Báo cáo khoa học: MINIREVIEW – Protein tyrosine phosphatases

Protein tyrosine phosphatases: dual-specificity phosphatases in health and disease

Tác giả: Rafael Pulido and Rob Hooft van Huijsduijnen

Lĩnh vực: Sinh hóa, Sinh học phân tử, Y học

Nội dung tài liệu:

Nghiên cứu này tổng quan về các protein tyrosine phosphatase phân chia kép (DSPs), một phân nhóm của protein tyrosine phosphatases (PTPs). DSPs có khả năng dephosphoryl hóa các gốc phospho-Tyr, phospho-Ser và cả các chất nền không phải protein, bao gồm cả lipid và carbohydrate. Các DSPs đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa các quá trình thiết yếu của sự phát triển, từ phôi thai đến các chức năng sau sinh, bao gồm cả đáp ứng miễn dịch. Nhiều gen DSPs có liên quan đến các bệnh lý di truyền và mắc phải ở người, bao gồm các rối loạn liên quan đến khối u, bệnh thần kinh, bệnh cơ và các bệnh lý tim mạch, viêm nhiễm. Sự liên quan này thể hiện từ các đột biến gây bệnh cho đến các đa hình nucleotide đơn làm tăng nguy cơ bệnh, hoặc hiện tượng nhân bản gen (thường gặp trong ung thư). Việc làm sáng tỏ vai trò của DSPs trong bệnh lý là một thách thức. Hoạt động của các enzyme này được điều hòa ở nhiều cấp độ và chúng là một phần của mạng lưới tín hiệu phức tạp. Bài tổng quan này xem xét kiến thức hiện tại về vai trò của các DSPs dựa trên cysteine trong sức khỏe và bệnh tật, cũng như tiềm năng của chúng như các mục tiêu điều trị.

Mục lục chi tiết: (Trích xuất tự động từ file gốc)

• MINIREVIEW
• Protein tyrosine phosphatases: dual-specificity phosphatases in health and disease
• Keywords
• Correspondence
• Abbreviations
• Dual-specificity phosphatases (DSPs) constitute a subfamily of protein tyrosine phosphatases (PTPs) that dephosphorylates phospho-Tyr, phospho-Ser and nonproteinaceous substrates. DSPs are involved in the regulation of both developmental and postnatal essential processes, such as early embryogenesis, placental development and immune responses. Several DSP genes are implicated in familial and sporadic human diseases, including tumor-related, neurological and muscle disorders, and cardiovascular and inflammatory diseases. This association ranges from disease-causative mutations to disease-risk-prone single-nucleotide polymorphisms, promoter methylation or gene duplication (most often in cancer). Deconvolution of the role of DSPs in disease is challenging. The enzymes’ activities are regulated at many levels and they form part of extensive, intricate networks with other signaling components. Here, we review current knowledge of the role of cysteine-based PTP-domain DSPs in health and disease, and their suitability as putative therapeutic targets for drugs is discussed.
• Mammalian class I cysteine-based dual-specificity phosphatases (DSPs) constitute a broad family of protein tyrosine phosphatases (PTPs), both in number and diversity. PTP domain class I DSPs differ from classical PTPs in that they can dephosphorylate phospho-Tyr, phospho-Ser and phospho-Thr residues, as well as non-proteinaceous substrates, including signaling lipids and complex carbohydrates. DSPs are nontransmembrane proteins (with the exception of TPIP and TPTE) that contain a single catalytic domain, and their modular structure ranges from the ‘minimal PTP core’ of the small atypical DSPs to the multimodular structure of some large myotubularins. DSPs can be clustered in several groups that include MAP-kinase phosphatases (MKPs), myotubularins (MTMs), PTEN-related phosphatases, slingshots (SSHs), PRLs, CDC14s and a heterogenous group named atypical DSPs [1]. The involvement of some of these DSPs in human disease is well established, because their genes (PTEN, MTMs, laforin) are targeted by mutations in sporadic tumors or in the germline of patients with hereditary disorders. In addition, recent findings indicate that many other
• MKP-1/DUSP1
• MKP-3/DUSP6
• Table 1. Functional properties and relation with human disease of DSPs. EAE, experimental autoimmune encephalitis; RA, rheumatoid arthritis; XLMTM, X-linked myotubular myopathy.
• Fig. 1. DSPs in human disease. (A) Putative role of class I cysteine-based DSPs in human disease. The involvement of MKP-1/DUSP1, MKP-3/DUSP6, MKP-5/DUSP10 and Pac-1/DUSP2 in human disease is mainly based on the phenotype of knockout mice. The involvement of MKP-8/DUSP26 and PRLs in cancer is based on the high expression and function of these DSPs in tumor samples and/or tumor cell lines. (B) Class I cysteine-based DPS mutated in human disease. The functional properties altered in disease of MTMs, laforin, and PTEN are indicated. In bold are shown the major diseases caused by mutations in the DSP genes.
• Conclusions
• Acknowledgements
• References