PPARGC1A - PPARGC1A
El coactivador 1-alfa del receptor gamma activado por proliferador de peroxisoma (PGC-1α) es una proteína que en los seres humanos está codificada por el gen PPARGC1A . PPARGC1A también se conoce como región 20 humana acelerada ( HAR20 ). Por lo tanto, pudo haber jugado un papel clave en diferenciar a los humanos de los simios.
PGC-1α es el regulador maestro de la biogénesis mitocondrial . PGC-1α también es el regulador principal de la gluconeogénesis hepática , lo que induce un aumento de la expresión génica de la gluconeogénesis.
Función
PGC-1α es un coactivador transcripcional que regula los genes implicados en el metabolismo energético . Es el regulador maestro de la biogénesis mitocondrial . Esta proteína interactúa con el receptor nuclear PPAR-γ , lo que permite la interacción de esta proteína con múltiples factores de transcripción . Esta proteína puede interactuar y regular la actividad de la proteína de unión al elemento de respuesta al cAMP ( CREB ) y los factores respiratorios nucleares (NRF) . PGC-1α proporciona un vínculo directo entre los estímulos fisiológicos externos y la regulación de la biogénesis mitocondrial , y es un factor importante que causa tipos de fibras musculares de contracción lenta en lugar de contracción rápida .
Se ha demostrado que el ejercicio de resistencia activa el gen PGC-1α en el músculo esquelético humano. La PGC-1α inducida por el ejercicio en el músculo esquelético aumenta la autofagia y la respuesta de la proteína desplegada .
La proteína PGC-1α también puede participar en el control de la presión arterial, la regulación de la homeostasis del colesterol celular y el desarrollo de la obesidad.
La regulación ascendente de PGC-1α de la sirtuína 3 hace que las mitocondrias sean más saludables.
Regulación
Se cree que PGC-1α es un integrador maestro de señales externas. Se sabe que se activa por una serie de factores, que incluyen:
- Especies reactivas de oxígeno (ROS) y especies reactivas de nitrógeno (RNS) , ambas formadas endógenamente en la célula como subproductos del metabolismo pero reguladas positivamente durante tiempos de estrés celular.
- Está fuertemente inducido por la exposición al frío, lo que vincula este estímulo ambiental a la termogénesis adaptativa.
- Es inducida por el ejercicio de resistencia y una investigación reciente ha demostrado que la PGC-1α determina el metabolismo del lactato , evitando así los niveles altos de lactato en los atletas de resistencia y haciendo que el lactato como fuente de energía sea más eficiente.
- Proteínas de unión a elementos de respuesta a AMPc ( CREB ), activadas por un aumento de AMPc después de señales celulares externas.
- Se cree que la proteína quinasa B / Akt regula negativamente la PGC-1α, pero regula al alza sus efectores descendentes, NRF1 y NRF2. La propia Akt es activada por PIP3, a menudo regulada al alza por PI3K después de las señales de la proteína G. También se sabe que la familia Akt activa las señales de pro-supervivencia, así como la activación metabólica.
- SIRT1 se une y activa PGC-1α a través de la desacetilación que induce la gluconeogénesis sin afectar la biogénesis mitocondrial.
Se ha demostrado que PGC-1α ejerce circuitos de retroalimentación positiva en algunos de sus reguladores aguas arriba:
- PGC-1α aumenta los niveles de Akt (PKB) y Phospho-Akt (Ser 473 y Thr 308) en el músculo.
- PGC-1α conduce a la activación de calcineurina .
Akt y calcineurina son activadores de NF kappa B (p65). A través de su activación, PGC-1α parece activar NF kappa B. Recientemente se ha demostrado un aumento de la actividad de NF kappa B en el músculo después de la inducción de PGC-1α. El hallazgo parece ser controvertido. Otros grupos encontraron que las PGC-1 inhiben la actividad de NF kappa B. El efecto se demostró para PGC-1 alfa y beta.
También se ha demostrado que PGC-1α impulsa la biosíntesis de NAD para desempeñar un papel importante en la protección renal en la lesión renal aguda.
Significación clínica
Recientemente, PPARGC1A ha sido implicado como una terapia potencial para la enfermedad de Parkinson que confiere efectos protectores sobre el metabolismo mitocondrial.
Además, recientemente se han identificado isoformas específicas del cerebro de PGC-1 alfa que probablemente desempeñen un papel en otros trastornos neurodegenerativos como la enfermedad de Huntington y la esclerosis lateral amiotrófica.
La terapia de masaje parece aumentar la cantidad de PGC-1α, lo que conduce a la producción de nuevas mitocondrias.
Además, se ha implicado a PGC-1α y beta en la polarización a macrófagos M2 antiinflamatorios mediante la interacción con PPARγ con activación aguas arriba de STAT6. Un estudio independiente confirmó el efecto de PGC-1 sobre la polarización de macrófagos hacia M2 a través de STAT6 / PPAR gamma y, además, demostró que PGC-1 inhibe la producción de citocinas proinflamatorias.
Recientemente se ha propuesto que PGC-1α es responsable de la secreción de ácido β-aminoisobutírico al ejercitar los músculos. El efecto del ácido β-aminoisobutírico en la grasa blanca incluye la activación de genes termogénicos que provocan el pardeamiento del tejido adiposo blanco y el consiguiente aumento del metabolismo de fondo. Por tanto, el ácido β-aminoisobutírico podría actuar como molécula mensajera de PGC-1α y explicar los efectos del aumento de PGC-1α en otros tejidos como la grasa blanca.
PGC-1α aumenta la expresión de BNP al coactivar ERRα y / o AP1. Posteriormente, el BNP induce un cóctel de quimiocinas en las fibras musculares y activa los macrófagos de manera paracrina local, lo que puede contribuir a mejorar el potencial de reparación y regeneración de los músculos entrenados.
Interacciones
Se ha demostrado que PPARGC1A interactúa con:
- Proteína de unión a CREB
- Receptor alfa relacionado con el estrógeno (ERRα), receptor beta relacionado con el estrógeno (ERRβ), receptor gamma relacionado con el estrógeno (ERRγ).
- Receptor X farnesoide
- FBXW7
- MED1 MED12 MED14 MED17
- NRF1
- Receptor gamma activado por proliferador de peroxisoma
- Retinoides receptor alfa X .
- Receptor beta de la hormona tiroidea
ERRalpha y PGC-1α son coactivadores de glucoquinasa (GK) y SIRT3 , uniéndose a elementos ERRE en los promotores GK y SIRT3.
Ver también
Referencias
Otras lecturas
- Knutti D, Kralli A (2001). "PGC-1, un coactivador polivalente". Tendencias Endocrinol. Metab . 12 (8): 360–5. doi : 10.1016 / S1043-2760 (01) 00457-X . PMID 11551810 . S2CID 24230985 .
- Puigserver P, Spiegelman BM (2003). "Coactivador 1 alfa del receptor gamma activado por proliferador de peroxisomas (PGC-1 alfa): coactivador transcripcional y regulador metabólico" . Endocr. Rev . 24 (1): 78–90. doi : 10.1210 / er.2002-0012 . PMID 12588810 .
- Soyal S, Krempler F, Oberkofler H, Patsch W (2007). "PGC-1alpha: un potente cofactor transcripcional involucrado en la patogénesis de la diabetes tipo 2" . Diabetologia . 49 (7): 1477–88. doi : 10.1007 / s00125-006-0268-6 . PMID 16752166 .
- Handschin C, Spiegelman BM (2007). "Coactivadores del coactivador 1 del receptor gamma activado por proliferador de peroxisomas, homeostasis de energía y metabolismo" . Endocr. Rev . 27 (7): 728–35. doi : 10.1210 / er.2006-0037 . PMID 17018837 .
enlaces externos
- Proteína PPARGC1A, humana en los encabezados de temas médicos (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
- NURSA C110
- FactorBook PGC1A
- Resumen de toda la información estructural disponible en el PDB para UniProt : Q9UBK2 ( Coactivador 1-alfa del receptor gamma activado por proliferador de peroxisomas) en el PDBe-KB .
Este artículo incorpora texto de la Biblioteca Nacional de Medicina de los Estados Unidos , que es de dominio público .