1 DKK - DKK1
Dickkopf-related protein 1 ist ein Protein , das beim Menschen vom DKK1- Gen kodiert wird .
Funktion
Dieses Gen kodiert für ein Protein, das zur Familie der Dickkopfs gehört. Es ist ein sezerniertes Protein mit zwei Cystein- reichen Regionen und ist durch seine Hemmung des Wnt-Signalwegs an der Embryonalentwicklung beteiligt . Dickkopf WNT Signaling Pathway Inhibitor 1 (Dkk1) ist ein proteinkodierendes Gen, das vom vorderen viszeralen Endoderm aus wirkt . Das von DKK1 kodierte Dickkopf-Protein ist ein Antagonist des Wnt/β-Catenin-Signalwegs, der durch die Isolierung des LRP6 -Korezeptors wirkt, sodass er bei der Aktivierung des WNT-Signalwegs nicht helfen kann. Es wurde auch gezeigt, dass DKK1 den Wnt/β-Catenin-Weg durch eine Verringerung von β-Catenin und eine Erhöhung der OCT4-Expression antagonisiert. Diese Hemmung spielt eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung von Herz, Kopf und Vordergliedmaßen während der anterioren Morphogenese des Embryos.
Interaktionen
Es wurde gezeigt , dass DKK1 mit LRP6 interagiert und ein hochaffiner Ligand von Kremen - Proteinen ist .
Klinische Bedeutung
Erhöhte DKK1-Spiegel im Knochenmark, Plasma und peripherem Blut sind bei Patienten mit multiplem Myelom mit dem Vorliegen von osteolytischen Knochenläsionen verbunden . Aufgrund der Rolle von DKK1 beim entzündungsinduzierten Knochenabbau wird DKK1 als Ziel für therapeutische Strategien in Medizin und Zahnmedizin untersucht.
Tierstudien
Wissenschaftler haben ein DKK1-Knockout-Modell in Mäusen erstellt, das die Auswirkungen dieses Gens aufzeigte. Alle Mäuse, die für den DKK1-Knockout homozygot waren, waren bei der Geburt aufgrund von Defekten im Schädel und Strukturen, die durch die Neuralleiste gebildet wurden, wie Fehlentwicklung der Augen, Geruchsplakoden, frontonasale Masse und Unterkieferfortsätze sowie unvollständige Entwicklung der Vorder- und Mittelhirn und Verschmelzung der Finger der Vorderbeine. Diese Beweise unterstützen die Idee, dass die Hemmung des Wnt-Signalwegs durch DKK1 entscheidend für die richtige Entwicklung des Schädels ist.
In-vitro-Studien
DKK1 ist eines der am stärksten hochregulierten Gene bei Androgen-potenzierter Glatzenbildung, wobei die DKK-1- Messenger-RNA einige Stunden nach der DHT-Behandlung von Haarfollikeln an der dermalen Papille in vitro hochreguliert wird . Neutralisierender Antikörper gegen DKK-1 kehrte die DHT-Wirkung auf Keratinozyten der äußeren Wurzelscheide um. Die DKK-1-Expression wird in vitro durch L-Threonat abgeschwächt , wobei letzteres ein Metabolit von Ascorbat ist .
DKK1 und Alzheimer
Die Alzheimer-Krankheit tritt aufgrund der Überproduktion von β-Amyloid-Peptid (βAP) auf, die sich zusammenballen, um Plaques zwischen Neuronen im Gehirn zu bilden und die Zellfunktion zu stören. Darüber hinaus kommt es innerhalb des Neurons zu einer Anhäufung neurofibrillärer Knäuel von hyperphosphoryliertem Tau. Der Wnt-Signalweg ist entscheidend für Gehirnentwicklungsprozesse, zu denen die Proliferation und Differenzierung von Neuronen sowie die Migration von Neuroblasten und die Führung von Axonen gehören. Bei Alzheimer-Patienten wurde eine Herunterregulierung dieser Signalübertragung als Folge hoher DKK1-Spiegel gezeigt. Aufgrund der durch DKK1 induzierten Hyperphosphorylierung kann Tau nicht mit neuronalen Mikrotubuli interagieren, wodurch der axonale Transport beeinträchtigt wird, was zu synaptischem Verlust und neuronaler Apoptose führt. Aufgrund seiner antagonistischen Wirkung auf den Wnt-Signalweg wird angenommen, dass DKK1 ein häufiger Marker für den neuronalen Tod bei neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer ist.
Verweise
Weiterlesen
- Fedi P, Bafico A, Nieto Soria A, Burgess WH, Miki T, Bottaro DP, et al. (Juli 1999). "Isolierung und biochemische Charakterisierung des humanen Dkk-1-Homologs, eines neuen Inhibitors der Wnt-Signalgebung bei Säugetieren" . Die Zeitschrift für biologische Chemie . 274 (27): 19465–72. doi : 10.1074/jbc.274.27.19465 . PMID 10383463 . S2CID 39562013 .
- Krupnik VE, Sharp JD, Jiang C, Robison K, Chickering TW, Amaravadi L, et al. (Oktober 1999). „Funktionale und strukturelle Vielfalt der menschlichen Dickkopf-Genfamilie“. Gene . 238 (2): 301–13. doi : 10.1016/S0378-1119(99)00365-0 . PMID 10570958 .
- Roessler E., Du Y, Glinka A, Dutra A, Niehrs C, Münke M (2000). "Die genomische Struktur, die Chromosomenposition und die Analyse des menschlichen DKK1-Kopfinduktorgens als Kandidat für Holoprosenzephalie" . Zytogenetik und Zellgenetik . 89 (3–4): 220–4. doi : 10.1159/000015618 . PMID 10965128 . S2CID 22763213 .
- Mao B, Wu W, Li Y, Hoppe D, Stannek P, Glinka A, Niehrs C (Mai 2001). „LDL-Rezeptor-verwandtes Protein 6 ist ein Rezeptor für Dickkopf-Proteine“. Natur . 411 (6835): 321–5. Bibcode : 2001Natur.411..321M . doi : 10.1038/35077108 . PMID 11357136 . S2CID- 4323027 .
- Semënov MV, Tamai K, Brott BK, Kühl M, Sokol S, He X (Juni 2001). "Der Kopfinduktor Dickkopf-1 ist ein Ligand für den Wnt-Korezeptor LRP6" . Aktuelle Biologie . 11 (12): 951–61. doi : 10.1016/S0960-9822(01)00290-1 . PMID 11448771 . S2CID 15702819 .
- Zorn AM (August 2001). "Wnt-Signalisierung: antagonistischer Dickkopfs" . Aktuelle Biologie . 11 (15): R592-5. doi : 10.1016/S0960-9822(01)00360-8 . PMID 11516963 . S2CID 14970864 .
- Shou J, Ali-Osman F, Multani AS, Pathak S, Fedi P, Srivenugopal KS (Januar 2002). "Humanes Dkk-1, ein Gen, das einen Wnt-Antagonisten codiert, reagiert auf DNA-Schäden und seine Überexpression sensibilisiert Gehirntumorzellen für Apoptose nach einer Alkylierungsschädigung der DNA" . Onkogen . 21 (6): 878–89. doi : 10.1038/sj.onc.1205138 . PMID 11840333 .
- B. Mao, W. Wu, G. Davidson, J. Marhold, M. Li, B.M. Mechler et al. (Juni 2002). „Kremen-Proteine sind Dickkopf-Rezeptoren, die die Wnt/Beta-Catenin-Signalgebung regulieren“. Natur . 417 (6889): 664–7. Bibcode : 2002Natur.417..664M . doi : 10.1038/nature756 . PMID 12050670 . S2CID 4418943 .
- Aguilera O, Fraga MF, Ballestar E, Paz MF, Herranz M, Espada J, et al. (Juli 2006). "Epigenetische Inaktivierung des Wnt-Antagonisten DICKKOPF-1 (DKK-1)-Gen bei humanem Dickdarmkrebs" . Onkogen . 25 (29): 4116–21. doi : 10.1038/sj.onc.1209439 . PMID 16491118 .
- Brott BK, Sokol SY (September 2002). „Regulation der Wnt/LRP-Signalgebung durch unterschiedliche Domänen von Dickkopf-Proteinen“ . Molekular- und Zellbiologie . 22 (17): 6100–10. doi : 10.1128/MCB.22.17.6100-6110.2002 . PMC 133995 . PMID 12167704 .
- Gregory CA, Singh H, Perry AS, Prockop DJ (Juli 2003). „Der Wnt-Signalhemmer Dickkopf-1 wird für den Wiedereintritt in den Zellzyklus von humanen adulten Stammzellen aus dem Knochenmark benötigt“ . Die Zeitschrift für biologische Chemie . 278 (30): 28067–78. doi : 10.1074/jbc.M300373200 . PMID 12740383 .
- Tian E, Zhan F, Walker R, Rasmussen E, Ma Y, Barlogie B, Shaughnessy JD (Dezember 2003). „Die Rolle des Wnt-Signalantagonisten DKK1 bei der Entwicklung von osteolytischen Läsionen beim multiplen Myelom“. Das New England Journal of Medicine . 349 (26): 2483–94. doi : 10.1056/NEJMoa030847 . PMID 14695408 .
- Y. Yamaguchi, S. Itami, H. Watabe, K. Yasumoto, ZA Abdel-Malek, T. Kubo et al. (April 2004). "Mesenchymal-epitheliale Interaktionen in der Haut: erhöhte Expression von Dickkopf1 durch palmoplantare Fibroblasten hemmt das Wachstum und die Differenzierung von Melanozyten" . Die Zeitschrift für Zellbiologie . 165 (2): 275–85. doi : 10.1083/jcb.200311122 . PMC 2172049 . PMID 15117970 .
- Caricasole A, Copani A, Caraci F, Aronica E, Rozemuller AJ, Caruso A, et al. (Juni 2004). „Induction of Dickkopf-1, eine negativen Modulator des Wnt - Signalweg ist mit neuronaler Degeneration bei der Alzheimer-Gehirn assoziiert“ . Die Zeitschrift für Neurowissenschaften . 24 (26): 6021–7. doi : 10.1523/JNEUROSCI.1381-04.2004 . PMC 6729239 . PMID 15229249 .
- Colland F, Jacq X, Trouplin V, Mougin C, Groizeleau C, Hamburger A, et al. (Juli 2004). "Funktionale Proteomik-Kartierung eines menschlichen Signalweges" . Genomforschung . 14 (7): 1324–32. doi : 10.1101/gr.2334104 . PMC 442148 . PMID 15231748 .
- Zhang Z, Henzel WJ (Oktober 2004). "Signalpeptidvorhersage basierend auf der Analyse experimentell bestätigter Spaltungsstellen" . Proteinwissenschaft . 13 (10): 2819–24. doi : 10.1110/ps.04682504 . PMC 2286551 . PMID 15340161 .
- A. Niida, T. Hiroko, M. Kasai, Y. Furukawa, Y. Nakamura, Y. Suzuki et al. (November 2004). „DKK1, ein negativer Regulator des Wnt-Signalwegs, ist ein Ziel des Beta-Catenin/TCF-Signalwegs“ . Onkogen . 23 (52): 8520–6. doi : 10.1038/sj.onc.1207892 . PMID 15378020 .
- Lee AY, He B, You L, Xu Z, Mazieres J, Reguart N, et al. (Oktober 2004). "Dickkopf-1 antagonisiert die Wnt-Signalgebung unabhängig von Beta-Catenin im menschlichen Mesotheliom". Biochemische und biophysikalische Forschungskommunikation . 323 (4): 1246–50. doi : 10.1016/j.bbrc.2004.09.001 . PMID 15451431 .