Ttll4,即Tubulin Tyrosine Ligase Like 4,是微管蛋白酪氨酸连接酶样家族(TTLL)的一员。TTLL家族成员负责催化微管蛋白的酪氨酸残基进行多谷氨酰化,这是一种重要的微管蛋白翻译后修饰,可以调节微管与分子马达和其他蛋白的相互作用。Ttll4在多种细胞过程中发挥关键作用,包括细胞骨架的重塑、细胞分裂、细胞信号传导和细胞运动。
根据检索到的参考文献,Ttll4的功能和调控机制可以从以下几个方面进行综述:
1. Ttll4的多谷氨酰化活性受到NEK5的负调控[1]。NEK5是一种丝氨酸/苏氨酸激酶,它与Ttll4相互作用,并通过磷酸化Ttll4的Y815和S1136氨基酸残基来调节其多谷氨酰化活性。NEK5的沉默会增加Ttll4的活性,从而增加蛋白质的多谷氨酰化水平。
2. Ttll4在神经退行性病变中发挥重要作用[2]。在Purkinje细胞退化(pcd)小鼠模型中,Ttll4的缺失可以减缓Purkinje细胞和嗅球锥体细胞的退化,并部分挽救光感受器退化。这表明Ttll4在维持神经元功能中具有重要作用。
3. Ttll4在细胞重编程和早期胚胎发育中也发挥重要作用[3]。Ttll4和TTLL1可以催化Klf4蛋白在E381位点的多谷氨酰化,从而阻碍其赖氨酸48位点的泛素化,维持Klf4的稳定性。Ttll4或TTLL1的缺失会阻碍细胞重编程和早期胚胎发育。
4. Ttll4在乳腺癌细胞脑转移中也发挥重要作用[4]。Ttll4在乳腺癌细胞中的过表达与脑转移的形成有关,并且可以改变外泌体的生物合成。Ttll4介导的微管蛋白多谷氨酰化可以调节多泡体的转运,从而影响外泌体的形成和功能。
5. Ttll4在血小板生成中也发挥重要作用[5]。CCP6缺陷小鼠的血小板计数增加,但血小板发育不良。Ttll4和TTLL6可以催化Mad2蛋白的多谷氨酰化,调节巨核细胞的成熟。CCP6缺陷导致Mad2蛋白过度多谷氨酰化,促进Aurora B的激活,进而抑制巨核细胞的成熟。
6. Ttll4在胰腺癌中也发挥重要作用[6]。Ttll4在胰腺导管腺癌(PDAC)细胞中过表达,并且与PELP1蛋白的多谷氨酰化水平相关。PELP1蛋白的多谷氨酰化可以影响其与组蛋白H3的相互作用,进而影响组蛋白H3的乙酰化水平。
7. Ttll4在猪肉品质性状中也发挥重要作用[7]。在三个品种的杂交猪中,TTLL4基因中的两个新发现的SNPs与猪肉pH值具有显著相关性。这表明Ttll4可能参与了猪肉品质性状的遗传调控。
8. Ttll4在斑马鱼纤毛结构和运动中也发挥重要作用[8]。Ttll3和Ttll6在斑马鱼纤毛细胞中表达,并且参与调节微管蛋白的糖基化和谷氨酰化。Ttll3和Ttll6的联合缺失导致纤毛运动丧失和纤毛轴突的超微结构缺陷。
综上所述,Ttll4在多种细胞过程中发挥重要作用,包括细胞骨架的重塑、细胞分裂、细胞信号传导和细胞运动。Ttll4的功能和调控机制对于理解细胞功能和疾病发生机制具有重要意义。
参考文献:
1. Melo-Hanchuk, Talita Diniz, Kobarg, Jörg. . Polyglutamylase activity of tubulin tyrosine ligase-like 4 is negatively regulated by the never in mitosis gene A family kinase never in mitosis gene A -related kinase 5. In World journal of biological chemistry, 12, 38-51. doi:10.4331/wjbc.v12.i3.38. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34084286/
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6. Kashiwaya, Kotoe, Nakagawa, Hidewaki, Hosokawa, Masayo, Shinomura, Yasuhisa, Nakamura, Yusuke. 2010. Involvement of the tubulin tyrosine ligase-like family member 4 polyglutamylase in PELP1 polyglutamylation and chromatin remodeling in pancreatic cancer cells. In Cancer research, 70, 4024-33. doi:10.1158/0008-5472.CAN-09-4444. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20442285/
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8. Pathak, Narendra, Austin, Christina A, Drummond, Iain A. 2011. Tubulin tyrosine ligase-like genes ttll3 and ttll6 maintain zebrafish cilia structure and motility. In The Journal of biological chemistry, 286, 11685-95. doi:10.1074/jbc.M110.209817. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21262966/