PANK1,也称为泛酸激酶1,是一种重要的酶,在泛酸(维生素B5)转化为辅酶A(CoA)的过程中起着限速酶的作用。CoA是多种代谢途径中不可或缺的辅酶,参与包括脂肪酸氧化、糖异生和胆固醇合成在内的多种生化反应。PANK1在细胞能量代谢和维持能量平衡中发挥着重要作用。
PANK1基因位于人类19号染色体上,包含7个内含子和8个外显子。PANK1基因编码两种功能上不同的同工酶:PANK1α和PANK1β。这两种同工酶在氨基酸序列上具有相同的催化结构域,但它们在N端具有不同的调节结构域,这导致它们在细胞内的表达和功能上存在差异。PANK1α的表达受细胞内CoA及其衍生物的负反馈调节,而PANK1β则不受这种调节。
PANK1在多种疾病的发生发展中发挥着重要作用。例如,研究发现,PANK1在帕金森病(PD)中高表达,并通过调节miR-7a-5p/α-突触核蛋白(α-syn)信号通路促进多巴胺能神经元的神经退行性变。α-突触核蛋白是PD的标志性分子,与PD的发生发展密切相关[1]。此外,PANK1在肝癌的发生发展中发挥负调控作用。PANK1通过抑制Wnt/β-catenin信号通路,抑制肝癌细胞的增殖、生长和侵袭,并降低肝癌的发生风险[2]。
PANK1在心脏功能中也发挥着重要作用。研究发现,心脏特异性Pank1基因缺失会导致心脏CoA水平降低,并在压力超负荷的情况下加剧心脏室功能不全和心脏重塑。Pank1基因缺失通过调节成纤维和代谢过程,导致心脏纤维化加剧[3]。此外,PANK1还与多种代谢疾病的发生发展密切相关。例如,PANK1和其内含子中的miR-107在肥胖、2型糖尿病和心血管疾病中高表达,并参与代谢重编程和胰岛素抵抗的发生[4]。
PANK1还与多种癌症的发生发展相关。研究发现,PANK1在透明细胞肾细胞癌(ccRCC)中低表达,且与患者的不良预后相关。PANK1表达水平与ccRCC的病理分期、组织学分级、年龄、性别和临床预后相关。此外,PANK1的表达还与多种免疫细胞类型相关,并影响肿瘤免疫状态和代谢[5]。
综上所述,PANK1是一种重要的酶,在细胞能量代谢、心脏功能和多种疾病的发生发展中发挥着重要作用。PANK1的研究有助于深入理解其在疾病发生发展中的作用机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Liu, Qing, Li, Qiyao, Zhang, Runjiao, Geng, Dandan, Wang, Lei. 2022. circ-Pank1 promotes dopaminergic neuron neurodegeneration through modulating miR-7a-5p/α-syn pathway in Parkinson's disease. In Cell death & disease, 13, 477. doi:10.1038/s41419-022-04934-2. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35589691/
2. Zi, Yuyuan, Gao, Jie, Wang, Chenglv, Li, Nan, Nie, Yingjie. 2022. Pantothenate Kinase 1 Inhibits the Progression of Hepatocellular Carcinoma by Negatively Regulating Wnt/β-catenin Signaling. In International journal of biological sciences, 18, 1539-1554. doi:10.7150/ijbs.67842. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35280671/
3. Audam, Timothy N, Howard, Caitlin M, Garrett, Lauren F, Jackowski, Suzanne, Jones, Steven P. 2021. Cardiac PANK1 deletion exacerbates ventricular dysfunction during pressure overload. In American journal of physiology. Heart and circulatory physiology, 321, H784-H797. doi:10.1152/ajpheart.00411.2021. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34533403/
4. Yang, Lu, Zhang, Bin, Wang, Xinju, Pei, Jianming, Chen, Li. 2020. P53/PANK1/miR-107 signalling pathway spans the gap between metabolic reprogramming and insulin resistance induced by high-fat diet. In Journal of cellular and molecular medicine, 24, 3611-3624. doi:10.1111/jcmm.15053. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32048816/
5. Wang, Bin, Liu, Bin, Luo, Qing, Yuan, Qing, Chen, Yizhi. . PANK1 associates with cancer metabolism and immune infiltration in clear cell renal cell carcinoma: a retrospective prognostic study based on the TCGA database. In Translational cancer research, 11, 2321-2337. doi:10.21037/tcr-22-1488. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35966310/