PARK2

**Parkin** je protein koji je kod ljudi kodiran genom **PARK2**.
To je E3 ubikvitin-ligaza od 465 ostataka koji ima kritičnu ulogu u ubikvitinaciji – procesu kojim su molekule kovalentno povezane sa ubikvitinom (Ub) i usmjerene prema razgradnji u proteasomima ili lizosomima. Ubikvitinacija uključuje uzastopno djelovanje tri enzima. E1 enzim koji aktivira ubikvitin  u eukariotskim ćelijama veže se za neaktivni Ub putem tioesterskih  veza i mobilizira ga u procesu ovisnom o ATP-u. (2) Ub se zatim prenosi u E2 enzim koji konjuguje ubikvitin prije nego što se konjugira sa ciljnim proteinom preko E3 ubikvitin-ligaza. Postoji mnoštvo E3 ligaza, koje se razlikuju po strukturi i specifičnosti supstrat, kako bi omogućile selektivno ciljanje proteina za unutarćelijsku degradaciju.

Konkretno, parkin prepoznaje proteine na vanjskoj membrani mitohondrija nakon povede ćelija i posreduje u čišćenju oštećenih mitohondrija putem autofagije i proteasomskih mehanizama. Parkin također poboljšava preživljavanje ćelija suzbijanjem mitohondrijski ovisnih i neovisnih apoptoza. Mutacije povezane su s mitohondrijskom disfunkcijom, što dovodi do neuronske smrti u Parkinsonovoj bolesti  iporemećenog metabolizma i tumorigenezi.

## Aminokiselinska sekvenca
Dužina polipeptidnog lanca je 465 aminokiselina, а molekulska težina  51.641 Da.

1020304050
MIVFVRFNSSHGFPVEVDSDTSIFQLKEVVAKRQGVPADQLRVIFAGKEL
RNDWTVQNCDLDQQSIVHIVQRPWRKGQEMNATGGDDPRNAAGGCEREPQ
SLTRVDLSSSVLPGDSVGLAVILHTDSRKDSPPAGSPAGRSIYNSFYVYC
KGPCQRVQPGKLRVQCSTCRQATLTLTQGPSCWDDVLIPNRMSGECQSPH
CPGTSAEFFFKCGAHPTSDKETSVALHLIATNSRNITCITCTDVRSPVLV
FQCNSRHVICLDCFHLYCVTRLNDRQFVHDPQLGYSLPCVAGCPNSLIKE
LHHFRILGEEQYNRYQQYGAEECVLQMGGVLCPRPGCGAGLLPEPDQRKV
TCEGGNGLGCGFAFCRECKEAYHEGECSAVFEASGTTTQAYRVDERAAEQ
ARWEAASKETIKKTTKPCPRCHVPVEKNGGCMHMKCPQPQCRLEWCWNCG
CEWNRVCMGDHWFDV

## Struktura 
**Parkin** je protein koji čiji se genski lokus (**PARK2**) kod ljudi nalazi na hromosomu 6.  Tačna funkcija ovog proteina nije poznata; međutim, zna se da je komponenta kompleksa multiproteina E3-ubikvitin ligaze koji je pak dio ubikvitin-proteasomskog  sistema, koji posreduje u ciljanju proteina za razgradnju . Poznato je da mutacije u ovom genu uzrokuju porodični oblik Parkinsonove bolesti, poznate kao autosomno recesivna maloljetnička Parkinsonova bolest (AR-JP). Štaviše, opisano je da je parkin neophodan za mitofagiju (autofagiju mitohondrija).

Međutim, nije jasno kako gubitak funkcije parkinskog proteina dovodi do smrti dopaminergijskih ćelija) u ovoj bolesti. Prevladavajuća hipoteza je da parkin pomaže u razgradnji jednog ili više proteina toksičnih za dopaminergične neurone.  Putativni supstrati parkina uključuju sinfilin-1, CDC-rel1 , ciklin E, p38 tRNK sitazu, Pael-R, sinaptotagmin XI, sp22 i sam parkin (vidi takođe ubikvitin-ligaza). Osim toga, parkin sadrži C-terminalni motiv koji veže PDZ-domene. Pokazalo se da se parkin povezuje na PDZ ovisan način sa domenom PDZ, koji sadrži proteine CASK i PICK1. 

 iona (približna lokacija označena sivim krugovima) za strukturnu stabilnost, što dovodi do stehiometrijske konformacije od 8 Zn2+/parkin.]]

Kao i drugi članovi porodice R3-RING-RING (RBR) E3 ligaza, parkin posjeduje dva RING-domena prstiju i jedan između RING (IBR) regije. RING1 formira mjesto vezanja za E2 Ub-konjugirajući enzim, dok RING2 sadrži katalitski cisteinski ostatak (Cys431) koji cijepa Ub iz E2 i privremeno ga veže za E3 tioesterskom vezom. Zajedno tvore katalitsku trijadu, čije je sklapanje potrebno za aktivaciju parkina. Parkin također sadrži N-terminalni Ub-sličan domen (Ubl) za specifično prepoznavanje podloge, jedinstvenog domen RING0 i represorske (REP) regije koja tonski potiskuje aktivnost ligaza.

U uvjetima mirovanja, čvrsto namotana konformacija parkina čini ga neaktivnim, jer je pristup katalitskom ostatku RING2 sterno blokiran pomoću RING0, dok domen vezanja E2 na RING1 zaklanjaju Ubl i REP. Utvrđeno je da misens mutacije Ser65Ala  desabliziraju vezivanje Ub-parkina, a istovremeno inhibiraju regrutovanje parkina u oštećene mitohondrije. PINK1 također fosforilira Ub na Ser65, ubrzavajući njegovo otpuštanje iz E2 i povećavajući njegov afinitet za parkin. S obzirom na to da je domen RING0 jedinstven za parkin i da njegovo hidrofobno sučelje s RING1 zatrpava Cys431 u neaktivnom parkinu, Mitofagija je uklanjanje oštećenih mitohondrija u autofagosomima i ovisi o ciklusu pozitivne povrtne sprege koji uključuje sinergijsko djelovanje parkina i PINK1. Nakon teške ćelijake povrede, zaostajanje mitohondrijskog membranskog potencijala sprječava unos PINK1 u mitohondrijski matriks i uzrokuje njegovo nakupljanje na vanjskoj mitohondrijskoj membrani (OMM). Parkin se regrutira u mitohondrije, nakon depolarizacije i fosforilira PINK1, koji istovremeno fosforilira Ub. prethodno konjugiran na proteine mitohondrijske membrane. Fosforilacija PINK1 i Ub olakšava aktivaciju parkina i daljnje sklapanje mono- i poli-Ub lanaca. Međutim, nakon mitohondrijskog oštećenja, nužna je degradacija fuzijskih proteina kako bi se odvojili od mreže putem mitohondrijskih fisija i spriječili kvarenje zdravih mitohondrija.[ Parkin je stoga potreban prije mitofagije, jer ubikvitinizira Mfn1/2, označavajući ga za proteasomsku degradaciju. Proteomske studije identificirale su dodatne OMM proteine kao supstrate za parkin, uključujući fisijski protein FIS, njegov adapter TBC1D15 i translokaze TOMM20 i TOMM70, koje olakšavaju kretanje proteina poput PINK1 preko OMM-a. Miro (ili RHOT1/RHOT2) je OMM protein koji je kritičan za aksonsdki transport, a mogu biti sveprisutni i usmjereni prema proteasomskoj degradaciji putem parkina. Kvar miro-a izaziva značajno smanjenje migracije ugroženih mitohondrija duž mišjih aksona u hipokampusnim neuronima, pojačavajući važnost parkina u odvajanju defektnih mitohondrija od njihovih funkcionalnih parnjaka i ograničavajući prostorno širenje mitohondrijske disfunkcije, prije autofagije.

Tokom mitofagije, parkin cilja VDAC1, anionski kanal pod naponom koji prolazi kroz konformacijske promjene. nakon depolarizacije mitohondrijske membrane, izlažući citosolni domen za sveprisutnu primjenu. ističući kritičnu ulogu VDAC1 kao selektivnog markera mitohondrijskog oštećenja i izazivača mitofagije. Nakon konjugacije Ub, parkin regrutira receptore autofagije, kao što su p62, TAX1BP1 i CALCOCO2, olakšavajući sastavljanje autofagosoma koji probavljaju defektne mitohondrije. Povećana translacija OPA1 održava strukturu krista i smanjuje oslobađanje citohroma C iz mitohondrija, inhibirajući kaspazom posredovanu apoptozu. ]Ono što je važno, parkin aktivira HOIP sa većom potencijom od ostalih faktora povezanih s LUBAC-om HOIL-1 i oštrinom, što znači da mobilizacija parkina značajno povećava toleranciju na umjerenu stresora.

Parkin ima  afinitet vezanja za DNK i proizvode ovisne o dozi, smanjenje transkripcije i aktivnosti proapoptotskog faktora p53. Transfekcija *p53 * promotora sa skraćenim verzijama parkina u SH-SY5Y neurone otkrila je da se parkin direktno veže za promotor *p53*, preko svog RING1-domena. Nasupot tome, parkin može biti transkripcijski cilj p53-a u plućnim H460, gdje posreduje tumour-supresorsku aktivnost p53-a. Parkin dodatno podiže nivo citosolnog glutationa i štiti od oksidativnog stresa, okarakterizirajući ga kao kritičnog supresora tumora sa anti-glikolitskim i antioksidativnim sposobnostima. i
*Tumourigeneza

## Interakcije 
Parkin (ligaza) pokazao je interakcije sa:

* Alfa-sinukleinom, 
* CASK, 
* CUL1, 
* FBXW7 
* HSPA1A, 
* PDCD2, 
* SEPT5, 
* SNCAIP,
* STUB1, 
* SYT11,  i
* Ubikvitinom C.

## Reference 
## Dopunska literatura
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 

## Vanjski linkovi 
* GeneReviews/NCBI/NIH/UW entry on Parkin Type of Juvenile Parkinson Disease
* 

Kategorija:EC 6.3
Kategorija:Geni na hromosomu 6
Kategorija:Enzimi
Kategorija:Ljudski proteini
Kategorija:Proteomika