WRN

WRN
Dostupne strukture PDB Pretraga ortologa: PDBe RCSB Spisak PDB ID kodova 2AXL, 2DGZ, 2E1E, 2E1F, 2FBT, 2FBV, 2FBX, 2FBY, 2FC0, 3AAF
Identifikatori
Aliasi	WRN
Vanjski ID-jevi	OMIM: 604611 MGI: 109635 HomoloGene: 6659 GeneCards: WRN
EC broj	3.1.-.-
Lokacija gena (čovjek) Hrom. Hromosom 8 (čovjek)[1] Bend 8p12 Početak 31,033,788 bp[1] Kraj 31,176,138 bp[1]
Lokacija gena (miš) Hrom. Hromosom 8 (miš)[2] Bend 8 A3|8 20.3 cM Početak 33,724,412 bp[2] Kraj 33,875,555 bp[2]
Obrazac RNK ekspresije Više referentnih podataka o ekspresiji
Ontologija gena Molekularna funkcija • vezivanje sa DNK • nucleotide binding • manganese ion binding • protein homodimerization activity • GO:0008026 helicase activity • GO:0004003 DNA helicase activity • bubble DNA binding • chromatin binding • vezivanje iona metala • G-quadruplex DNA binding • ATPase activity • GO:0001948, GO:0016582 vezivanje za proteine • catalytic activity • 3'-5' exonuclease activity • Y-form DNA binding • nucleic acid binding • nuclease activity • GO:0043140 3'-5' DNA helicase activity • GO:1990163 four-way junction helicase activity • ATP binding • magnesium ion binding • hydrolase activity • exonuclease activity • telomeric D-loop binding • 3'-flap-structured DNA binding • four-way junction DNA binding • forked DNA-dependent helicase activity • telomeric G-quadruplex DNA binding • 8-hydroxy-2'-deoxyguanosine DNA binding • GO:0032403 protein-containing complex binding • MutLalpha complex binding Ćelijska komponenta • centrosom • intracellular anatomical structure • nukleoplazma • Jedarce • neuron projection • MutLalpha complex • jedro • citoplazma • nuclear speck • Telomera • replication fork • Replikacijski protein A • hromosom • site of double-strand break Biološki proces • regulation of apoptotic process • positive regulation of hydrolase activity • DNA recombination • cellular response to starvation • DNA metabolic process • GO:0010260 starenje • GO:0001306 response to oxidative stress • cellular response to DNA damage stimulus • regulation of growth rate • brain development • cell metabolism • cellular response to gamma radiation • replication fork processing • multicellular organism aging • metabolizam • nucleobase-containing compound metabolic process • response to UV-C • base-excision repair • double-strand break repair • GO:0100026 Popravka DNK • nucleic acid phosphodiester bond hydrolysis • double-strand break repair via homologous recombination • DNA duplex unwinding • Replikacija DNK • telomeric D-loop disassembly • t-circle formation • positive regulation of strand invasion • telomere maintenance • G-quadruplex DNA unwinding • protein localization to nucleolus • DNA synthesis involved in DNA repair • determination of adult lifespan • regulation of signal transduction by p53 class mediator • DNA unwinding involved in DNA replication Izvori:Amigo / QuickGO
Ortolozi
Vrste	Čovjek	Miš
Entrez	7486	22427
Ensembl	ENSG00000165392	ENSMUSG00000031583
UniProt	Q14191	O09053
RefSeq (mRNK)	NM_000553	NM_001122822 NM_011721
RefSeq (bjelančevina)	NP_000544	NP_001116294 NP_035851
Lokacija (UCSC)	Chr 8: 31.03 – 31.18 Mb	Chr 8: 33.72 – 33.88 Mb
PubMed pretraga	[3]	[4]
Wikipodaci
Pogledaj/uredi – čovjek Pogledaj/uredi – miš

ATP-ovisna helikaza Wernerovog sindroma, znana i kao DNK-helikazno rekvoliki tip 3, je enzim koji je kod ljudi kodiran genom WRN. WRN je član porodice RecQ-helikaza.^[5] Enzimi helikaze općenito se odmotavaju i odvajaju dvolančane DNK. Ove aktivnosti su neophodne prije nego što se DNK može kopirati u pripremi za diobu ćelija (replikacija DNK). Helikazni enzimi su također kritični za stvaranje nacrta gena za proizvodnju proteina, proces koji se naziva transkripcija. Dodatni dokazi ukazuju na to da Wernerov protein ima ključnu ulogu u popravljanju DNK. Sve u svemu, ovaj protein pomaže u održavanju strukture i integriteta individualne DNK.

WRN gen nalazi se na kratkom (p) kraku hromosoma 8, između pozicija 12 i 11.2, od bp 31,010.319 do bp 31,150.818. Helikazni enzimi općenito odmotavaju i razdvajaju dvolančane DNK. Ove aktivnosti su neophodne prije nego što se DNK može kopirati u pripremi za diobu ćelija (replikacija DNK). Enzimi helikaze su takođe kritični za stvaranje nacrta gena za proizvodnju proteina, procesa koji se naziva transkripcija. Dodatni dokazi ukazuju na to da Wernerov protein igra ključnu ulogu u popravljanju DNK. Sve u svemu, ovaj protein pomaže u održavanju strukture i integriteta DNK osobe.

WRN gen se nalazi na kratkom (p) kraku hromosoma 8 između pozicija 12 i 11.2, od bp 31,010.319 do bp 31,150.818.

Dužina polipeptidnog lanca je 1.432 aminokiseline, а molekulska težina 162.461 Da.^[6]

WRN je član porodice helikaza RecQ. To je jedina helikaza RecQ koja sadrži 3 'do 5' egzonukleaznu aktivnost. Ove aktivnosti egzonukleaze uključuju razgradnju udubljenih 3' krajeva i započinjanje razgradnje DNK iz praznine u dsDNA. WRN je važan u popravci dvolančanih prekida pomoću homologne rekombinacije^[7][8] ili nehomolognog spajanja krajeva,^[9] sanacija oštećenja pojedinačnih nukleotida popravkom ekscizije baze,^[5][10][11] i efikasan je u oporavku pri zaustavljanju replikacije.^[12] WRN također može biti važan u održavanju i repliciranju telomera, posebno replikaciji G-bogatih sekvenci.^[13]

WRN je oligomer koji može djelovati kao monomer pri odmotavanju DNK, ali kao dimer u rastvoru ili tetramer kada je kompleksiran s DNK, a primijećen je i u tetramernim i heksamernim oblicima. Difuzija WRN-a izmjerena je na 1,62${\displaystyle {\tfrac {\mathrm {\mu m} ^{2}}{\mathrm {s} }}}$ u nukleoplazmi i 0,12 ${\displaystyle \textstyle {\tfrac {\mathrm {\mu m} ^{2}}{\mathrm {s} }}}$ u jedarcadima.^[14] Ortolozi WRN pronađeni su u brojnim drugim organizmima, uključujući Drosophila, Xenopus i C. elegans. WRN je važan za stabilnost genoma, a ćelije s mutacijama na WRN su podložnije oštećenju i prekidima DNK.^[15]

Amino-terminal WRN-a uključen je i u aktivnosti helikaza i nukleaza, dok karboksil-terminal stupa u interakciju s p53 , važnim supresorom tumora.^[16] WRN može funkcionirati kao egzonukleaza u popravci DNK, rekombinaciji ili replikaciji, kao i razlučivanju sekundarnih struktura DNK. Uključen je u migraciju grana u Hollidayevim spajanjim i u interakciji je s drugim intermedijarima replikacije DNK.^[12] mRNA koja je kodirana za WRN identificirana je u većini ljudskih tkiva.^[16]

Fosforilacija WRN-a u serinu/treoninu inhibira aktivnosti helikaze i egzonukleaze koje su važne za popravak DNK nakon replikacije. Defosforilacija na ovim mjestima pojačava katalitsku aktivnost WRN-a. Fosforilacija može uticati na druge posttranslacijske modifikacije, uključujući sumoilaciju i acetilaciju.^[13]

Metilacija WRN dovodi do isključivanja gena. Time se potiskuje proizvodnja proteina WRN i njegove funkcije u popravljanju DNK.^[17]

Wernerov sindrom uzrokovan je mutacijom s u genu WRN.^[16] Poznato je da Wernerov sindrom uzrokuje više od 20 mutacija u WRN genu. Mnoge od ovih mutacija rezultiraju abnormalno skraćenim Wernerovim proteinom. Dokazi pokazuju da se promijenjeni protein ne transportira u ćelijsko jedro, gdje normalno stupa u interakciju s DNK.^[18] Ovaj skraćeni protein se također može prebrzo razgraditi, što dovodi do gubitka Wernerovog proteina u ćeliji. Bez normalnog Werner0vog proteina u jedru, ćelije ne mogu obavljati akrivnosti replikacije, popravke i transkripcije DNK.^[19] Istraživači još uvijek utvrđuju kako ove mutacije uzrokuju pojavu preranog starenja viđenog kod Wernerovog sindroma.

WRN je aktivan u homolognim rekombinacijama. Ćelije oštećene u genu WRN imaju 23-struko smanjenje spontane mitotske rekombinacije, sa posebnim nedostatkom u događajima tipa konverzije.^[20] Ćelije sa neispravnim WRN izložene rendgenskim zracima, imaju više hromosomskih lomova i mikronukleusa od ćelija s divljim tipom WRN.^[21] Ćelije sa oštećenim u genom WRN nisu osjetljivije od ćelija divljeg tipa na gama zračenje, UV-zrake, 4-6 ciklobutanske pirimidine ili mitomicin C, ali su osjetljive na inhibitore topoizomeraze tipa I i tipa II.^[22] Ovi nalazi sugeriraju da protein WRN sudjeluje u homolognoj rekombinacijskoj popravci i u obradi zaustavljenih replikacijskih viljuški.^[23]

WRN ima važnu ulogu u nehomolognom spajanju krajeva (NHEJ) pri popravci DNK. Kao što pokazuju Shamanna et al.,^[9] WRN je regrutovan za dvolančane prekide (DSB) i učestvuje u NHEJ sa svojim enzimskim i neenzimskim funkcijama. U DSB-ima, u suradnji s Ku-om, podstiče standardni ili kanonski NHEJ (c-NHEJ), popravljajući dvolančane lomove u DNK, svojim enzimskim funkcijama i sa priličnim stepenom tačnosti. WRN inhibira alternativni oblik NHEJ-a, nazvan alt-NHEJ ili spajanje krajeva posredovano mikrohomologijom (MMEJ). MMEJ je neprecizan način popravka za dvolančane prekide.

WRN ima ulogu u popravku ekscizijom baza (BER) DNK. Kao što pokazuju Das et al.,^[10] WRN se povezuje sa NEIL1 u ranom koraku otkrivanja oštećenja BER-a. WRN stimulira NEIL1 u uklanjanju oksidativnih lezija. NEIL1 je DNK- glikozilaza koja inicira prvi korak u BER-u, cijepanjem baza oštećenih reaktivnim vrstama kisika (ROS) i uvođenjem preloma DNK lanca putem povezane aktivnosti NEIL1 s ligazom.^[24] NEIL1 prepoznaje (ciljeve) i uklanja određene ROS-om-oštećene baze, a zatim ekscidira abasicno mjesto putem eliminacije β, δ, ostavljajući 3 ′ i 5 ′ fosfatni završetak. NEIL1 prepoznaje oksidirane pirimidine, formamidopirimidine, timinske ostatke oksidirane na metilnoj skupini i oba stereoizomera timin-glikola.^[25]

WRN također učestvuje u BER-u, interakcijom sa Polλ.^[11] WRN se veže za katalitski domen Polλ i specifično stimulira popunjavanje DNK praznina Polλom, preko 8-okso-G, nakon čega slijedi sinteza istiskivanjem niti. Ovo omogućava WRN-u da promovira sintezu popravke DNK sa dugim zakrpama pomoću Polλ, tokom MUTYH-inicirane popravke 8-okso-G: A u parovima.

WRN je također uključen u oporavak pri zaustavljanju replikacije. Ako je WRN neispravan, zaustavljanje replikacije dovodi do nakupljanja DSB -a i pojačane fragmentacije hromosoma.^[26] Kao što su pokazali Pichierri et al.,^[26] WRN stupa u interakciju sa kompleksom RAD9-RAD1-HUS1 (9.1.1), jednim od centralnih faktora kontrolne tačke replikacije. Ova interakcija je posredovana vezivanjem podjedinice RAD1 za N-terminalnu regiju WRN-a i instrument je za relokalizaciju WRN-a u jedarna žarišta i njenu fosforilaciju kao odgovor na zaustavljanje replikacije. (U nedostatku oštećenja DNK ili zaustavljanja replikacijske viljuške, protein WRN ostaje lokaliziran u jedarcadima.^[27]) Interakcija WRN -a sa kompleksom 9.1.1 rezultira sprječavanjem stvaranja DSB -a na zaustavljenim replikacijskim račvama.^[26]

Ćelije koje eksprimiraju ograničene količine WRN imaju povišene frekvencije mutacija u poređenju sa ćelijama divljeg tipa.^[28] Povećana mutacija može uzrokovati rak. Pacijenti s Wernerovim sindromom, s homozigotnim mutacijama u genu WRN , imaju povećanu učestalost karcinoma, uključujući sarkome mehkih tkiva, osteosarkom, rak štitnjače i melanom.^[29]

Mutacije u WRN su rijetke u općoj populaciji. Stopa gubitka heterozigote mutacijske funkcije u WRN je otprilike jedan na milion. U japanskoj populaciji stopa je 6/1.000, što je više, ali još uvijek rijetko.^[30]

Mutacijski nedostaci u genu WRN relativno su rijetki u ćelijama raka u usporedbi sa učestalošću epigenetičkih promjena u WRN, koje smanjuju njegovu ekspresiju i mogu pridonijeti karcinogenezi. Situacija je slična s drugim genima za popravak DNK, čija je ekspresija smanjena kod karcinoma zbog uglavnom epigenetičkih promjena, a ne mutacija.

Tabela prikazuje rezultate analize 630 ljudskih primarnih tumora za WRN-ovu CpG-otočnu hipermetilaciju.^[31] Ova hipermetilacija uzrokovala je smanjenu ekspresiju proteina WRN-a, uobičajenog događaja u tumorigenezi.^[31]

Helikaza ovisna o ATP-u Wernerov sindroma stupa u interakcije s:

• Oshima J, Martin GM, Hisama FM (februar 2012). Werner Syndrome. PMID 20301687. NBK1514. In Pagon RA, Bird TD, Dolan CR, et al., ured. (1993). GeneReviews [Internet]. Seattle WA: University of Washington, Seattle.
• GeneCard
• Werner Syndrome Mutational Database Arhivirano 21. 7. 2012. na Wayback Machine