研究揭示FAM53C在調節DYRK1A中的作用

最近的一項研究揭示了FAM53C在調節DYRK1A中的作用，為唐氏綜合征的細胞機制和潛在的臨床意義提供了新的見解。

唐氏綜合癥是一種由細胞分裂和分化異常引起的先天性疾病，最常見于神經發育遲緩和其他健康并發癥的新生兒。

遺傳缺陷導致蛋白激酶DYRK1A功能障礙，該蛋白激酶編碼于21號染色體上，與唐氏綜合征和自閉癥譜系障礙密切相關。DYRK1A作為治療多種疾病的靶分子備受關注，但調節DYRK1A酶的具體細胞機制尚不清楚。

現在，京都大學的研究人員已經確定了FAM53C蛋白及其抑制DYRK1A的作用，這種抑制作用使細胞質內的蛋白激酶失去活性。

細胞質中與FAM53C結合的DYRK1A活性較低。細胞核中未與FAM53C結合的DYRK1A是高度活躍的。功能異常引起各種神經精神發育和功能障礙。圖片來源:京都/富山樂司/宮田佳彥

“我們的發現證明了DYRK1A細胞內調節機制在神經精神系統正常發育和功能中的重要作用，”京都大學生物研究研究生院的**作者Yoshihiko Miyata說。“人類大腦高度復雜的發育和活動的分子調控令我著迷，除了神經精神癥狀外，唐氏綜合癥還可能導致早發性阿爾茨海默病、2型糖尿病和面部發育不良。鑒于DYRK1A的重要性，我們已經探索了作為其相互作用對應物的潛在分子。”

DYRK1A控制許多生物功能，包括神經系統的發育和功能。在細胞水平上，這種關鍵蛋白磷酸化細胞質和細胞核中的各種其他蛋白，以調節細胞周期、細胞分化、細胞骨架形成和DNA損傷反應。

在之前的一項研究中，Miyata的團隊確定DCAF7/WDR68是DYRK1A的主要結合蛋白，隨后使用質譜法發現了其他調節DYRK1A功能和細胞位置的相互作用蛋白。值得注意的是，結構靈活的FAM53C蛋白直接與DYRK1A負責蛋白磷酸化的區域結合。這種相互作用降低了DYRK1A的激酶活性，將DYRK1A牢牢地固定在細胞質內而細胞核外，就像在正常腦組織中一樣。

“FAM53C介導的蛋白激酶活性調節可能會顯著影響由DYRK1A正常和異常水平引起的基因表達調節，這給我們提供了許多潛在的臨床見解，”Miyata建議。

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