Транспортер органических анионов 1

Схематическое изображение трансмембранных белков:
1. мембранный белок с одним трансмембранным доменом
2. мембранный белок с тремя трансмембранными доменами
3. Считается, что OAT1 имеет двенадцать трансмембранных доменов. [ 1 ]
Мембрана представлена светло-коричневым цветом.
Транспортер органических анионов 1 (OAT1), также известный как семейства 22 переносчиков растворенных веществ член 6 (SLC22A6), представляет собой белок , который у людей кодируется SLC22A6 геном . [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] Он является членом семейства белков -переносчиков органических анионов (ОАТ). ОАТ1 представляет собой трансмембранный белок , который экспрессируется в головном мозге, плаценте, глазах, гладких мышцах и базолатеральной мембране клеток проксимальных канальцев почек. Он играет центральную роль в почками транспорте органических анионов . Наряду с ОАТ3 , ОАТ1 опосредует захват широкого спектра относительно небольших и гидрофильных органических анионов из плазмы в цитоплазму клеток проксимальных канальцев почек . Оттуда эти субстраты транспортируются в просвет нефронов почек для выведения . ОАТ1 Гомологи были идентифицированы у крыс , мышей , кроликов , свиней , камбал и нематод . [ 5 ]
Функция
[ редактировать ]SLC22A6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Идентификаторы | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Псевдонимы | SLC22A6 , HOAT1, OAT1, PAHT, ROAT1, переносчик органических анионов 1, семейство переносчиков растворенных веществ 22, член 6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Внешние идентификаторы | Опустить : 607582 ; МГИ : 892001 ; Гомологен : 16813 ; Генные карты : SLC22A6 ; OMA : SLC22A6 — ортологи | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Викиданные | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
OAT1 действует как органический анионообменник. Когда поглощение одной молекулы органического аниона транспортируется в клетку обменником ОАТ1, одна молекула эндогенной дикарбоновой кислоты (такой как глутарат , кетоглутарат и т. д.) одновременно транспортируется из клетки. [ 5 ] В результате постоянного удаления эндогенной дикарбоновой кислоты ОАТ1-положительные клетки подвергаются риску истощения запасов дикарбоксилатов. Как только запас дикарбоксилатов истощается, транспортер ОАТ1 больше не может функционировать.
Чтобы предотвратить потерю эндогенных дикарбоксилатов, ОАТ1-положительные клетки также экспрессируют котранспортер дикарбоксилата натрия, называемый NaDC3 , который транспортирует дикарбоксилаты обратно в ОАТ1-положительные клетки. Натрий необходим для запуска этого процесса. В отсутствие градиента натрия через клеточную мембрану котранспортер NaDC3 перестает функционировать, внутриклеточные дикарбоксилаты истощаются, а транспортер OAT1 также останавливается. [ 10 ]
Почечные переносчики органических анионов OAT1, OAT3 , OATP4C1 , MDR1 , MRP2 , MRP4 и URAT1 экспрессируются в сегменте S2 проксимальных извитых канальцев почек. OAT1, OAT3 и OATP4C1 переносят небольшие органические анионы из плазмы в клетки S2. MDR1, MRP2, MRP4 и URAT1 затем транспортируют эти органические анионы из цитоплазмы клеток S2 в просвет проксимальных извитых канальцев. Эти органические анионы затем выводятся с мочой. [ 5 ]
Субстраты
[ редактировать ]Известные субстраты ОАТ1 включают парааминогиппурат (ПАУ), дикарбоксилаты , простагландины , циклические нуклеотиды , ураты , фолаты , диуретики , ингибиторы АПФ , противовирусные средства, бета-лактамные антибиотики , противоопухолевые средства , микотоксины , сульфатные конъюгаты , глюкуронидные конъюгаты, цистеиновые конъюгаты, охратоксин А , НПВП , меркаптуровые кислоты и уремические токсины . [ 5 ]
Регулирование
[ редактировать ]Изменения в экспрессии и функции OAT1 играют важную роль в внутри- и межиндивидуальной вариабельности терапевтической эффективности и токсичности многих лекарств. В результате активность OAT1 должна находиться под жестким регулированием, чтобы выполнять свои нормальные функции. [ 11 ] Регуляция транспортной активности ОАТ в ответ на различные стимулы может происходить на нескольких уровнях, таких как транскрипция, трансляция и посттрансляционная модификация. Посттрансляционная регуляция представляет особый интерес, поскольку она обычно происходит в течение очень короткого периода времени (от минут до часов), когда организму приходится иметь дело с быстро меняющимися количествами веществ вследствие переменного приема лекарств, жидкости или еды. как метаболическая активность. [ 11 ] Посттрансляционная модификация — это процесс, при котором новые функциональные группы конъюгируются с боковыми цепями аминокислот в целевом белке посредством обратимых или необратимых биохимических реакций. Общие модификации включают гликозилирование, фосфорилирование, убиквитинирование, [ 11 ] сульфатирование, метилирование, ацетилирование и гидроксилирование.
Синдром Фанкони, вызванный противовирусными препаратами
[ редактировать ]Аналоги нуклеозидов представляют собой класс противовирусных препаратов, которые действуют путем ингибирования синтеза вирусных нуклеиновых кислот. Нуклеозидные аналоги ацикловир (ACV), зидовудин (AZT), диданозин (ddI), залцитабин (ddC), ламивудин (3TC), ставудин (d4T), трифлуридин , [ 12 ] цидофовир , адефовир , [ 13 ] и тенофовир (ТДФ) [ 14 ] являются субстратами транспортера ОАТ1. Это может привести к накоплению этих препаратов в клетках проксимальных канальцев . В высоких концентрациях эти препараты ингибируют репликацию ДНК . Это, в свою очередь, может ухудшить функцию этих клеток и стать причиной синдрома Фанкони , индуцированного противовирусными препаратами . Применение ставудина, [ 15 ] диденозин, абакавир, адефовир, [ 16 ] цидофовир [ 17 ] а тенофовир связан с синдромом Фанкони. Клинические особенности синдрома Фанкони, вызванного тенофовиром, включают глюкозурию на фоне нормального уровня глюкозы в сыворотке, потерю фосфатов с гипофосфатемией, протеинурию (обычно легкую), ацидоз и гипокалиемию с острой почечной недостаточностью или без нее. [ 18 ]
Митохондриальное ингибирование
[ редактировать ]Поскольку аналоги нуклеозидов могут накапливаться в ОАТ1-положительных клетках и ингибировать репликацию митохондрий , эти препараты могут приводить к истощению митохондрий внутри проксимальных канальцев почек . почек Биопсия продемонстрировала истощение митохондрий клеток канальцев у лиц, получающих противовирусную терапию тенофовиром. Остальные митохондрии были увеличены и дисморфичны . [ 19 ] In vitro противовирусные препараты диданозин и зидовудин являются более мощными ингибиторами синтеза митохондриальной ДНК , чем тенофовир (ddI > AZT > TDF). [ 20 ] В своей нефосфорилированной форме препарат ацикловир существенно не ингибирует синтез митохондриальной ДНК, если только клетка не заражена вирусом герпеса . [ нужна ссылка ]
Ставудин, зидовудин и индинавир (ИДВ) вызывают снижение митохондриального дыхания и увеличение митохондриальной массы в жировых клетках . Ставудин также вызывает серьезное истощение митохондриальной ДНК. Сочетание зидовудина со ставудином не увеличивает митохондриальную токсичность по сравнению с монотерапией ставудином. Оба этих препарата должны быть фосфорилированы ферментами хозяина, прежде чем они станут активными. Зидовудин ингибирует фосфорилирование ставудина. Это может снизить токсичность комбинации. Использование индинавира в сочетании с двумя другими препаратами не увеличивало токсичность комбинации. Индинавир является ингибитором протеазы и действует по иному механизму, чем другие противовирусные препараты. (d4T+AZT+IDV = d4T+AZT = d4T+IDV > AZT+IDV = AZT = IDV). Все три препарата ингибируют экспрессию субъединиц дыхательной цепи (цитохром с-оксидазы [CytOx]2 и CytOx4) в белых жировых клетках, но не в бурых жировых клетках. [ 21 ] Поскольку ставудин и зидовудин являются субстратами ОАТ1, они могут оказывать такое же воздействие на клетки проксимальных почечных канальцев, как и на жировые клетки.
Ламивудин обладает обратной хиральностью по сравнению с диданозином, ставудином, зидовудином и природными нуклеозидами . Митохондриальная ДНК-полимераза может не распознавать его как субстрат. Ламивудин не токсичен для митохондрий in vivo . [ 22 ] У лиц, принимавших диданозин в сочетании со ставудином, наблюдалось улучшение функции митохондрий при переходе на ламивудин в сочетании с тенофовиром. [ 22 ] [ 23 ]
Митохондриальная токсичность субстратов ОАТ1:
- в пробирке :
- d4T+AZT = d4T > AZT
- ddI > АЗТ > TDF > ACV
- живой
- d4T > ЭТО
- ddI > АЗТ > TDF
- d4T + ddI > 3TC + TDF
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Секин Т., Ча Ш., Эндо Х. (июль 2000 г.). «Семейство мультиспецифических переносчиков органических анионов (ОАТ)» (PDF) . Арка Пфлюгерса. 440 (3): 337–50. дои : 10.1007/s004240000297 . ПМИД 10954321 . S2CID 32469988 .
- ^ Рид Г., Вольф Н.А., Даутценберг Ф.М., Буркхардт Г. (январь 1999 г.). «Клонирование почечного переносчика п-аминогипурата человека, hROAT1». Давление крови в почках . 21 (2–4): 233–7. дои : 10.1159/000025863 . ПМИД 9762842 . S2CID 46811285 .
- ^ Лу Р., Чан Б.С., Шустер В.Л. (март 1999 г.). «Клонирование переносчика ФАГ в почках человека: узкая субстратная специфичность и регуляция протеинкиназой С». Am J Physiol . 276 (2 ч. 2): F295–303. дои : 10.1152/ajprenal.1999.276.2.F295 . ПМИД 9950961 .
- ^ «Ген Энтрез: семейство 22 растворенных носителей SLC22A6 (переносчик органических анионов), член 6» .
- ^ Jump up to: а б с д Секине Т., Миядзаки Х., Эндо Х. (февраль 2006 г.). «Молекулярная физиология почечных переносчиков органических анионов». Являюсь. Дж. Физиол. Почечная физиол . 290 (2): F251–61. дои : 10.1152/ajprenal.00439.2004 . ПМИД 16403838 .
- ^ Jump up to: а б с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000197901 – Ensembl , май 2017 г.
- ^ Jump up to: а б с GRCm38: Ensembl, выпуск 89: ENSMUSG00000024650 – 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 .
- ^ Стеллмер Ф., Кейзер Б., Буркхардт Б.С. и др. (июль 2007 г.). «3-Гидроксиглутаровая кислота транспортируется через натрий-зависимый дикарбоксилатный переносчик NaDC3». Дж. Мол. Мед. 85 (7): 763–70. дои : 10.1007/s00109-007-0174-5 . ПМИД 17356845 . S2CID 2922696 .
- ^ Jump up to: а б с Сюй Д, Ван Х, Ю Г (2016). «Посттрансляционная регуляция переносчиков органических анионов путем убиквитинирования: известные и новые» . Медресе преп . 36 (5): 964–79. дои : 10.1002/мед.21397 . ПМК 5147025 . ПМИД 27291023 .
- ^ Вада С., Цуда М., Секине Т., Ча С.Х., Кимура М., Канаи Ю., Эндо Х. (сентябрь 2000 г.). «Крысиный мультиспецифический переносчик органических анионов 1 (rOAT1) транспортирует зидовудин, ацикловир и другие противовирусные аналоги нуклеозидов». Дж. Фармакол. Эксп. Там . 294 (3): 844–9. ПМИД 10945832 .
- ^ Хо Э.С., Лин Д.К., Мендель Д.Б., Джихлар Т. (март 2000 г.). «Цитотоксичность противовирусных нуклеотидов адефовира и цидофовира индуцируется экспрессией человеческого почечного переносчика органических анионов 1» . Дж. Ам. Соц. Нефрол . 11 (3): 383–93. дои : 10.1681/ASN.V113383 . ПМИД 10703662 .
- ^ Колер Дж. Дж.; Хоссейни С.Х.; Зеленый Е; Расс Р; Сантоянни Р; Льюис w (апрель 2010 г.). «Мыши с нокаутом OAT1 определяют его роль в транспорте тенофовира и митохондриальной токсичности проксимальных канальцев почек» . ФАСЕБ Дж . 24 (1_MeetingAbstracts): Тезисы заседаний, 1030.1. дои : 10.1096/fasebj.24.1_supplement.1030.1 .
- ^ Нельсон М., Азва А., Соквала А., Харания Р.С., Стеббинг Дж. (2008). «Синдром Фанкони и лактоацидоз, связанные с терапией ставудином и ламивудином» . СПИД . 22 (11): 1374–6. дои : 10.1097/QAD.0b013e328303be50 . ПМИД 18580619 . S2CID 5229576 .
- ^ Ахмад М (2006). «Абакавир-индуцированный обратимый синдром Фанкони с нефрогенным несахарным диабетом у пациента с синдромом приобретенного иммунодефицита». J Постград Мед . 52 (4): 296–7. ПМИД 17102551 .
- ^ Виттекок Д., Думитреску Л., Бофилс Х., Дерей Дж. (август 1997 г.). «Синдром Фанкони, связанный с терапией цидофовиром» . Антимикроб. Агенты Чематер . 41 (8): 1846. doi : 10.1128/AAC.41.8.1846 . ПМК 164022 . ПМИД 9257778 .
- ^ Атта М.Г., Fine DM (март 2009 г.). «Редакционный комментарий: нефротоксичность тенофовира - разрыв между клиническими испытаниями и реальной практикой». СПИД Читать . 19 (3): 118–9. ПМИД 19334329 .
- ^ Херлиц Л.К., Мохан С., Стоукс М.Б., Радхакришнан Дж., Д'Агати В.Д., Марковиц Г.С. (сентябрь 2010 г.). «Нефротоксичность тенофовира: острый тубулярный некроз с характерными клиническими, патологическими и митохондриальными нарушениями» . Почки Int . 78 (11): 1171–1177. дои : 10.1038/ki.2010.318 . ПМИД 20811330 .
- ^ Видаль Ф., Доминго Х.К., Гуаллар Дж. и др. (ноябрь 2006 г.). «Цитотоксичность in vitro и митохондриальная токсичность тенофовира отдельно и в сочетании с другими антиретровирусными препаратами в клетках проксимальных канальцев почек человека» . Антимикроб. Агенты Химиотер. 50 (11): 3824–32. дои : 10.1128/AAC.00437-06 . ПМЦ 1635212 . ПМИД 16940060 .
- ^ Вьенгчареун С., Карон М., Оклер М. и др. (2007). «Митохондриальная токсичность индинавира, ставудина и зидовудина затрагивает множество клеточных мишеней в белых и коричневых адипоцитах» . Антивирь. Там. (Лондон.) . 12 (6): 919–29. дои : 10.1177/135965350701200610 . ПМИД 17926646 . S2CID 25419054 .
- ^ Jump up to: а б Хонкоп П., де Ман Р.А., Шольте Х.Р., Зондерван П.Е., Ван Ден Берг Дж.В., Радемейкерс Л.Х. и др. (1997). «Влияние ламивудина на морфологию и функцию митохондрий у больных хроническим гепатитом В». Гепатология . 26 (1): 211–5. дои : 10.1002/hep.510260128 . ПМИД 9214472 . S2CID 8029309 .
- ^ Ананворанич Дж., Нуеш Р., Коте ХК, Керр С.Дж., Хилл А., Юпимай Т. и др. (2008). «Изменения метаболической токсичности после перехода с ставудина/диданозина на тенофовир/ламивудин — подисследование Staccato» . J Антимикробная химиотерапия . 61 (6): 1340–3. дои : 10.1093/jac/dkn097 . ПМИД 18339636 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Хосоямада М., Секине Т., Канаи Ю., Эндо Х. (1999). «Молекулярное клонирование и функциональная экспрессия мультиспецифического переносчика органических анионов из почек человека». Являюсь. Дж. Физиол . 276 (1 Часть 2): F122–8. дои : 10.1152/ajprenal.1999.276.1.F122 . ПМИД 9887087 .
- Рейс Дж.Э., Грассл С.М., Уильямс В.Дж., Хольцман Э.Дж. (1999). «Молекулярное клонирование и характеристика двух новых почечных переносчиков органических анионов человека (hOAT1 и hOAT3)». Биохим. Биофиз. Рез. Коммун . 255 (2): 508–14. дои : 10.1006/bbrc.1998.9978 . ПМИД 10049739 .
- Цихлар Т., Лин Д.К., Притчард Дж.Б. и др. (1999). «Противовирусные нуклеотидные аналоги цидофовир и адефовир являются новыми субстратами для почечного переносчика органических анионов 1 человека и крысы». Мол. Фармакол . 56 (3): 570–80. дои : 10.1124/моль.56.3.570 . ПМИД 10462545 .
- Бан А., Правитт Д., Баттлер Д. и др. (2000). «Геномная структура и экспрессия in vivo гена человеческого переносчика органических анионов 1 (hOAT1)». Биохим. Биофиз. Рез. Коммун . 275 (2): 623–30. дои : 10.1006/bbrc.2000.3230 . ПМИД 10964714 .
- Бабу Э., Такеда М., Нарикава С. и др. (2002). «Человеческие переносчики органических анионов опосредуют транспорт тетрациклина» . Япония. Дж. Фармакол . 88 (1): 69–76. дои : 10.1254/jp.88.69 . ПМИД 11855680 .
- Буркхардт BC, Брэй С., Уоллис С. и др. (2003). «Транспорт циметидина камбалой и почечным переносчиком органических анионов 1 человека». Являюсь. Дж. Физиол. Почечная физиол . 284 (3): F503–9. дои : 10.1152/ajprenal.00290.2002 . ПМИД 12429554 .
- Ичида К., Хосоямада М., Кимура Х. и др. (2004). «Транспорт уратов через транспортер ФАГ человека hOAT1 и его генная структура» . Почки Int . 63 (1): 143–55. дои : 10.1046/j.1523-1755.2003.00710.x . ПМИД 12472777 .
- Штраусберг Р.Л., Фейнгольд Е.А., Граус Л.Х. и др. (2003). «Получение и первоначальный анализ более 15 000 полноразмерных последовательностей кДНК человека и мыши» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 99 (26): 16899–903. Бибкод : 2002PNAS...9916899M . дои : 10.1073/pnas.242603899 . ПМК 139241 . ПМИД 12477932 .
- Вольф Н.А., Тис К., Кунке Н. и др. (2004). «Активация протеинкиназы C подавляет транспорт, опосредованный переносчиком органических анионов 1 человека, посредством интернализации носителя» . Дж. Ам. Соц. Нефрол . 14 (8): 1959–68. дои : 10.1097/01.ASN.0000079040.55124.25 . ПМИД 12874449 .
- Совант С., Гессен Д., Холцингер Х. и др. (2004). «Действие EGF и PGE2 на базолатеральное поглощение органических анионов в проксимальных почечных канальцах кролика и hOAT1, экспрессируемый в эпителиальных клетках почек человека». Являюсь. Дж. Физиол. Почечная физиол . 286 (4): F774–83. дои : 10.1152/ajprenal.00326.2003 . ПМИД 14644751 . S2CID 7610758 .
- Ота Т., Сузуки Ю., Нисикава Т. и др. (2004). «Полное секвенирование и характеристика 21 243 полноразмерных кДНК человека» . Нат. Жене . 36 (1): 40–5. дои : 10.1038/ng1285 . ПМИД 14702039 .
- Танака К., Сюй В., Чжоу Ф., Ю Г. (2004). «Роль гликозилирования в переносчике органических анионов OAT1» . Ж. Биол. Хим . 279 (15): 14961–6. дои : 10.1074/jbc.M400197200 . ПМИД 14749323 .
- Сакураи Ю., Мотохаси Х., Уео Х. и др. (2004). «Уровни экспрессии почечных переносчиков органических анионов (ОАТ) и их корреляция с экскрецией анионных препаратов у пациентов с заболеваниями почек». Фарм. Рез . 21 (1): 61–7. дои : 10.1023/B:PHAM.0000012153.71993.cb . hdl : 2433/144752 . ПМИД 14984259 . S2CID 28592120 .
- Бан А, Эббингауз С, Эббингауз Д и др. (2005). «Исследования экспрессии и функциональная характеристика изоформ 1 почечного переносчика органических анионов человека». Метаб. препарата. Диспос . 32 (4): 424–30. дои : 10.1124/dmd.32.4.424 . ПМИД 15039295 .
- Хун М., Чжоу Ф., Ю Г (2004). «Критические аминокислотные остатки в трансмембранном домене 1 переносчика органических анионов человека hOAT1» . Ж. Биол. Хим . 279 (30): 31478–82. дои : 10.1074/jbc.M404686200 . ПМИД 15145940 .
- Залупс Р.К., Асламхан А.Г., Ахмад С. (2005). «Человеческий переносчик органических анионов 1 опосредует клеточное поглощение конъюгатов цистеина-S неорганической ртути» . Почки Int . 66 (1): 251–61. дои : 10.1111/j.1523-1755.2004.00726.x . ПМИД 15200431 .
- Залупс Р.К., Ахмад С. (2004). «Гомоцистеин, транспорт почечного эпителия и токсичность неорганической ртути: роль базолатерального переносчика, переносчика органических анионов 1» . Дж. Ам. Соц. Нефрол . 15 (8): 2023–31. дои : 10.1097/01.ASN.0000135115.63412.A9 . ПМИД 15284288 .
- Фудзита Т., Браун С., Карлсон Э.Дж. и др. (2005). «Функциональный анализ полиморфизмов переносчика органических анионов SLC22A6 (OAT1)». Фармакогенет. Геномика . 15 (4): 201–9. дои : 10.1097/01213011-200504000-00003 . ПМИД 15864112 . S2CID 24148270 .