Коллаген XXIII типа, альфа 1
| COL23A1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Псевдонимы | COL23A1 , альфа-1-цепь коллагена XXIII типа | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Внешние идентификаторы | Опустить : 610043 ; МГИ : 2653243 ; Гомологен : 72101 ; Генные карты : COL23A1 ; OMA : COL23A1 — ортологи | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Викиданные | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Цепь коллагена α-1 (XXIII) представляет собой белок , кодируемый геном COL23A1 , который расположен на хромосоме 5q35 у человека и на хромосоме 11B1+2 у мышей. [ 5 ] Местоположение этого гена было обнаружено с помощью анализа геномной последовательности .
типа II Коллаген XXIII представляет собой трансмембранный белок и четвертый в подсемействе нефибриллярных трансмембранных коллагенов. Этот тип коллагенов имеет однопроходной гидрофобный трансмембранный домен. Молекула коллагена XXIII может находиться либо в форме мембранных связей, либо в форме сараев.
Коллаген XXIII типа экспрессируется как во взрослых тканях, так и в развивающихся органах. Его можно найти в эпидермисе и других эпителиях, например, на языке, кишечнике и легких, а также в головном мозге, почках и роговице. Показано, что экспрессия коллагена XXIII в предстательной железе связана с прогрессированием опухоли.
Функции коллагена XXIII до сих пор неизвестны, хотя считается, что они могут быть аналогичны другим трансмембранным белкам, таким как коллаген XIII .
Открытие
[ редактировать ]Коллаген XXIII был впервые идентифицирован и выделен из карциномы простаты крыс Жаклин Баньярд, Лер Бао и Брюсом Р. Зеттером в 2003 году. клеток [ 6 ] Они также идентифицировали этот белок в тканях человека. Они пришли к выводу, что на уровне нуклеотидов человеческий и крысиный коллаген XXIII альфа 1 имеют 76% идентичности. Кроме того, клеточную локализацию коллагена XXIII определяли методом иммунофлуоресцентного окрашивания с использованием антитела , распознающего карбоксильный конец белка. Показано, что карбоксильный конец коллагена XXIII присутствует на поверхности клетки.
Структура
[ редактировать ]Структура белка
[ редактировать ]
Человеческий коллаген α1(XXIII), представляющий собой гомотример, содержит 540 аминокислот, распределенных в:
- Длинный аминоконцевой неколлагеновый домен (NC-1) из 120 аминокислот, который можно разделить на три части: короткую цитоплазматическую область, трансмембранную область и короткую внеклеточную область.
- Внеклеточная область длиной 420 аминокислот, организованная в три коллагеновых (COL1, COL2 и COL3) домена , которые прерываются короткими неколлагеновыми доменами (NC2, NC3 и NC4), как показано на схеме.
Структурная гомология
[ редактировать ]
Коллаген XXIII принадлежит к трансмембранному подсемейству коллагенов . Белки, включенные в эту группу, имеют аминоконцевой цитоплазматический домен, за которым следует трансмембранный гидрофобный домен и по меньшей мере один внеклеточный трехспиральный коллагеновый домен, чередующийся с короткими неколлагеновыми доменами.
Коллагены XIII , XVII и XXV и родственные белки, такие как рецепторы-поглотители макрофагов класса А, эктодисплазин А или рецептор MARCO1, также являются частью этой группы. Альтернативное название этого типа белка — MACIT (мембранассоциированные коллагены с прерванными тройными спиралями).
Коллаген XXIII демонстрирует структурную гомологию с коллагеном XIII и коллагеном XXV. [ 7 ] . Помимо характерной структуры трансмембранных коллагенов, все три белка демонстрируют высокий уровень консервативности аминокислотных остатков в коллагеновых и неколлагеновых доменах.
Коллагены α1(XIII), α1(XXIII) и α1(XXV) содержат три коллагеновых домена (Col 1, Col 2 и Col 3) и четыре неколлагеновых домена (NC1, который также является трансмембранным доменом, NC2, NC3 и НК4).
Сообщалось, что домен Col 1 α1 (XXIII) демонстрирует сходство с областями доменов Col 1 и Col 2 типов коллагена α1 (XIII) и α1 (XXV), тогда как последовательности доменов Col 2 и Col 3 α1( XXIII) относятся к домену Col 3 типов α1(XIII) и α1(XXV).
Короткие неколлагеновые домены также обнаруживают сходство, особенно в доменах NC1 и NC4. От 60 до 78% аминокислотных остатков этих доменов идентичны во всех трех цепях. Кроме того, возможные последовательности распознавания сайтов расщепления фурином (основной физиологической протеазой ) были обнаружены как в амино-концевом домене NC1, так и в карбоксильно-концевом домене NC4 каждого из этих коллагенов. Активность этой протеазы жизненно важна для объяснения происхождения двух форм, которые могут принимать коллаген типов XIII, XXIII и XXV.
Линька
[ редактировать ]
Общей особенностью трансмембранных коллагенов является наличие двух форм молекулы: полноразмерной мембраносвязанной формы и эктодоменной формы . Эта характеристика также может быть применима к коллагену XXIII.
Распределение обеих форм коллагена XXIII тканеспецифично, поскольку в некоторых органах, например в головном мозге, преобладает шед-форма, тогда как в легких молекула обычно обнаруживается в виде полноразмерной формы.
Сообщалось, что клетка способна регулировать количество коллагена XXIII в мембраносвязанной и секретируемой форме, влияя на выработку той или иной формы, когда это необходимо. По этой причине процесс выделения коллагена XXIII был описан как селективный протеолиз , осуществляемый главным образом фурином . [ 8 ] хотя существуют и другие ферменты, такие как сериновые и цистеиновые протеазы, которые также способны отбрасывать молекулу.
Когда коллаген XXIII находится внутри аппарата Гольджи , действуют фуриновые протеазы, расщепляющие белок и образующие форму молекулы, которая высвобождается во внеклеточный матрикс посредством экзоцитоза .
Существует также вероятность того, что полноразмерная форма молекулы достигнет поверхности клетки до того, как ее расщепит фурин . Когда это происходит, полная молекула коллагена вводится в плазматическую мембрану и стабилизируется своими неколлагеновыми трансмембранными доменами, оставляя коллагеновые домены вне клетки.
Полноразмерные молекулы коллагена XXIII обычно обнаруживаются в липидных рафтах , которые представляют собой богатые холестерином и сфинголипидами плотно упакованные микродомены клеточной мембраны. Фуриновые протеазы не способны достигать молекул коллагена XXIII, когда они находятся внутри липидных рафтов , поэтому молекулы коллагена XXIII могут сохранять свою полноразмерную форму.
В случае, если эти молекулы теряют защиту липидного рафта (т.е. когда уровень мембранного холестерина снижается), фуриновые протеазы могут действовать, расщепляя белок прямо вне клетки, высвобождая отложенную форму коллагена XXIII непосредственно во внеклеточный матрикс .
Взаимодействие с интегрином α2β1
[ редактировать ]Клеточные рецепторы коллагенов относятся к семейству интегринов β1 . Коллаген XXIII ионно- и конформационно-зависимым образом взаимодействует с интегрином α2β1 . [ 9 ] Интегрин α2β1 представляет собой коллаген-связывающий интегрин, присутствующий в эпидермисе, поэтому именно здесь происходит взаимодействие. Оба белка совместно локализуются на базальной поверхности кератиноцитов .
Клиническое значение
[ редактировать ]Коллаген XXIII играет роль биомаркера для обнаружения и рецидива клеток NCLSC (немелкоклеточный рак легкого). [ 10 ] и повторное появление рака простаты. [ 11 ] Некоторые эксперименты показывают, что коллаген XXIII влияет на клеточную адгезию и стимулирует метастазов. развитие [ 12 ] способствуя росту и выживанию раковых клеток, когда они округлые и не могут распространяться. Было показано, что потеря коллагена XXIII может усложнить клеточную адгезию и уменьшить задержку клеток рака легких.
См. также
[ редактировать ]- Коллаген
- Белковый домен
- Трансмембранный белок
- Немелкоклеточный рак легкого
- Рак простаты
- Гомотример
- Липидный рафт
- Интегрин, бета 1
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000050767 – Ensembl , май 2017 г.
- ^ Перейти обратно: а б с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000063564 – Ensembl , май 2017 г.
- ^ «Ссылка на Human PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
- ^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
- ^ «Ген Энтреза: коллаген COL23A1, тип XXIII, альфа 1» .
- ^ Баньярд Дж., Бао Л., Зеттер Б.Р. (июнь 2003 г.). «Коллаген XXIII типа, новый трансмембранный коллаген, обнаруженный в метастатических опухолевых клетках» . Ж. Биол. Хим . 278 (23): 20989–94. дои : 10.1074/jbc.M210616200 . ПМИД 12644459 .
- ^ Кох М., Вейт Г., Стрикер С., Бхатт П., Куч С., Чжоу П., Рейндерс Э., Хан Р.А., Сонг Р., Бергесон Р.Э., Гереке Д.Р., Мундлос С., Гордон М.К. (май 2006 г.). «Экспрессия мРНК и белка коллагена XXIII типа» . Ж. Биол. Хим . 281 (30): 21546–57. дои : 10.1074/jbc.M604131200 . hdl : 11858/00-001M-0000-0010-83E3-6 . ПМИД 16728390 .
- ^ Вейт Г, Зимина Е.П., Францке К.В., Куч С., Зибольдс У., Гордон М.К., Брукнер-Тудерман Л., Кох М. (сентябрь 2007 г.). «Выделение коллагена XXIII опосредовано фурином и зависит от микроокружения плазматической мембраны» . Ж. Биол. Хим . 282 (37): 27424–35. дои : 10.1074/jbc.M703425200 . ПМИД 17627939 .
- ^ Вейт Г., Зволанек Д., Экес Б., Ниланд С., Капюля Дж., Цвирс М.К., Ишада-Ямамото А., Криг Т., Хейно Дж., Эбле Дж.А., Кох М. (август 2011 г.). «Коллаген XXIII, новый лиганд интегрина альфа2бета1 в эпидермисе» . Ж. Биол. Хим . 286 (31): 27804–13. дои : 10.1074/jbc.M111.220046 . ПМК 3149370 . ПМИД 21652699 .
- ^ Спиви К.А., Баньярд Дж., Солис Л.М., Вистуба II, Барлетта Дж.А., Ганди Л., Фельдман Х.А., Родиг С.Дж., Кириеак Л.Р., Зеттер Б.Р. (май 2010 г.). «Коллаген XXIII: потенциальный биомаркер для выявления первичного и рецидивирующего немелкоклеточного рака легких» . Эпидемиол рака. Биомаркеры Пред . 19 (5): 1362–72. doi : 10.1158/1055-9965.EPI-09-1095 . ПМЦ 2880394 . ПМИД 20447926 .
- ^ Баньярд Дж., Бао Л., Хофер М.Д., Зураковски Д., Спиви К.А., Фельдман А.С., Хатчинсон Л.М., Куфер Р., Рубин М.А., Зеттер Б.Р. (май 2007 г.). «Экспрессия коллагена XXIII связана с рецидивом рака простаты и отдаленными метастазами» . Клин Рак Рес . 13 (9): 2634–42. дои : 10.1158/1078-0432.CCR-06-2163 . ПМИД 17473194 .
- ^ Спиви К.А., Чунг И., Баньярд Дж., Адини И., Фельдман Х.А., Зеттер Б.Р. (май 2012 г.). «Роль коллагена XXIII в адгезии раковых клеток, независимости от прикрепления и метастазировании» . Онкоген . 31 (18): 2362–72. дои : 10.1038/onc.2011.406 . ПМЦ 3968770 . ПМИД 21963851 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Бринкманн Дж (2005). Коллаген: учебник по структуре, обработке и сборке . Том. 247. Спрингер. стр. 1–6. дои : 10.1007/b103817 .
- Склеропротеины: достижения в исследованиях и применении: издание 2013 г. . Научные издания. 2013. ISBN 978-1-481-68001-1 .