Jump to content

Ноггин (белок)

(Перенаправлено с NOG (ген) )

ЕЩЕ
Доступные структуры
ПДБ Поиск ортологов: PDBe RCSB
Идентификаторы
Псевдонимы NOG , Nog, SYM1, SYNS1, SYNS1A, голова
Внешние идентификаторы Опустить : 602991 ; МГИ : 104327 ; Гомологен : 3979 ; GeneCards : NOG ; ОМА : НОГ - ортологи
Ортологи
Разновидность Человек Мышь
Входить
Вместе
ЮниПрот
RefSeq (мРНК)

НМ_005450

НМ_008711

RefSeq (белок)

НП_005441

НП_032737

Местоположение (UCSC) Чр 17: 56,59 – 56,6 Мб Чр 11: 89,19 – 89,19 Мб
в PubMed Поиск [ 3 ] [ 4 ]
Викиданные
Просмотр/редактирование человека Просмотр/редактирование мыши

Ноггин , также известный как NOG , представляет собой белок , который участвует в развитии многих тканей организма , включая нервную ткань , мышцы и кости . У человека noggin кодируется NOG геном . [ 5 ] Аминокислотная последовательность человеческой головы очень гомологична последовательности крыс , мышей и Xenopus (род водных лягушек).

Noggin является ингибитором нескольких костных морфогенетических белков (BMP) : он ингибирует по крайней мере BMP2 , 4 , 5 , 6 , 7 , 13 и 14 . [ 6 ]

Название белка, которое на сленге английского языка означает «голова», было придумано в связи с его способностью производить эмбрионы с большими головками при воздействии высоких концентраций. [ 7 ]

Noggin — это сигнальная молекула , которая играет важную роль в формировании паттерна сомитов в развивающемся эмбрионе . [ 8 ] Он высвобождается из хорды и регулирует костный морфогенный белок 4 (BMP4) во время развития. [ 9 ] Отсутствие BMP4 вызывает формирование паттерна нервной трубки и сомитов нервной пластинки развивающегося эмбриона. Это также вызывает формирование головы и других спинных структур. [ 9 ]

Функция Noggin необходима для правильного развития нервной системы , сомитов и скелета. [ 9 ] Эксперименты на мышах показали, что голова также играет роль в обучении , познании , [ 10 ] развитие костей , [ 11 ] и слияние нервной трубки. [ 12 ] Гетерозиготные миссенс-мутации в гене noggin могут вызывать такие деформации, как слияние суставов и такие синдромы, как синдром множественного синостоза (SYNS1) и проксимальный симфалангизм (SIM1). [ 9 ] SYNS1 отличается от SYM1 тем, что вызывает сращение бедер и позвонков. [ 9 ] У эмбриона также могут развиться более короткие кости, отсутствовать какие-либо элементы скелета или отсутствовать несколько сочленяющихся суставов. [ 9 ]

Повышенные уровни Noggin в плазме наблюдались у мышей с ожирением и у пациентов с индексом массы тела более 27. [ 13 ] Кроме того, было показано, что истощение запасов Noggin в жировой ткани приводит к ожирению . [ 14 ]

Механизм действия

[ редактировать ]

Секретируемый полипептид noggin, кодируемый геном NOG, связывает и инактивирует членов сигнальных белков суперсемейства трансформирующего фактора роста-бета ( TGF-beta ), таких как костный морфогенетический белок 4 (BMP4).

Диффундируя через внеклеточный матрикс более эффективно, чем члены суперсемейства TGF-beta, noggin может играть принципиальную роль в создании морфогенных градиентов. Noggin, по-видимому, обладает плейотропным эффектом как на ранних, так и на более поздних стадиях развития.

Модель нокаута

[ редактировать ]

Исследование модели нокаута на мышах позволило отследить степень, в которой отсутствие noggin повлияло на эмбриологическое развитие. В центре внимания исследования было формирование уха и его роль в кондуктивной тугоухости . Внутреннее ухо подверглось множественным деформациям, затронувшим улитковый проток , полукружные каналы и слуховой капсулы участки . Также было показано, что участие Noggin в пороках развития является косвенным, через его взаимодействие с хордой и нервной осью. Перегиб хорды и дезориентация оси тела приводят к каудальному сдвигу в эмбриональном плане тела заднего мозга . Основные сигнальные молекулы из ромбомерных структур заднего мозга не могли должным образом индуцировать формирование внутреннего уха . Это отражало регуляцию noggin BMP как основного источника деформации, а не прямое влияние noggin на развитие внутреннего уха. [ 15 ]

Конкретные модели нокаута были созданы с использованием системы Cre-lox . Модель нокаута Noggin конкретно в адипоцитах позволила выяснить, что Noggin также играет роль в жировой ткани: его истощение в адипоцитах вызывает изменения в структуре как бурой, так и белой жировой ткани , а также бурого жира дисфункцию (нарушение термогенеза и β- окисление ), что приводит к резкому увеличению массы тела и процента жира в организме, что вызывает изменения в липидном профиле и в печени; Эффекты варьируются в зависимости от пола. [ 14 ]

Клиническое значение

[ редактировать ]

Белки Noggin играют роль в зародышевого листка образовании специализированных клеток, специфичных для . Формирование нервных тканей, хорды, волосяных фолликулов и структур глаза происходит из зародышевого листка эктодермы . Деятельность ноггина в мезодерме сменяется образованием хрящей , костей и ростом мышц, а в энтодерме ноггин участвует в развитии легких. [ 16 ]

Раннее черепно-лицевое развитие находится под сильным влиянием присутствия головы в соответствии с его многочисленными тканеспецифичными потребностями. Noggin влияет на формирование и рост неба , нижней челюсти и черепа посредством взаимодействия с клетками нервного гребня . Показано, что у мышей с отсутствием гена NOG наблюдается вырост нижней челюсти и волчья пасть. Еще одна черепно-лицевая деформация, связанная с отсутствием головки, — это кондуктивная потеря слуха, вызванная неконтролируемым разрастанием улиткового канала и его скручиванием. [ 17 ]

Недавно несколько гетерозиготных миссенс- мутаций NOG человека в неродственных семьях с проксимальным симфалангизмом (SYM1) и синдромом множественных синостозов было идентифицировано (SYNS1); как SYM1, так и SYNS1 имеют множественное слияние суставов в качестве своей основной особенности и картируются в той же области на хромосоме 17 (17q22), что и NOG. Эти мутации указывают на функциональную гаплонедостаточность , при которой гомозиготные формы эмбрионально летальны. [ 16 ]

Все эти мутации NOG изменили эволюционно консервативные аминокислотные остатки .

Мутации в этом гене связаны с аномалиями среднего уха . [ 18 ]

Открытие

[ редактировать ]

Первоначально Noggin был выделен из рода водных лягушек Xenopus . Открытие было основано на способности организма восстанавливать нормальную дорсально-вентральную ось тела у эмбрионов, искусственно вентилированных с помощью ультрафиолетовой обработки. Ноггин был обнаружен в лаборатории Ричарда М. Харланда и Уильяма К. Смита в Калифорнийском университете в Беркли из-за его способности вызывать образование вторичной оси у эмбрионов лягушки. [ 19 ]

  1. ^ Jump up to: а б с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000183691 Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ Jump up to: а б с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000048616 Ensembl , май 2017 г.
  3. ^ «Ссылка на Human PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  4. ^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  5. ^ «Энтрез Джин: голова НОГ» .
  6. ^ Бласкес-Медела А.М., Джумабай М., Бострем К.И. (май 2019 г.). «За пределами кости: передача сигналов костного морфогенетического белка в жировой ткани» . Обзоры ожирения . 20 (5): 648–658. дои : 10.1111/обр.12822 . ПМК   6447448 . ПМИД   30609449 .
  7. ^ Оппенгеймер С.Б. (1995). «Открытие Ноггина». Американский учитель биологии . 57 (5): 264–266. дои : 10.2307/4449989 . hdl : 10211.2/1126 . JSTOR   4449989 .
  8. ^ Хирсингер Э., Дюпре Д., Жув К., Малаперт П., Кук Дж., Пуркье О. (ноябрь 1997 г.). «Noggin действует ниже Wnt и Sonic Hedgehog, противодействуя BMP4 в формировании паттерна сомитов птиц» (PDF) . Разработка . 124 (22): 4605–14. дои : 10.1242/dev.124.22.4605 . ПМИД   9409677 .
  9. ^ Jump up to: а б с д и ж Марселино Дж., Скиортино К.М., Ромеро М.Ф., Улатовский Л.М., Баллок Р.Т., Экономидес А.Н., Эймон П.М., Харланд Р.М., Уорман М.Л. (сентябрь 2001 г.). «Миссенс-мутации NOG, вызывающие заболевания у человека: влияние на секрецию ноггина, образование димеров и связывание костных морфогенетических белков» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 98 (20): 11353–8. Бибкод : 2001PNAS...9811353M . дои : 10.1073/pnas.201367598 . ПМЦ   58733 . ПМИД   11562478 .
  10. ^ Сюй Х, Хуан В, Ван Ю, Сунь В, Тан Дж, Ли Д, Сюй П, Го Л, Инь ZQ, Фань X (январь 2013 г.). «Функция BMP4 во время нейрогенеза в гиппокампе взрослых при болезни Альцгеймера». Обзоры исследований старения . 12 (1): 157–64. дои : 10.1016/J.arr.2012.05.002 . ПМИД   22698853 . S2CID   46528212 .
  11. ^ Потти Т.А., Петти Э.М., Лесперанс М.М. (август 2011 г.). «Всесторонний обзор зарегистрированных наследственных синдромов, связанных с noggin, и предлагаемая клиническая полезность одного широкого диагностического термина: расстройство спектра симфалангизма, связанное с NOG (NOG-SSD)» (PDF) . Человеческая мутация . 32 (8): 877–86. дои : 10.1002/humu.21515 . hdl : 2027.42/87082 . ПМИД   21538686 . S2CID   205920339 .
  12. ^ Лю А., Нисвандер Л.А. (декабрь 2005 г.). «Передача сигналов костных морфогенетических белков и развитие нервной системы позвоночных». Обзоры природы. Нейронаука . 6 (12): 945–54. дои : 10.1038/nrn1805 . ПМИД   16340955 . S2CID   1005572 .
  13. ^ Савант А., Чанда Д., Исаева Т., Цуладзе Г., Гарви В.Т., Поннажаган С. (апрель 2012 г.). «Noggin — новый индуктор адипогенеза мезенхимальных стволовых клеток: значение для здоровья костей и ожирения» . Журнал биологической химии . 287 (15): 12241–9. дои : 10.1074/jbc.m111.293613 . ПМК   3320975 . ПМИД   22351751 .
  14. ^ Jump up to: а б Блазкес-Медела А.М., Джумабай М., Раджбхандари П., Саллам Т., Го Ю, Яо Дж., Вернь Л., Рюэ К., Чжан Л., Яо Ю., Фогельман А.М., Тонтонос П., Лусис А.Дж., Ву X, Бострем К.И. (апрель 2019 г.) . «Истощение адипоцитов Noggin способствует ожирению у мышей» . Молекулярный метаболизм . 25 :50–6 doi : 10.1016/j.molmet.2019.04.004 . ПМК   6600080 . ПМИД   31027994 .
  15. ^ Бок Дж., Брюне Л.Дж., Ховард О., Бертон К., Ву Д.К. (ноябрь 2007 г.). «Роль заднего мозга в морфогенезе внутреннего уха: анализ мышей с нокаутом Noggin» . Биология развития . 311 (1): 69–78. дои : 10.1016/j.ydbio.2007.08.013 . ПМК   2215324 . ПМИД   17900554 .
  16. ^ Jump up to: а б Краузе С., Гусман А., Кнаус П. (апрель 2011 г.). «Ноггин». Международный журнал биохимии и клеточной биологии . 43 (4): 478–81. doi : 10.1016/j.biocel.2011.01.007 . ПМИД   21256973 .
  17. ^ Масуда С., Намба К., Мутаи Х., Усуи С., Миянага Ю., Канеко Х., Мацунага Т. (май 2014 г.). «Мутация в гепарин-связывающем сайте ноггина как новый механизм проксимального симфалангизма и кондуктивной тугоухости». Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 447 (3): 496–502. дои : 10.1016/j.bbrc.2014.04.015 . ПМИД   24735539 .
  18. ^ Линдквист Н.Р., Аппельбаум Э.Н., Ачарья А., Врабец Дж.Т., Леал С.М., Шраувен I (2019) Вариант стартового кодона в NOG лежит в основе симфалангизма и пороков развития цепи слуховых косточек, затрагивающих как наковальню, так и стремечко. Представитель компании Genet 2019: 2836263
  19. ^ Валенсуэла Д.М., Экономидес А.Н., Рохас Э., Лэмб Т.М., Нуньес Л., Джонс П., Лп Нью-Йорк, Эспиноза Р., Браннан С.И., Гилберт Д.Д. (сентябрь 1995 г.). «Идентификация головы млекопитающих и ее экспрессия во взрослой нервной системе» . Журнал неврологии . 15 (9): 6077–84. doi : 10.1523/JNEUROSCI.15-09-06077.1995 . ПМК   6577675 . ПМИД   7666191 .

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 44877000a0c0e3ef565c6a9211d9bd2d__1723327860
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/44/2d/44877000a0c0e3ef565c6a9211d9bd2d.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Noggin (protein) - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)