3.3
Der Hedgehog-Signalweg ist ein konservierter Signalweg, der das Zellwachstum während der Embryonalentwicklung und der Gewebehomöostase sowohl bei Wirbellosen als auch bei Wirbeltieren reguliert.
Die uneingeschränkte Hedgehog-Signalübertragung kann zu verschiedenen menschlichen Entwicklungsstörungen und Krankheiten führen, einschließlich Krebs.
Es gibt drei Hauptakteure im Hedgehog-Signalweg.
Der lipidmodifizierte aktive Hedgehog-Ligand, der als lokaler Mediator fungiert, ein Transmembranprotein namens Patched, das als Rezeptor für den Hedgehog-Liganden fungiert, und ein Transkriptionsregulator namens Cubitus Interruptus oder Ci, der als primäres Effektormolekül fungiert.
Das Ci kann in zwei verschiedenen Formen vorliegen - in einer intakten Proteinform, die als transkriptioneller Aktivator fungiert, und in einer gespaltenen Form namens Ci75, die als transkriptioneller Repressor für verschiedene Hedgehog-responsive Gene fungiert.
Das intakte Ci existiert in Verbindung mit einem Multiproteinkomplex, der an Mikrotubuli gebunden ist, die aus Fused Kinase und Costal-2, einem Kinesin-ähnlichen Protein, bestehen.
In Abwesenheit des Hedgehog-Liganden unterdrückt das Patched-Protein kontinuierlich die Aktivität des Smoothened-Proteins - einem Transmembranprotein, das auf internen Zellvesikeln vorhanden ist.
Dies löst die Prozessierung von Ci durch die drei Kinasen PKA, GSK3 und CK1 aus, die es phosphorylieren und für die weitere Verarbeitung im Proteasom markieren, was zur Bildung von Ci75 führt.
Ci75 transloziert dann in den Zellkern und unterstützt die transkriptionelle Repression der Hedgehog-responsiven Gene in Verbindung mit einem Co-Repressor.
Bei der Bindung des aktiven Hedgehog-Liganden an das Patched-Protein und einen Co-Rezeptor namens iHog wird das Smoothened-Protein jedoch aktiviert und zur Zellmembran transportiert.
Dann rekrutiert das Geglättete die Bestandteile des Multiproteinkomplexes an die Membran und unterbricht die Proteolyse von Cubitus Interruptus.
Der intakte Cubitus Interruptus transloziert dann in den Zellkern und rekrutiert ein weiteres Co-Aktivator-Molekül, um die Expression der Hedgehog-responsiven Gene zu induzieren.
Das Hedgehog-Gen (Hh) wurde zuerst durch seine Rolle bei der Steuerung des Wachstums von unorganisierten, haarähnlichen Borsten bei Drosophila entdeck…
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