CPEB белок: прионоподобные свойства
Прионы и амилоиды не всегда являются патогенами, в различных организмах существует большое количество глутамин-аспарагин богатых белков, которые потенциально могут менять свою функцию в клетке в зависимости от того, в каком состоянии белок находится - нативном или агрегированном.
Распространенность и значимость прионов у низших эукариот возможно говорит о том, что и у высших организмов прионы тоже могут служить выполнению физиологических функций. PrР не единственный белок высших эукариот, обладающий прионными свойствами.
Были найдены прионоподобные характеристики у нейрональной изоформы белка CPEB (cytoplasmic polyadenilation element binding protein) улитки Aplysia californica ( Si et al., 2003 ). Он является трансляционным активатором "молчащих" мРНК, стимулирующим цитоплазматическое полиаденилирование, и таким образом активирующий трансляцию. Цитоплазматическое полиаденилирование происходит при связывании CPEB с CPE (cytoplasmic polyadenylation element), который находится в 3'- нетранслируемом районе активируемой мРНК ( Hake and Richter, 1994 ).
Анализ CPEB в дрожжевых клетках выявил прионоподобные свойства белка. N-концевой район CPEB сильно обогащен остатками глутамина и аспарагина (48% Q + N), что и позволило предположить его способность к прионизации. Показано также, что CPEB связывается с сигнальной последовательностью мРНК - CPE в олигомерном (прионоподобном) состоянии и активирует трансляцию "молчащей" мРНК. Такое состояние CPEB наследуется доминантно и передается при цитодукции (передаче цитоплазмы). Выяснилось также, что уровень CPEB повышается при действии серотонина - медиатора, принимающего участие в процессах, связанных с обучением ( Si et al., 2003 ). Предложена модель, в которой в результате увеличения уровня экспрессии нейронального CPEB возможна прионизация CPEB. Вследствие чего может локально активироваться трансляция "молчащих" мРНК. Такая передача сигнала с помощью прионного перехода имеет то преимущество, что, как только достигнуто прионное состояние, оно способно самоподдерживаться без внесения дополнительных стимулов. То есть сигнал, пришедший один раз, "сохраняется" и действует в течение длительного времени.
Прионные свойства CPEB в нейронах Aplysia californica пока еще не доказаны. На сегодняшний день известны четыре гена CPEB в нейронах гиппокампа мышей ( Theis et al., 2003 ). Продукт одного из них ( CPEB-3 ) имеет N-концевой глутамин-богатый домен, у продукта другого гена ( CPEB-4 ) есть пролин-богатый участок на N-конце, и оба они агрегирует при экспрессии в дрожжевых клетках и в культуре нейронов ( Allen et al., 2005 ).
