OMIM Entry – * 126110 – ARYL HYDROCARBON RECEPTOR NUCLEAR TRANSLOCATOR; ARNT

TEXTO

Receptor citosólico de dioxina, também referido como receptor Ah, transloca para o núcleo após a ligação do ligante. Os ligandos incluem dioxina e hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (PAH). O complexo inicia então a transcrição de uma bateria de genes envolvidos na ativação dos procarcinogênicos de PAH. Brooks et al. (1989) estudaram a expressão específica dos tecidos do cDNA para um gene humano (ARNT) necessário para a translocação do receptor de Ah ligado ao ligante para o núcleo.

O receptor de Ah está envolvido na indução do citocromo P450IA1 (CYP1A1; 108330), citocromo P450IA2 (CYP1A2; 124060), e várias outras enzimas que participam no metabolismo xenobiótico. Os 2 citocromos P450 são importantes na activação de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (encontrados na fumaça do cigarro e smog) e certas aminas heterocíclicas (encontradas em carne cozida) a intermediários cancerígenos. A forma citosólica livre de ligantes do receptor Ah é um complexo multimérico constituído por uma subunidade ligante (AHR; 600253) e uma proteína de choque térmico de 90-kD (HSP90). A ligação do ligante leva à translocação nuclear apenas da subunidade ligante, onde activa a transcrição do gene CYP1A1 através da interacção com sequências específicas de ADN denominadas elementos xenobióticos reactivos (XREs). Hoffman et al. (1991) isolaram uma porção da sequência genómica ARNT através da procura de genes humanos que complementavam as células do hepatoma do rato defeituosas na translocação nuclear do receptor Ah. Usando o fragmento genômico parcial, eles isolaram um cDNA ARNT. A proteína prevista 789-aminoácido contém um motivo básico de hélice-loop-helix (bHLH), 2 regiões que são similares tanto ao ritmo circadiano Drosophila (Per) como às proteínas de mente única (Sim), e uma região rica em cisteína. A ARNT é necessária para a função receptora do Ah. Pela análise de Northern blot, a ARNT é expressa no fígado como 2,6- e 4,2-kb mRNAs de baixa abundância. Os autores isolaram um cDNA ARNT adicional sem um segmento de 45-nucleotídeos, sugerindo que as transcrições da ARNT são, alternativamente, emendadas.

Reisz-Porszasz et al. (1994) clonaram um cDNA codificando o homólogo do mouse da ARNT. A proteína prevista 791-aminoácido é 94% idêntica à ARNT humana. Os autores observaram que a região que mostra a homologia das proteínas Drosophila Per e Sim é chamada de domínio PAS e contém 2 cópias de uma repetição direta de aproximadamente 50-aminoácidos. Os domínios PAS de Per e Sim medeiam a heterodimerização entre estas duas proteínas.

Usando um ensaio de deslocamento de mobilidade eletroforética e anticorpos contra a ARNT, Reyes et al. (1992) mostraram que a ARNT é um componente estrutural da forma de ligação XRE do receptor Ah. Eles descobriram que a forma nuclear 176-kD do receptor Ah é um heterodímero composto pela subunidade ligante (AHR) e a ARNT 87-kD. Os autores sugeriram que o motivo bHLH da ARNT é responsável por sua interação tanto com o XRE quanto com a subunidade ligante de ligação.

Fator-1 induzível à hipoxia (HIF1) é um fator de transcrição encontrado em células de mamíferos cultivadas sob tensão reduzida de oxigênio que desempenha um papel essencial nas respostas homeostáticas celulares e sistêmicas à hipoxia. HIF1 é um heterodímero composto por uma subunidade HIF1-alfa de 120-kD (603348) complexada com uma subunidade HIF1-beta de 91- a 94-kD. Wang et al. (1995) determinaram que a HIF1-beta é idêntica à ARNT. Hogenesch et al. (1997) descobriram que AHR, HIF1-alfa, e MOP2 (603349) têm perfis de expressão diferentes, mas todos compartilham ARNT como um parceiro dimérico comum.

Reisz-Porszasz et al. (1994) relataram que o rato Arnt não pode formar homodímeros mas pode heterodimerizar eficientemente com o rato Ahr in vitro. Estudos de mutantes de deleção de Arnt mostraram que ambos os domínios bHLH e PAS são necessários para a heterodimerização máxima. Uma proteína Arnt contendo apenas os domínios bHLH e PAS é apenas moderadamente reduzida em sua capacidade de complementar as células mutantes deficientes em Arnt.

Um heterodímero de AHR e ARNT, que são fatores básicos de transcrição da família de hélices-helix-loop-helix/PAS, medeia a maioria dos efeitos tóxicos das dioxinas. Ohtake et al. (2003) demonstraram que o heterodímero AHR/ARNT ativado por agonistas associa diretamente os receptores de estrogênio ER-alfa (133430) e ER-beta (601663). Eles demonstraram que essa associação resulta no recrutamento do receptor de estrogênio não ligado e do coactivador p300 (602700) para promotores genéticos estrogênicos, levando à ativação da transcrição e efeitos estrogênicos. A função do receptor de estrogênio ligado foi encontrada atenuada. Ações estrogênicas de agonistas AHR foram detectadas em ratos ovariectomizados do tipo selvagem, mas estavam ausentes em camundongos ovariectomizados Ahr -/- ou Er-alpha -/-. Ohtake et al. (2003) concluíram que seus achados sugerem um novo mecanismo pelo qual a sinalização de estrogênio mediada pelo receptor de estrogênio é modulada por uma função semelhante à coreguladora de AHR/ARNT ativado, dando origem a ações adversas relacionadas ao estrogênio de contaminantes ambientais do tipo dioxina.

Para obter uma visão do mecanismo de sinalização do CD30 (153243) no linfoma anaplásico de grandes células e linfoma de Hodgkin, Wright e Duckett (2009) utilizaram uma estratégia de purificação por afinidade que levou à identificação da ARNT como uma proteína de interação CD30 que modula a atividade da subunidade RelB (604758) do fator de transcrição do fator nuclear kappa-B (NFKB; ver 164011). As células linfoma de grandes células anaplásicas que eram deficientes em ARNT apresentaram defeitos no recrutamento de RelB para promotores NFKB-responsivos, enquanto o recrutamento de RelA (164014) para os mesmos locais foi potencializado, resultando na expressão aumentada desses genes NF-kappa-B-responsivos. Wright e Duckett (2009) concluíram que a ARNT funciona em conjunto com RelB em um mecanismo de feedback negativo induzido por CD30.

Estrutura de Cristal

Wu et al. (2015) descreveram a estrutura de cristal para cada um dos heterodímeros Hif2-alfa (603349)-Arnt e Hif1-alfa (603348)-Arnt em estados que incluem pequenas moléculas ligadas e seu elemento de resposta de hipoxia. Uma arquitetura quaternária altamente integrada é compartilhada por Hif2-alfa-Arnt e Hif1-alfa-Arnt, na qual Arnt espiras em torno do exterior de cada subunidade Hif-alfa. Cinco bolsas distintas são observadas que permitem a ligação de pequenas moléculas, incluindo locais encapsulados no domínio PAS e uma cavidade interfacial formada através da heterodimerização da subunidade. A cabeça leitora de DNA gira, estende-se e coopera com um domínio PAS distal para ligar elementos de resposta à hipoxia. Mutações HIF-alfa ligadas a cancros humanos mapeiam os locais sensíveis que estabelecem a ligação do DNA e a estabilidade dos domínios e bolsas PAS.

Scheel e Schrenk (2000) determinaram que o gene ARNT contém 22 exons, variando em tamanho de 25 a 214 bp, e abrange 65 kb. As junções de emendas seguem o consenso GT/AG, exceto para o intron 11 que começa com GC na sua extremidade de 5-prime.

Pelo estudo dos híbridos de células somáticas, Brooks et al. (1989) localizaram o gene ARNT para 1pter-q12 e mapearam o homólogo murino para o cromossomo 3. Johnson et al. (1993) localizaram o gene ARNT para 1q21 pelo estudo do DNA de clones híbridos de camundongos/humanos que retiveram translocações envolvendo o cromossomo 1 humano, pela análise de segregação em 9 famílias CEPH informativas, e pela hibridização in situ. Eles mapearam o homólogo do rato para o cromossoma 3 usando um painel de 16 híbridos de células somáticas de hamsters/mouse e mapearam-no regionalmente no cromossoma 3 por análise de ligação em um backcross interespecífico.

O gene TEL/ETV6 (600618) está localizado a 12p13 e codifica um membro da família ETS de fatores de transcrição. O TEL está frequentemente envolvido em translocações cromossômicas em malignidades humanas, geralmente resultando na expressão de proteínas de fusão entre a parte amino-terminal do TEL e fatores de transcrição não relacionados ou proteínas tirosinasinases. Salomon-Nguyen et al. (2000) caracterizaram uma translocação t(1;12)(q21;p13) observada em um caso de leucemia mieloblástica aguda (AML-M2). Ao nível da proteína, a cópia não translocada do TEL e, como resultado da translocação t(1;12), uma proteína de fusão entre o TEL e essencialmente todo o gene ARNT, foram expressas. O envolvimento da ARNT na leucemogênese humana não havia sido descrito anteriormente.

Estudando a etiologia das fissuras orais não sindrômicas (OFC1; 119530), Kayano et al. (2004) avaliaram se existe alguma associação na população japonesa dessas fissuras com SNPs nos genes AHR, CYP1A1, ou ARNT usando o teste de desequilíbrio de transmissão (TDT) e um estudo de caso-controle. Os produtos desses 3 genes estão todos envolvidos no metabolismo da 2,3,7,8-tetraclorodibenzo-p-dioxina (TCDD), o que é suspeito porque quando administrado durante a organogênese em camundongos, uma alta incidência de fissuras palatinas resulta em fetos. Kayano et al. (2004) não encontraram evidências de envolvimento de AHR ou CYP1A1 com fissura; entretanto, SNPs específicos na ARNT foram associados com fissura não sindrômica na população japonesa estudada. Quando um haplótipo composto por 567G/C e IVS12-19T/G na ARNT foi considerado, observou-se transmissão preferencial do haplótipo da TC (p = 0,0012). No estudo caso-controle, foi observada uma associação significativa de IVS12-19T/G (p = 0,021).