana. Badania najczęściej prowadzone są w modelowych układach doświadczalnych, w których wywołano deficyt tych białek na drodze delecji lub wyciszenia ekspresji odpowiednich genów oraz na komórkach pochodzących od pacjentów. Opisano wiele zmian na poziomie komórkowym wywołanych brakiem białek Vps13, które dotyczą transportu komórkowego białek między cysternami aparatu Golgiego, błoną komórkową i endosomami, funkcjonowania mitochondriów i organizacji cytoszkieletu komórkowego, głównie aktynowego. Nie wiadomo jednakże, które zmiany są zmianami pierwotnymi, a które wtórnymi, kompensacyjnymi. Ostatnio badania na drożdżach pokazały Vps13, jako białko zlokalizowane w miejscach kontaktu błon, strukturach zapewniających wymianę metabolitów między różnymi organellami. Taka lokalizacja wydaje się być kluczowa dla funkcji Vps13. Na podstawie danych literaturowych proponujemy hipotezę o aktywnym udziale białek Vps13 w wymianie lipidów między błonami organelli w miejscach kontaktu błon, która tłumaczy większość fenotypów obserwowanych przy braku białka Vps13.

ABSTRACT The Vps (vacuolar protein sorting) group of proteins was identified in yeast Saccharomyces cerevisiae. Among the Vps proteins, there is the Vps13 family, proteins of which are present in organisms from different systematic groups. In yeast there is only one Vps13 protein, while in humans there are four Vps13 family members - hVps13A-D. These are large proteins of characteristic domain structure. Mutations in hVPS13 genes are linked to rare neurodegenerative disorders: chorea-acanthocytosis (hVPS13A), Cohen syndrome (hVPS13B), predispose to early onset into Parkinson disease (hVPS13C) and lead to ataxia/spastic paraplegia (hVPS13D). Lack of clear diagnostic criteria and broad spectrum of nonspecific symptoms cause the misdiagnosis of several patients with neurodegeneration and it is difficult to estimate the number of individuals with mutations in hVPS13 genes. The importance of Vps13 family proteins for human health turns interest of research on finding Vps13 protein function, which remains unknown. The research is mostly performed on several experimental models in which deficit of those proteins was acquired by deletions or gene expression silencing, or on cells from patients. Several changes were found in cells lacking Vps13 proteins on cellular level, such as changes in intracellular protein trafficking between Golgi apparatus, plasma membrane and endosomes, changes in mitochondria functioning and changes in organization of cytoskeletons, mainly actin cytoskeleton. However, it is unknown which alterations are primary and which secondary, compensatory. Recently research done on yeast revealed that Vps13 is a protein of the membrane contact sites, the structures involved in exchange of metabolites between different organelles. Such localization seems to be essential for Vps13 function. Based on literature we propose a hypothesis that Vps13 might actively participate in exchange of the lipids between membranes of organelles in membrane contact sites what could explain most of the phenotypes caused by lack of Vps13 protein.

Kwartalnik "Postępy Biochemii" jest wydawany z pomocą finansową Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego. Indeksowany w Medline i Agrolibrex.

"Postępy Biochemii" a quarterly published with financial support of the Ministry of Science and Higher Education of the Republic of Poland. Indexed in Medline and Agrolibrex.

Copyright © by Pawel Pomorski and Polish Biochemical Society 2009-2016