Transportné proteíny z rodiny ABC (ATP-binding cassette) zabezpečujú transport rôznych substrátov cez biologické membrány. Zohrávajú esenciálnu úlohu v ochrane buniek pred toxickými zlúčeninami/metabolitmi. S nadexpresiou ABC transportných proteínov súvisí vznik mnohonásobnej rezistencie (MDR, multidrug resistance) buniek voči antimikróbnym zlúčeninám a protinádorovým chemoterapeutikám. Mutácie proteínov ABC-typu u ľudí sú príčinou viacerých genetických ochorení (cystická fibróza, adrenoleukodystrofia, defekty v transporte cholesterolu, žlče a pod.). Bunky mikroorganizmov obsahujú viaceré homológy klinicky významných ABC proteínov. Ich intenzívne molekulárne štúdium môže prispieť k návrhu nových postupov ako zvládnuť MDR resp. ochorenia, ktoré sú dôsledkom dysfunkcie ABC proteínov. Práca podáva prehľad súčasného stavu poznatkov o ABC transportných proteínoch v bunkách prokaryotických a eukaryotických mikroorganizmov.
The ABC (ATP binding cassette) transporter family includes membrane proteins that can transport a wide variety of substrates across biological membranes. These proteins play an essential role in the protection of cells from toxic compounds/metabolites. Their overexpression which leads to the development of multidrug resistance (MDR) in pathogens and enables cancer cells to survive chemotherapy is of major concern for human health. Mutations in ABC transporters are implicated in a number of Mendelian disorders such as cystic fibrosis, adrenoleukodystrophy and cholesterol and bile transport defects. In microbial cells, several homologues of human ABC transporters were identified. Their further molecular biological study can contribute to better understanding and treatment of MDR or diseases caused by dysfunction of ABC transporter proteins. A review is presented of the state of the art in ABC transporter proteins in both prokaryotic and eucaryotic cells. The role of microbial ABC transporters in the development of drug resistance is analyzed.
Východiska: ABC transportní proteiny odpovědné za MDR intenzivně pumpují různá xenobiotika z buňky a snižují tak účinek léků. Tyto proteiny přispívají ke vzniku rezistence také u karcinomu plic, který je vedoucí příčinou úmrtí mezi všemi typy nádorů v České republice a má rostoucí incidenci. Metody: Na buněčných liniích HL60 a také HL60-MDR1, HL60-MRP1 a PLB-BCRP bylo ověřeno pomocí cytotoxického testu WST-1, jestli ciglitazon, rosiglitazon a troglitazon (patřící do rodiny agonistů PPAR-γ) jsou substráty následujících ABC transportérů: multidrug resistance protein 1 (MDR1), multidrug resistance-associated protein 1 (MRP1) a breast cancer resistance protein (BCRP). Dále bylo testováno pomocí qRT-PCR, zda uvedené thiazolidindiony působí změnu exprese ABC transportérů u buněčné linie nemalobuněčného adenokarcinomu plic (A549). Metodou Western blot bylo analyzováno, zda-li je tato exprese regulována signální dráhou PI3K/Akt. Výsledky: Bylo zjištěno, že všechny tři thiazolidindiony jsou substráty minimálně jednoho ze studovaných ABC transportérů. Aktivace receptoru PPAR-γ koreluje s aktivací nádorového supresoru PTEN, který je zapojen do signální dráhy PI3K/Akt. Bylo prokázáno, že rosiglitazon a troglitazon výrazně inhibují expresi mRNA transportéru MDR1. Naproti tomu exprese transportérů MRP1 po ovlivnění rosiglitazonem a exprese transportérů MDR1 po ovlivnění ciglitazonem je aktivována. Závěr: Naše výsledky naznačují, že ze studovaných thiazolidindionů působí inhibičně pouze rosiglitazon a troglitazon, a to na expresi transportéru MDR1 na úrovni mRNA.
ATP binding cassette (ABC) transporters related to multidrug resistance (MDR) actively efflux various xenobiotics from the cells across the cell membrane and decrease a drug's efficiency. Lung cancer is the leading cause of death among all types of cancer in the Czech Republic, and its incidence is still rising. Ciglitazone, rosiglitazone and troglitazone belonging to PPAR‑γ agonist family (formerly used in diabetes mellitus treatment) were selected to investigate their capability to influence expression of ABC transporters on lung cancer cells. Therefore, the effect of PPAR‑γ of agonists on transcription of following ABC transporters was investigated: multidrug resistance protein 1 (MDR1), multidrug resistance-associated protein 1 (MRP1), and breast cancer resistance protein (BCRP). We have investigated if these PPAR‑γ agonists are substrates of ABC transporters using HL60 and HL60 derived cell lines (HL60-MDR1, HL60-MRP1, PLB-BCRP) by cytotoxicity test WST-1. We have mapped the changes in mRNA expression level of those transporters in A549 and HEK293 cells after PPAR‑γ agonists treatment using quantitative reverse transcription real-time PCR (qRT-PCR). All three PPAR‑γ agonists serve as substrates to at least one ABC transporter under study. PPAR‑γ activation correlates with up-regulation of PTEN which may modulate the expression of ABC transporters through PI3K/Akt signaling pathway. We have shown that rosiglitazone and troglitazone inhibit mRNA expression of MDR1 transporter in both cell lines whereas the expression of MRP1 in HEK293 cell was up-regulated after rosiglitazone treatment and the expression of MDR1 was upregulated after ciglitazone treatment.
- Klíčová slova
- signální dráha PI3K/ Akt, agonisté PPAR-γ,
- MeSH
- ABC transportéry * MeSH
- chemorezistence MeSH
- fosfatidylinositol-3-kinasy MeSH
- HEK293 buňky účinky léků MeSH
- kvantitativní polymerázová řetězová reakce MeSH
- lidé MeSH
- mnohočetná léková rezistence * MeSH
- nádorové buněčné linie účinky léků MeSH
- nádorové proteiny MeSH
- nádory plic MeSH
- P-glykoproteiny MeSH
- polymerázová řetězová reakce s reverzní transkripcí MeSH
- proteiny spojené s mnohočetnou rezistencí k lékům MeSH
- receptory aktivované proliferátory peroxizomů agonisté MeSH
- statistika jako téma MeSH
- thiazolidindiony * farmakologie MeSH
- troglitazon MeSH
- viabilita buněk MeSH
- western blotting MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
- MeSH
- behaviorální terapie metody MeSH
- dítě MeSH
- hyperkinetická porucha diagnóza psychologie terapie MeSH
- kognitivně behaviorální terapie metody MeSH
- lidé MeSH
- poruchy chování u dětí diagnóza psychologie terapie MeSH
- psychologické techniky klasifikace MeSH
- Check Tag
- dítě MeSH
- lidé MeSH
- Publikační typ
- kongresy MeSH
Název „ATP binding cassette“ představuje velkou rodinu transmembránových proteinů, které vážou ATP a energii z tohoto zdroje využívají k aktivnímu řízenému transportu chemicky různorodých látek z vnitřního prostředí buňky do extracelulárního prostoru. Mezi endogenní látky, na jejichž transportu se zástupci této transportní rodiny podílejí, patří lipidy, steroidy, hormony či bilirubin; významnou úlohu však mají i v transportu xenobiotik.
BACKGROUND: The ATP-binding cassette (ABC) transporter superfamily is comprised predominantly of proteins which directly utilize energy from ATP to move molecules across the plasma membrane. Although they have been the subject of frequent investigation across many taxa, arthropod ABCs have been less well studied. While the manual annotation of ABC transporters has been performed in many arthropods, there has so far been no systematic comparison of the superfamily within this order using the increasing number of sequenced genomes. Furthermore, functional work on these genes is limited. RESULTS: Here, we developed a standardized pipeline to annotate ABCs from predicted proteomes and used it to perform comparative genomics on ABC families across arthropod lineages. Using Kruskal-Wallis tests and the Computational Analysis of gene Family Evolution (CAFE), we were able to observe significant expansions of the ABC-B full transporters (P-glycoproteins) in Lepidoptera and the ABC-H transporters in Hemiptera. RNA-sequencing of epithelia tissues in the Lepidoptera Helicoverpa armigera showed that the 7 P-glycoprotein paralogues differ substantially in their tissue distribution, suggesting a spatial division of labor. It also seems that functional redundancy is a feature of these transporters as RNAi knockdown showed that most transporters are dispensable with the exception of the highly conserved gene Snu, which is probably due to its role in cuticular formation. CONCLUSIONS: We have performed an annotation of the ABC superfamily across > 150 arthropod species for which good quality protein annotations exist. Our findings highlight specific expansions of ABC transporter families which suggest evolutionary adaptation. Future work will be able to use this analysis as a resource to provide a better understanding of the ABC superfamily in arthropods.
ABC
1. vyd. 459 s. ; 20 cm
- Klíčová slova
- muzikologie,
- MeSH
- hudba psychologie MeSH
- Publikační typ
- slovníky MeSH
- Konspekt
- Psychologie
- NLK Obory
- psychologie, klinická psychologie
- lingvistika, lékařská terminologie
online
Názory lékařů. Zpravodaj ABC výživy. Elektronické knihy. Články o výživě. Vitamíny a minerály. Poradna ABC výživy. Co všechno ovlivňuje naše výživa.
- Publikační typ
- populární práce MeSH
- Konspekt
- Fyziologie člověka a srovnávací fyziologie
- NLK Obory
- nutriční terapie, dietoterapie a výživa
- NLK Publikační typ
- portály
svazky ; 29 cm
Časopis seznamuje se základními poznatky vědy a techniky, přináší plánky a náměty pro mladé konstruktéry a přírodovědce, reportáže, fejetony, obrázky
- Konspekt
- Technika všeobecně
- NLK Obory
- věda a výzkum
The circadian clock system drives many physiological processes, including plasma concentration of glucocorticoids and epithelial transport of some ions and nutrients. As glucocorticoids entrain the circadian rhythms in various peripheral organs, we examined whether adrenalectomy affects the expression and circadian rhythmicity of intestinal transporters of the solute carrier (SLC) and ATP-binding cassette (ABC) families, which participate in intestinal barriers for absorption of nutrients, nonnutrients and oral drugs. The rat jejunum showed rhythmic circadian profiles of Sglt1, Pept1, Nhe3, Mdr1 and Mrp2 but not Mct1, Oct1, Octn1, Oatp1, Cnt1 and Bcrp. With the exception of Pept1 and Mct1, adrenalectomy decreased the expression of all rhythmic and arrhythmic transporters including the amplitude of Sglt1 and Nhe3 rhythms but minimally affected the phases of rhythmic transporters except of Nhe3. Similarly, adrenalectomy downregulated the expression of rhythmic (Pparα, Hlf, Pgc1α) and arrhythmic (Hnf1β, Hnf4α) transcription factors, which are known to regulate the expression of transporters. We conclude that endogenous corticosteroids have a profound effect on the expression of intestinal SLC and ABC transporters and their nuclear transcription factors. The circulating corticosteroids are necessary for maintaining upregulated expression of Sglt1, Oct1, Octn1, Oatp1, Cnt1, Nhe3, Mdr1, Bcrp, Mrp2, Pparα, Pgc1α, Hnf1β, Hnf4α and Hlf and for maintaining the high amplitude of Sglt1, Nhe3, Pparα, Pgc1α and Hlf circadian rhythms. The study demonstrates that signals from the adrenal gland are necessary for maintaining the expression of arrhythmic and rhythmic intestinal transporters and that changes in the secretion of corticosteroids associated with stress might reorganize intestinal transport barriers.
- MeSH
- ABC transportéry metabolismus MeSH
- adrenalektomie škodlivé účinky MeSH
- cirkadiánní rytmus MeSH
- jejunum metabolismus MeSH
- krysa rodu rattus MeSH
- potkani Wistar MeSH
- SLC transportéry metabolismus MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- krysa rodu rattus MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
