Bcl2

Данная страница посвещена белку Bcl2
Поиск информации по данному белку осуществлялся при помощи базы данных PubMed.
Ниже представлены используемые при поиске запросы, ссылка на открутую коллекцию статей по данной тематике, а также краткое описание функций белка.

Запрос	Запрос как его понял PubMed из Search details	Всего находок	Всего в открытом доступе	Всего обзоров
(Bcl2[Title]) AND apoptosis[Title]	Bcl2[Title] AND apoptosis[Title]	90	41	6
(Bcl2[Title]) AND apoptosis AND ("Nature"[Journal] OR "Cell"[Journal])	Bcl2[Title] AND ("apoptosis"[MeSH Terms] OR "apoptosis"[All Fields]) AND ("Nature"[Journal] OR "Cell"[Journal])	3	1	0
(Bcl2[Title]) AND function[Title]	Bcl2[Title] AND function[Title] AND "loattrfree full text"[sb]	9	6. В PubMed Central - 5	1
	Related citation статьи Regulated cell death pathways: new twists in modulation of BCL2 family function. Sasi N, Hwang M, Jaboin J, Csiki I, Lu B. на статью: Bcl-2 family proteins and cancer. Yip KW, Reed JC.		Хотя это и не указано явно, обзор является открытым.
(Bcl2[Title]) AND function AND properties	Bcl2[Title] AND ("physiology"[Subheading] OR "physiology"[All Fields] OR "function"[All Fields] OR "physiology"[MeSH Terms] OR "function"[All Fields]) AND properties[All Fields]	17	9	1

Наилучшим, с точки зрения количества доступных и информативных статей, оказался запрос: (Bcl2[Title]) AND function[Title]

Ссылка на открытую коллекцию статей по данной тематике: View my collection, "bcl2" from NCBI

Краткое описание статьи: Upregulation of Bcl2 inhibits apoptosis-driven BAX insertion but favors BAX relocalization in mitochondria. O. Teijido, L. Dejean

Введение

Использована информация из статей [1], [2], [3].

Bcl2 - это семейство про- и противоонкогенных белков, которые участвуют в регуляции митохондриального каскада апоптоза - программируемой клеточной смерти. Свое название это семейство получило по первому найденному белку, который, в свою очередь, был назван по объекту исследования, заболеванию - B-cell lymphoma 2. Как считается, белки данного семейства играют ключевую роль в определении судьбы клетки, см рис 1.

Рис 1 [2]. Показана ключевая роль Bcl2 в регуляции апоптоза, программируемого некроза и аутофагии.

Экспериментально было показано, что судьба клеток зависит от отношения количеств белка Bcl2 (и некоторых других) и белка BAX (и некоторых других). По имеющимся данным была разработана, так называемая, теория реостата, отражающая ключевыю роль отношения количеств белков. Согласно теории, различные апоптогенные стимулы некоторым образом активируют белок BAX, который повышает проницаемость митохондриальной мембраны. В результате чего, при повышеннии концентрации кальция внутри митохондрий, из них начинает выходить цитохром с, который взаимодействует с комплексом APAF-1. Полученный комплекс способствует образованию крупных мультиферментных комплексов - апаптосом, которые, в свою очередь, активируют каспазу-9, которая и запускает каспазный каскад, приводящий к апоптозу. Сами по себе, каспазы, это цистеиновые протеиназы. Конечными целями каспаз являются белки ядерной ламины, ингибиторы ДНКаз и многие другие мишени. Упрощенная схема апоптоза представлена на рис 2. [1]

Рис 2 [1]. На иллюстрации представлены два главных путя ведущих к апоптозу и их взаимодействие. DISC: сигнальный комплекс, индуцирующий смерть клетки, FADD: FAS-связанный белок, имеющий домен смерти, TRAIL: TNF-зависимый лиганд, индуцирующий апоптоз, APAF-1: фактор, активирующий протеазы апоптоза, IAP: ингибитор белков апоптоза.

Материалы и методы:

В экспериментах были использованы линии гемопоэтических (кроветворных) клеток FL5.12 с повышеными уровнями экспресии Bcl2 и Bcl2-G145E. В культурах данных клеток искусственно вызывался апоптоз.

Уровень выхода цитохрома с из митохондрий исследуемых клеток количественно оценивался при помощи иммуноферментного анализа (ИФА, ELISA).

В эксперименте, для анализа, из клеток были выделены митохондрии.

Для выделения встроенного во внешнюю мембрану митохондрий белка BAX использовали центрифугирование, перед этим, удаляя все непрочно связанные с мембраной белки щелочью (0.1 M Na2CO3, pH 11).

Для получения различных клеточных фракций использовали центрифугирование. Для выделения тотального клеточного белка использовали 30-минутное инкубирование в литическом буфере (1% (v/v) Triton X-100).

Для иммуноферментного анализа использовались первичные и вторичные антитела. Первичные - anti Bax (N20, Santa Cruz Biotechnology, Inc., 1:2500), anti VDAC1 (Ab-1, Calbiochem, 1:2500), anti Bcl2 (C2, Santa Cruz Biotechnology, Inc., 1:2000). Вторичные антитела: goat anti-rabbit (1:5000) and anti-mouse (1:2500) HRP-coupled (Santa Cruz Biotechnology, Inc.).

Для количественного анализа митохондриального VDAC1 и встроенного во внешнюю мембрану митохондрий белка BAX использовался Вестерн-блоттинг, с последующей обработкой изображени в Image J. Для каждого образца определялось среднее отношения количеств BAX к VDAC1. Полученные BAX/VDAC1 отношения нормировались на аналогичное, полученное для контрольной линии клеток.

После определения тотальной концентрации белка BAX в митохондриальной мембране, при помощи иммунопреципетации было измерено количество характерной для апоптоза формы BAX.

Результаты:

В клетках с повышенным уровнем экспресии Bcl2, при искусственном запуске апоптоза, наблюдался пониженный уровень выхода цитохрома с из митохондрий (на 90% меньше), по сравнению с контролем, что согласуется с данными о том, что Bcl2 снижает проницаемость мембраны митохондрий.
Кроме того, в таких клетках наблюдалось снижение количества белка BAX во внешней митохондриальной мембране (на 70%). Сдругой стороны, между исследуемой линией и контролем не было замечено различий в уровене формы BAX, характерной для апоптоза. Эти данные показывают, что сверхэкспрессия Bcl2 ингибирует во время апоптоза не только выход цитохрома с в цитоплазму, но и мешает встраиванию BAX в митохондриальную мембрану.

Общее количество белка BAX при вызванном апоптозе в контрольной линии клеток и в линии с повышенным уровнем Bcl2 мало отличалось. Однако, отношение цитозольного и митохондриального BAX в Bcl2 линии было значительно сдвинуто в пользу митохондрий, что говорит о том, что Bcl2 участвует в таком перераспределении.

Для оценки того, на сколько белок-белковые взаимодействия между Bcl2 и BAX участвуют в перераспределении последнего, была получена линия клеток с мутантным но сверхэкспрессируемым Bcl2. При искусственной индукции апоптоза в таких клетках, не было зарегистрировано, характерного для немутантных клеток, перераспределения BAX. Следовательно, физическое взаимодействие между белками необходимо для этого процесса.

Обсуждение:

Для закрепления во внешней мембране митохондрий, белок BAX использует различные белковые транспортеры, в норме функционирующие в клетках. При этом, происходит характерная конформационная перестройка белка - экспозиция скрытого N-конца. Считается, что такая перестройка стабилизирует комплекс.

Рис 3 [3]. Предполагаемое участие BAX в апоптозе. А - конформационная перестройка белка. В - адрессация BAX во внешней митохондриальной мембране. С - формирование канала, способствующего выходу цитохрома с из митохондрий.

Также, было показано, что белок Bcl2 имеет гомологию с некоторыми белками-транспортерами. Исходя из этого, предполагается, что Bcl2 служит ловушкой для BAX, путающего его со своей настоящей мишенью. В этой связи становится понятным, почему в клетках со сверхэкспрессией Bcl2 количество измененного BAX не ниже, а даже выше, чем в контроле: Bcl2 связывает BAX, не позволяя ему нарушить проницаемось митохондриальной мембраны, а конформационная перестройка стабилизирует белковый комплекс.

Список литературы:

The Role of BCL2 Family of Apoptosis Regulator Proteins in Acute and Chronic Leukemias.
Flora Tzifi, Christina Economopoulou, Dimitrios Gourgiotis, Alexandros Ardavanis, Sotirios Papageorgiou, and Andreas Scorilas.

Regulated cell death pathways: new twists in modulation of BCL2 family function.
Sasi N, Hwang M, Jaboin J, Csiki I, Lu B.

Variations in the rheostat model of apoptosis: what studies of retinal ganglion cell death tell us about the functions of the Bcl2 family proteins.
Nickells RW.