COnCEPTuAL FRAMEwORk OF MERGER AnD ACquiSiTiOn
(1) HORIZONTAL MERGERS:
4) REVERSE MERGER:-
El factor nuclear 4 alfa de hepatocito (HNF4A) tam- bién conocido como NR2A1 (de sus siglas en inglés
“nuclear receptor subfamily 2, group A, member 1”) es
un receptor nuclear codificado en humanospor el gen HGNC HNF4A.[1][2]
10.6.1
Función
LaproteínaHNF4A es unfactor de transcripciónque une ADNen forma de homodímero y controla la expresión de diversos genes, incluyendo la delfactor nuclear 1 al- fa de hepatocito, un factor de transcripción que regula la expresión de varios geneshepáticos. Esta proteína juega un importante papel en el desarrollo delhígado, delriñón y de losintestinos. se han asociado mutaciones en este gen con la enfermedad monogénica autosómica dominan- tediabetes mellitustipo MODY (MODY 3). Se han des- crito diversos transcritos alternativos de este gen.[3]
HNF4A es necesario para la activación transcripcional de CYP3A4mediada porPXRy elreceptor constitutivo de androstano.[4]
10.6.2 Interacciones
La proteína HNF4A ha demostrado ser capaz de interac- cionar con: • Berberina[5] • Beta-catenina[6] • Receptor testicular 4[7] • MED14[8][9] • CREBBP[10][11] • Shp[12] • MED1[8][9]
10.6.3 Véase también
• Factor nuclear 4 de hepatocito
• Factores nucleares de hepatocito
10.6.4 Referencias
[1] Chartier FL, Bossu JP, Laudet V, Fruchart JC, Laine B (September 1994). «Cloning and sequencing of cDNAs encoding the human hepatocyte nuclear factor 4 indica- te the presence of two isoforms in human liver». Gene
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[2] Argyrokastritis A, Kamakari S, Kapsetaki M, Kritis A, Talianidis I, Moschonas NK (February 1997). «Hu- man hepatocyte nuclear factor-4 (hHNF-4) gene maps to 20q12-q13.1 between PLCG1 and D20S17». Hum.
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[3] «Entrez Gene: HNF4A hepatocyte nuclear factor 4, alp-
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[4] Tirona RG, Lee W, Leake BF, Lan LB, Cline CB, Lamba V, Parviz F, Duncan SA, Inoue Y, Gonzalez FJ, Schuetz EG, Kim RB (February 2003). «The orphan nuclear re- ceptor HNF4alpha determines PXR- and CAR-mediated xenobiotic induction of CYP3A4». Nat. Med. 9 (2): pp.
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11. Free Full Text http://www.wjgnet.com/1007-9327/
10.7. FITOCROMO 133
[6] Mulholland, David J; Read Jason T, Rennie Paul S, Cox
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[11] Dell, H; Hadzopoulou-Cladaras M (Mar.1999). «CREB-
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[12] Lee, Y K; Dell H, Dowhan D H, Hadzopoulou-Cladaras
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SHP inhibits hepatocyte nuclear factor 4 and retinoid X receptor transactivation: two mechanisms for repression».
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10.7 Fitocromo
El fitocromo es unaproteínacon actividadquinasapre- sente en organismos vegetales, cuya función es actuar comofotorreceptorfundamentalmente de luz roja (600- 700nm) y roja lejana (700-800nm), gracias a que posee uncromóforo. El fitocromo en función del tipo de luz detectada puede desencadenar distintas respuestas en la planta, como lafloración, lagerminación, crecimiento co- mo respuesta de escape a la sombra -desarrollo de epicó- tilos durante la noche y cotiledones durante el día-, regu-
lación de la expresión de la actividad metabólica durante día y la noche (ritmos circadianos).
Los fitocromos se descubrieron en los años cincuenta en el marco de una investigación sobre el efecto de laluzen lagerminaciónde lassemillasdelechuga. Se observó que no llegaban al 20% las semillas que germinaban en oscu- ridad; Por el contrario, elporcentajede germinación era máximo cuandoirradiabanlas semillas con un pulso de luz roja (R). Se halló, además, que la irradiación subsi- guiente con un pulso de luz roja lejana (RL) anulaba el efecto inductor de la luz roja, evitando la germinación. Las irradiaciones alternas con luz R y RL (R, R + RL, R + RL + R, R + RL + R + RL, etc.) pusieron de manifiesto que el último color aplicado determinaba la germinación de las semillas y que la luz roja constituía el factor esti- mulante del proceso y, su inhibidor, la luz roja lejana. En busca de una explicación de tales fenómenos se propu- so la existencia de unpigmento, al que llamaron fitocro- mo, que absorbía la luz roja. El fitocromo en cuestión, tras absorber luz roja, se convertía en una forma capaz de absorber radiación roja lejana; forma que tornaba a su condición inicial tras realizar dicha absorción. La hipó- tesis halló respaldo experimental a principios de los años sesenta con la purificación, a partir de extractos de plán- tulas de cereales, de unaproteínadotada de las caracte- rísticas predichas. Los fitocromos son proteínassolubles que se encuentran en lassemillas,hojas,tallos,raícesy demás órganos de la planta.[2]
Bioquímicamente, el fitocromo es una proteína con un cromóforo Bilin.
El fitocromo ha sido encontrado en la mayoría de plantas, incluyendo todas las plantas superiores; además, molécu- las muy similares han sido encontrado en variasbacterias. Un fragmento de un fitocromo bacterial ha esclarecido la estructura de las proteínastridimensional.
Otros fotorreceptores de la planta incluyen a los criptocromosy fototropinas, que son sensibles a la luz azulyultravioletade las regiones del espectro.
10.7.1 Estructura
El fitocromo está compuesto por dos cadenas idénticas (A y B). Cada cadena tiene undominio PASydominio GAF. El dominio PAS sirve como una señal del sensor y el dominio GAF es responsable de la unión del cGMP y también detecta las señales de luz. En conjunto, estas subunidades forman la región del fitocromo que regula los cambios fisiológicos en las plantas a los cambios en las condiciones de luz roja y roja lejana. En las plantas, la luz roja hace que el fitocromo cambie a su forma bioló- gicamente activa, mientras que la luz roja lejana hace que la proteína cambie a su forma biológicamente inactiva.
10.7.2
Isoformas o estados
Los fitocromos se caracterizan por una fotocromicidad roja / roja lejana. Los pigmentos fotocromáticos cam- bian de “color” (propiedad espectral de absorbancia) tras la absorción de la luz. En el caso del fitocromo, el estado fundamental es PR, indicando que la r absorbe la luz roja particularmente fuerte. La máxima absorción es un pico agudo de 650-670 nm, las soluciones tan concentradas de fitocromos son de color azul turquesa para el ojo hu- mano. Pero una vez que un fotón rojo ha sido absorbido, el pigmento sufre un cambio conformacional rápido para formar el PFᵣ estado. Aquí fr indica que ya no es rojo, sino rojo lejano (también llamado “infrarrojo cercano”, 705-740 nm) es absorbida preferentemente. Este cambio de absorbancia es evidente para el ojo humano como un color un poco más verde. Cuando PFᵣ absorbe la luz roja lejana, se convierte de nuevo a PR. Por lo tanto, la luz roja hace PFᵣ, la luz roja lejana hace PR. En las plantas, al menos, PFᵣ es el estado fisiológicamente activo o de “señalización”.
10.7.3
Bioquímica
Químicamente, el fitocromo está compuesto por un
cromóforo, una única molécula Bilin que consta de una sola cadena abierta de cuatro anillos depirrol, unida al resto de la proteína. Es el cromóforo el que absorbe la luz, y como resultado cambia la conformación de Bilin y posteriormente de la proteína adjunta, cambiándola de un estado o isoforma a otra.
El fitocromo cromóforo es por lo general fitocro- mobilina, y está estrechamente relacionado con la ficocianobilina(el cromóforo de laficobiliproteínausado por lascianobacteriasyalgas rojas para capturar la luz en lafotosíntesis) y a labilis, pigmento de labilirrubina (cuya estructura también se ve afectada por la exposición a la luz, un hecho explotado en lafototerapiadeictericia en los recién nacidos). El término “bili” en todos estos nombres hace referencia a la bilis. Las bilins derivan del anillo tetrapirrolico haem cerrado gracias a una reacción oxidativa catalizada por la hemo oxigenasa para producir su cadena abierta característica. Laclorofila también se deriva de hemo. En contraste con bilins, hemo y clorofila llevan un átomo de metal en el centro del anillo, hierro o magnesio, respectivamente.
El estado Pfr transmite una señal a otros sistemas biológi- cos en la célula, tales como los mecanismos responsables de la expresióngenética. Aunque lo más seguro es que este mecanismo sea un procesobioquímico, es aún obje- to de debate. Se sabe que, a pesar de que los fitocromos se sintetizan en elcitoplasmay que la Pr se localiza allí, la forma PFᵣ, cuando se produce por la iluminación de luz, se trasladada alnúcleo de la célula. Esto supone que el fitocromo tiene una función en el control de la expre- sión génica, y se sabe que muchos genes están regulados por el fitocromo, pero el mecanismo exacto aún no se ha
descubierto totalmente. Se ha propuesto que el fitocromo, en la forma PFᵣ, puede actuar como unaquinasa, y se ha demostrado que el fitocromo en la forma PFᵣ puede in- teractuar directamente con losfactores de transcripción.
10.7.4 Descubrimiento
El pigmento fitocromo fue descubierto por Libra Hen- dricksyHarry Borthwicken elUSDA-ARS Centro de Investigación Agrícola de Beltsville de Marylandentre los años 40 y 60. Usando un espectrógrafo construido a partir de objetoas prestados y las partes sobrantes de suplemtentos de guerra, descubrieron que la luz roja era muy eficaz para favorecer la germinación o desencadenar respuestas de floración. Las respuestas de luz roja eran reversiblescon la luz roja-lejana, indicando la presencia de un pigmento fotoreversible.
El pigmento fitocromo fue identificado mediante una espectrofotómetroen 1959 por el biofísicoWarren Ma- yordomoy el bioquímicoHarold Siegelman.Butler fue también responsable del nombre, fitocromo.
En 1983 los laboratorios de Peter Quail y Clark Lagarias informó de la purificación química de la molécula intac- ta de fitocromo, y en 1985 la primerasecuencia genética del fitocromo fue publicada por Howard Hershey y Peter Quail. Para 1989, la genética molecular y el trabajo con anticuerpos monoclonalesdemostraron que existían más de un tipo de fitocromos, por ejemplo, se demostró que elguisantetiene al menos dos tipos fitocromo ( llamados, en ese momento, tipo I (que se encuentra predominante- mente en las plantas cultivadas en las oscuridad) y tipo II (predominante en las plantas verdes)). Ahora se sabe gracias a lasecuenciación del genomaque la Arabidopsis
tiene cinco genes fitocromo (PHYA - E), pero que el arroz tiene sólo tres (PHYA -C). Si bien esto probablemente representa la condición en varias plantas di-y monoco- tiledóneas, muchas plantas sonpoliploide. Elmaíz, por ejemplo, tiene seis fitocromos - phyA1 y phyA2 y phyB1 y phyB2 y phyC1 y phyC2. Si bien todos estos fitocro- mos tienen componentes de las proteínas muy diferentes, todos ellos utilizan phytochromobilina cómo el cromófo- ro que absorbe la luz. El fitocromo A o phyA se degrada rápidamente en la forma Pfr - mucho más que los demás miembros de la familia. A finales de 1980, el laboratorio Vierstra mostró que phyA es degradada por el sistema de ubiquitina, el primer objetivo natural del sistema en identificado en eucariotas.
En 1996, e observó que un gen en el recién secuenciado genoma de lacianobacteriaSynechocystis, tenía una ligera similitud con los de fitocromos de las plantas, la primera evidencia de fitocromos fuera del reino vegetal. Jon Hug- hes en Berlín y Lagarias Clark en la UC Davis demostra- ron posteriormente que este gen codifica el fitocromo (lla- mado Cph1) a bona fide en el sentido de que es una cro- moproteína reversible de color rojo/rojo lejano. Es de su- poner que los fitocromos de las plantas se derivan de un fi-
10.8. FXR 135
tocromo ancestral de las cianobacterias, tal vez por la mi- gración de genes del cloroplasto al núcleo. Posteriormen- te los fitocromos se han encontrado en otrosprocariotos comoDeinococcus radioduransyAgrobacterium tumefa- ciens. En el Deinococcusel fitocromo regula la producción de los pigmentos de luz protectores, sin embargo, en el Sy-
nechocystis y Agrobacterium la función biológica de estos
pigmentos es aún desconocida.
En 2005, los laboratorios Vierstra y Forestal de la Uni- versidad de Wisconsin publicaron un estructura tridi- mensional del dominio fotosensorial del fitocromo del
Deinococcus. Este revolucionario documento reveló que la cadena proteínica forma un nudo - una estructura muy inusual para una proteína.
10.7.5
La ingeniería genética
Alrededor de 1989 varios laboratorios tuvieron éxito en la producción deplantas transgénicas, que produce canti- dades elevadas de diferentes fitocromos (sobreexpresión). En todos los casos las plantas resultantes tenían tallos conspicuamente cortos y hojas verdes oscuras. Harry Smith y sus colaboradores en la Universidad de Leices- ter en Inglaterra demostraron que aumentando el nivel de expresión del fitocromo A (que responde a la luz ro- ja lejana), las respuentas deevitar la sombrapueden ser alteradas.[3] Como resultado, las plantas pueden gastar
menos energía al crecer lo más alto posible y tienen más recursos para el cultivo de semillas y la ampliación de sus sistemas de raíces. Esto podría tener muchas ventajas prácticas: por ejemplo, no sería necesario segar con tan- ta frecuencia las hojas hierba que crecen más lentamente que la hierba normal, o las plantas cultivavas puede trans- ferir más energía al grano en lugar de crecer más alto.
10.7.6
Referencias
[1] PDB 3G6O; Yang X, Kuk J, Moffat K (2009). «Crys- tal structure of P. aeruginosa bacteriaphytochrome PaBphP photosensory core domain mutant Q188L».
Proc.Natl.Acad.Sci.USA 106: pp. 15639–15644.
doi:10.2210/pdb3g6o/pdb.PMID 1972099. [2] Biología. página 803. books.google.es
[3] Robson, PRH, McCormac , AC, Irvine, y Smith, la inge- niería genética de H. índice de cosecha del tabaco a través de la sobreexpresión de un gen fitocromo. Naturaleza Bio- technol. 14, 995-998 (1996).
10.7.7
Otras fuentes
• Hua Lia, Junrui Zhangb, Richard D. Vierstra, and
Huilin Lia Quaternary organization of a phytochro-
me dimer as revealed by cryoelectron microscopy
PNASJune 1, 2010,doi 10.1073/pnas.1001908107
• http://www.ars.usda.gov/is/timeline/light.htm
• http://www.mobot.org/jwcross/duckweed/ phytochrome.htm#tetrapyrrole
• http://ucce.ucdavis.edu/files/filelibrary/616/ 17562.htm
• Terry and Gerry Audesirk. Biology: Life on Earth. • Linda C Sage. A pigment of the imagination: a his-
tory of phytochrome research. Academic Press 1992.
ISBN 0-12-614445-1
10.8 FXR
El receptor X fernesoide (FXR, de sus siglas en inglés
“Farnesoid X receptor”), también conocido como NR1H4
(de sus siglas en inglés “nuclear receptor subfamily 1,
group H, member 4”) es unreceptor nucleardehormonas con una actividad similar a la que poseen otros recep- tores deesteroidescomo elestrógenoo laprogesterona, pero más similar aún a la actividad de receptores como PPAR,LXRyRXR. LaproteínaFXR es codificada por elgennr1H4.[1]
El receptor FXR se expresa a elevados niveles en el hígado y en el intestino. El ácido quenodeoxicólico y otrosácidos biliares sonligandosnaturales de FXR. Al igual que otros receptores esteroideos, cuando es activa- do, el receptor FXR se trasloca al interior delnúcleo celu- lar, forma undímero(en este caso un heterodímero con RXR) y se une a unelemento de respuesta a hormonas en elADN, lo que provoca la expresión o represión de determinados genes.
Una de las principales funciones de la activación de FXR es la supresión de lacolesterol 7 alfa hidrolasa(CYP7A1), unaenzimalimitante en la síntesis de ácidos biliares desde colesterol. FXR no se une directamente al promotor del gen cyp7A1, sino que induce la expresión de la proteína SHP que actúa inhibiendo latranscripciónde este gen. Es este sentido, se establece una autorregulación de feedback negativo, mediante la cual la síntesis de ácidos biliares es inhibida cuando los niveles encélulason muy elevados.
10.8.1 Interacciones
El receptor FXR ha demostrado ser capaz de interaccio- nar con:
• PPARGC1A[2]
• RXRA[3]
10.8.2 Referencias
[1] «Entrez Gene: NR1H4 nuclear receptor subfamily 1,
[2] Zhang, Yanqiao; Castellani Lawrence W, Sinal Christop-
her J, Gonzalez Frank J, Edwards Peter A (Jan.2004).
«Peroxisome proliferator-activated receptor-gamma
coactivator 1alpha (PGC-1alpha) regulates triglyceri- de metabolism by activation of the nuclear receptor FXR». Genes Dev. (United States) 18 (2): pp. 157–69.
doi:10.1101/gad.1138104. ISSN 0890-9369. PMID 14729567.
[3] Seol, W; Choi H S, Moore D D (Jan.1995). «Isolation
of proteins that interact specifically with the retinoid X receptor: two novel orphan receptors». Mol. Endocrinol.
(UNITED STATES) 9 (1): pp. 72–85.ISSN 0888-8809.
PMID 7760852.
10.8.3
Enlaces externos
• Receptores nucleares
• MeSH farnesoid+X-activated+receptor