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Receptor quinasa 1 acoplado a proteína G
Identificadores
SímboloGRK1
Alt. simbolosRHOK
Gen NCBI6011
HGNC10013
OMIM180381
RefSeqNM_002929
UniProtQ15835
Otros datos
Número CE2.7.11.14
LugarChr. 13 q34
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La rodopsina quinasa ( EC 2.7.11.14 , varilla de opsina quinasa , receptor quinasa 1 acoplado a proteína G , GPCR quinasa 1 , GRK1 , opsina quinasa , opsina quinasa (fosforilante) , rodopsina quinasa (fosforilación) , RK , STK14 ) es una serina / proteína quinasa específica de treonina involucrada en la fototransducción . [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] Esta enzima cataliza lo siguientereacción química :

ATP + rodopsina ADP + fosfo-rodopsina

Las mutaciones en la rodopsina quinasa están asociadas con una forma de ceguera nocturna llamada enfermedad de Oguchi . [9]

Función y mecanismo de acción [ editar ]

La rodopsina quinasa es un miembro de la familia de las quinasas receptoras acopladas a proteína G y se denomina oficialmente receptor quinasa 1 acoplado a proteína G, o GRK1. La rodopsina quinasa se encuentra principalmente en los bastoncillos de la retina de los mamíferos, donde fosforila la rodopsina activada por luz, un miembro de la familia de receptores acoplados a proteína G que reconoce la luz. La rodopsina fosforilada y activada por luz se une a la proteína arrestina para terminar la cascada de señalización activada por luz. El GRK7 relacionado , también conocido como cono opsina quinasa, tiene una función similar en las células del cono de la retina que sirven a la visión de color de alta agudeza en la fóvea . [10] La modificación postraduccionalde GRK1 por farnesilación y metilación de α-carboxilo es importante para regular la capacidad de la enzima para reconocer la rodopsina en las membranas del disco del segmento externo de los bastones. [11] [12]

Arrestin-1 unido a rodopsina previene la activación de la proteína transducina por rodopsina para apagar la foto-transducción por completo. [13] [14]

La rodopsina quinasa es inhibida por la proteína de unión a calcio recoveryin de una manera gradual que mantiene la sensibilidad de la rodopsina a la luz a pesar de los grandes cambios en las condiciones de luz ambiental. Es decir, en las retinas expuestas solo a luz tenue, los niveles de calcio son altos en los bastoncillos de la retina y la recupeina se une a la rodopsina quinasa e inhibe, lo que deja a la rodopsina exquisitamente sensible a los fotones para mediar la visión con poca luz y poca precisión; en luz brillante, los niveles de calcio en las células bastón son bajos, por lo que la recupeina no puede unirse o inhibir la rodopsina quinasa, lo que resulta en una mayor inhibición de la rodopsina quinasa / arrestina de la señalización de la rodopsina en la línea de base para preservar la sensibilidad visual. [15] [16]

Según un modelo propuesto, el extremo N de la rodopsina quinasa está involucrado en su propia activación. Se sugiere que una rodopsina activada se une al extremo N-terminal, que también participa en la estabilización del dominio quinasa para inducir una conformación activa. [17]

Enfermedad ocular [ editar ]

La mutación en la rodopsina quinasa puede provocar enfermedades como la enfermedad de Oguchi y la degeneración de la retina. La enfermedad de Oguchi es una forma de ceguera nocturna estacionaria congénita (CSNB). La ceguera nocturna estacionaria congénita es causada por la incapacidad de enviar una señal desde la retina externa a la retina interna mediante moléculas de señalización. La enfermedad de Oguchi es un trastorno genético, por lo que una persona puede heredarse de sus padres. Los genes responsables de la enfermedad de Oguchi son los genes SAG y GRK1. La rodopsina quinasa está codificada por el gen GRK1, por lo que una mutación en GRK1 puede provocar la enfermedad de Oguchi. [18]

La degeneración de la retina es una forma de enfermedad de la retina causada por la muerte de las células fotorreceptoras que se encuentran en la parte posterior del ojo, la retina. La rodopsina quinasa participa directamente en la rodopsina para activar la fototransducción visual . Los estudios han demostrado que la falta de rodopsina quinasa dará como resultado la muerte de las células fotorreceptoras . [19] Cuando las células fotorreceptoras mueren, se desprenderán de la retina y provocarán una degeneración de la retina. [20]

Ver también [ editar ]

  • Rodopsina
  • Fototransducción visual
  • Receptores quinasas acoplados a proteína G
  • GRK2

Referencias [ editar ]

  1. ^ Lorenz W, Inglese J, Palczewski K, Onorato JJ, Caron MG, Lefkowitz RJ (octubre de 1991). "La familia del receptor quinasa: la estructura primaria de la rodopsina quinasa revela similitudes con el receptor quinasa beta-adrenérgico" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 88 (19): 8715–9. Código Bibliográfico : 1991PNAS ... 88.8715L . doi : 10.1073 / pnas.88.19.8715 . PMC  52580 . PMID  1656454 .
  2. ^ Benovic JL, Alcalde F, Somers RL, Caron MG, Lefkowitz RJ (1986). "Fosforilación dependiente de la luz de la rodopsina por quinasa del receptor beta-adrenérgico". Naturaleza . 321 (6073): 869–72. Código Bibliográfico : 1986Natur.321..869B . doi : 10.1038 / 321869a0 . PMID 3014340 . S2CID 4346322 .  
  3. ^ Shichi H, Somers RL (octubre de 1978). "Fosforilación dependiente de la luz de la rodopsina. Purificación y propiedades de la rodopsina quinasa" . La Revista de Química Biológica . 253 (19): 7040–6. doi : 10.1016 / S0021-9258 (17) 38026-2 . PMID 690139 . 
  4. ^ Palczewski K, McDowell JH, Hargrave PA (octubre de 1988). "Purificación y caracterización de rodopsina quinasa" . La Revista de Química Biológica . 263 (28): 14067–73. doi : 10.1016 / S0021-9258 (18) 68185-2 . PMID 2844754 . 
  5. ^ Weller M, Virmaux N, Mandel P (enero de 1975). "Fosforilación de rodopsina estimulada por luz en la retina: la presencia de una proteína quinasa que es específica de rodopsina fotoblanqueada" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 72 (1): 381–5. Código Bibliográfico : 1975PNAS ... 72..381W . doi : 10.1073 / pnas.72.1.381 . PMC 432309 . PMID 164024 .  
  6. ^ Cha K, Bruel C, Inglese J, Khorana HG (septiembre de 1997). "Rhodopsin quinasa: expresión en células de insectos infectadas con baculovirus y caracterización de modificaciones postraduccionales" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 94 (20): 10577–82. Código Bibliográfico : 1997PNAS ... 9410577C . doi : 10.1073 / pnas.94.20.10577 . PMC 23407 . PMID 9380677 .  
  7. ^ Khani SC, Abitbol M, Yamamoto S, Maravic-Magovcevic I, Dryja TP (agosto de 1996). "Caracterización y localización cromosómica del gen de la rodopsina quinasa humana". Genómica . 35 (3): 571–6. doi : 10.1006 / geno.1996.0399 . PMID 8812493 . 
  8. ^ Willets JM, Challiss RA, Nahorski SR (diciembre de 2003). "GRKs no visuales: ¿estamos viendo la imagen completa?". Tendencias en Ciencias Farmacológicas . 24 (12): 626–33. doi : 10.1016 / j.tips.2003.10.003 . PMID 14654303 . 
  9. ^ Yamamoto S, Sippel KC, Berson EL, Dryja TP (febrero de 1997). "Defectos en el gen de la rodopsina quinasa en la forma Oguchi de ceguera nocturna estacionaria". Genética de la naturaleza . 15 (2): 175–8. doi : 10.1038 / ng0297-175 . PMID 9020843 . S2CID 9317102 .  
  10. ^ Chen CK, Zhang K, Church-Kopish J, Huang W, Zhang H, Chen YJ, Frederick JM, Baehr W (diciembre de 2001). "Caracterización de GRK7 humano como un cono potencial quinasa de opsina". Visión molecular . 7 : 305-13. PMID 11754336 . 
  11. ^ Inglese J, Glickman JF, Lorenz W, Caron MG, Lefkowitz RJ (enero de 1992). "Isoprenilación de una proteína quinasa. Requisito de metilación de farnesilación / alfa-carboxilo para la actividad enzimática completa de la rodopsina quinasa" . La Revista de Química Biológica . 267 (3): 1422–5. doi : 10.1016 / S0021-9258 (18) 45960-1 . PMID 1730692 . 
  12. ^ Kutuzov MA, Andreeva AV, Bennett N (diciembre de 2012). "Regulación del estado de metilación del receptor quinasa 1 acoplado a proteína G (rodopsina quinasa)". Señalización celular . 24 (12): 2259–67. doi : 10.1016 / j.cellsig.2012.07.020 . PMID 22846544 . 
  13. ^ Sakurai K, Chen J, Khani SC, Kefalov VJ (abril de 2015). "Regulación de la fototransducción de conos de mamíferos por recoveryin y rodopsin quinasa" . La Revista de Química Biológica . 290 (14): 9239–50. doi : 10.1074 / jbc.M115.639591 . PMC 4423708 . PMID 25673692 .  
  14. ^ Sakurai K, Young JE, Kefalov VJ, Khani SC (agosto de 2011). "La variación en la expresión de la rodopsina quinasa altera la respuesta de destello tenue apagado y la adaptación a la luz en los fotorreceptores de barra" . Oftalmología investigadora y ciencia visual . 52 (9): 6793–800. doi : 10.1167 / iovs.11-7158 . PMC 3176010 . PMID 21474765 .  
  15. ^ Chen CK, Inglese J, Lefkowitz RJ, Hurley JB (July 1995). "Ca(2+)-dependent interaction of recoverin with rhodopsin kinase". The Journal of Biological Chemistry. 270 (30): 18060–6. doi:10.1074/jbc.270.30.18060. PMID 7629115.
  16. ^ Komolov KE, Senin II, Kovaleva NA, Christoph MP, Churumova VA, Grigoriev II, Akhtar M, Philippov PP, Koch KW (July 2009). "Mechanism of rhodopsin kinase regulation by recoverin". Journal of Neurochemistry. 110 (1): 72–9. doi:10.1111/j.1471-4159.2009.06118.x. PMID 19457073. S2CID 205620698.
  17. ^ Orban, Tivadar, et al. “Substrate-Induced Changes in the Dynamics of Rhodopsin Kinase (G Protein-Coupled Receptor Kinase 1).” Biochemistry, vol. 51, no. 16, 2012, pp. 3404–3411.
  18. ^ Teke MY, Citirik M, Kabacam S, Demircan S, Alikasifoglu M (October 2016). "A novel missense mutation of the GRK1 gene in Oguchi disease". Molecular Medicine Reports. 14 (4): 3129–33. doi:10.3892/mmr.2016.5620. PMC 5042745. PMID 27511724.
  19. ^ Choi S, Hao W, Chen CK, Simon MI (November 2001). "Gene expression profiles of light-induced apoptosis in arrestin/rhodopsin kinase-deficient mouse retinas". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 98 (23): 13096–101. Bibcode:2001PNAS...9813096C. doi:10.1073/pnas.201417498. PMC 60830. PMID 11687607.
  20. ^ Murakami Y, Notomi S, Hisatomi T, Nakazawa T, Ishibashi T, Miller JW, Vavvas DG (November 2013). "Photoreceptor cell death and rescue in retinal detachment and degenerations". Progress in Retinal and Eye Research. 37 (2013): 114–40. doi:10.1016/j.preteyeres.2013.08.001. PMC 3871865. PMID 23994436.

External links[edit]

  • Rhodopsin+kinase at the US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)