Ttll4,也称为Tubulin Tyrosine Ligase-like 4,是一种重要的蛋白质,属于TTLL家族。TTLL家族的成员负责催化微管蛋白的聚谷氨酰化,这是一种重要的翻译后修饰,可以调节微管蛋白与分子马达和其他蛋白的相互作用。Ttll4在多种生物学过程中发挥着重要作用,包括细胞分裂、细胞运动和细胞分化。此外,Ttll4还与一些疾病的发生和发展有关,如神经退行性疾病、癌症和生殖系统疾病。
Ttll4的活性受到NEK5的负调控。NEK5是一种丝氨酸/苏氨酸激酶,可以与Ttll4相互作用并使其发生磷酸化。NEK5的缺失会导致Ttll4的活性增加,从而增加微管蛋白的聚谷氨酰化水平[1]。此外,NEK5还可以与Ttll5和Ttll7相互作用,并调节它们的活性。
在神经退行性疾病中,Ttll1和Ttll4的缺失可以减缓Purkinje细胞的退化和嗅觉球和视网膜的损伤。这表明Ttll1和Ttll4在神经退行性疾病的发生和发展中发挥着重要作用[2]。
在胰腺癌中,Ttll4的表达水平上调,并且与PELP1的聚谷氨酰化水平相关。PELP1是一种参与染色质重塑的蛋白质,可以与组蛋白H3相互作用并影响其乙酰化水平。Ttll4的缺失可以减缓胰腺癌细胞的生长,并可能成为新的治疗策略的候选分子[3]。
在乳腺癌中,Ttll4的表达水平上调,并且与脑转移的发生相关。Ttll4的过表达可以增加β-微管蛋白的聚谷氨酰化水平,并影响分泌囊泡和MVB的转运,从而影响细胞外囊泡的产生。这些细胞外囊泡可以增加乳腺癌细胞与血脑屏障内皮细胞的粘附,并增加血脑屏障的通透性,从而为乳腺癌细胞提供转移的先兆生态位[4]。
在猪肉中,TTLL4基因中的SNPs与肉的pH值和颜色相关。这些SNPs可能被用于猪肉质量的遗传改良[5]。
在细胞重编程和早期胚胎发育中,Ttll4和Ttll1可以催化Klf4的聚谷氨酰化,从而抑制其泛素化并维持其稳定性。Klf4的聚谷氨酰化对于细胞重编程和早期胚胎发育至关重要[6]。
在巨核细胞生成中,Mad2可以由Ttll4和Ttll6聚谷氨酰化。CCP6可以去除Mad2的聚谷氨酰化,从而调节巨核细胞的成熟[7]。
在斑马鱼中,Ttll3和Ttll6可以调节纤毛的结构和运动。Ttll3和Ttll6的缺失会导致纤毛运动的丧失,并引起多种纤毛轴突的超微结构缺陷[8]。
综上所述,Ttll4是一种重要的蛋白质,参与调节微管蛋白的聚谷氨酰化,并在多种生物学过程中发挥着重要作用。Ttll4的活性受到NEK5的负调控,并且与一些疾病的发生和发展有关。此外,Ttll4还与染色质重塑和细胞重编程相关。Ttll4的研究有助于深入理解微管蛋白的翻译后修饰的生物学功能和疾病发生机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. 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/
2. Wu, Hui-Yuan, Rong, Yongqi, Bansal, Parmil K, Guo, Hong, Morgan, James I. 2022. TTLL1 and TTLL4 polyglutamylases are required for the neurodegenerative phenotypes in pcd mice. In PLoS genetics, 18, e1010144. doi:10.1371/journal.pgen.1010144. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35404950/
3. 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/
4. Arnold, Julia, Schattschneider, Juliana, Blechner, Christine, Oliveira-Ferrer, Leticia, Windhorst, Sabine. 2020. Tubulin Tyrosine Ligase Like 4 (TTLL4) overexpression in breast cancer cells is associated with brain metastasis and alters exosome biogenesis. In Journal of experimental & clinical cancer research : CR, 39, 205. doi:10.1186/s13046-020-01712-w. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32998758/
5. Zhuang, Zhanwei, Wu, Jie, Xu, Cineng, Wu, Zhenfang, Yang, Jie. 2022. The Genetic Architecture of Meat Quality Traits in a Crossbred Commercial Pig Population. In Foods (Basel, Switzerland), 11, . doi:10.3390/foods11193143. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36230219/
6. Ye, Buqing, Liu, Benyu, Hao, Lu, Tian, Yong, Fan, Zusen. 2018. Klf4 glutamylation is required for cell reprogramming and early embryonic development in mice. In Nature communications, 9, 1261. doi:10.1038/s41467-018-03008-2. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29593216/
7. Ye, Buqing, Li, Chong, Yang, Zhao, Tian, Yong, Fan, Zusen. 2014. Cytosolic carboxypeptidase CCP6 is required for megakaryopoiesis by modulating Mad2 polyglutamylation. In The Journal of experimental medicine, 211, 2439-54. doi:10.1084/jem.20141123. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25332286/
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/