Jump to content

КМАХ

КМАХП
Идентификаторы
Псевдонимы CMAHP , CMAH, CSAH, гидроксилаза цитидинмонофосфо-N-ацетилнейраминовой кислоты, псевдоген
Внешние идентификаторы МГИ : 103227 ; GeneCards : CMAHP ; OMA : CMAHP — ортологи
Ортологи
Разновидность Человек Мышь
Входить
Вместе
ЮниПрот
RefSeq (мРНК)

НМ_003570

НМ_001111110
НМ_001284519
НМ_001284520
НМ_007717

RefSeq (белок)

н/д

НП_001104580
НП_001271448
НП_001271449
НП_031743

Местоположение (UCSC) Чр 6: 25.06 – 25.45 Мб Чр 13: 24,51 – 24,66 Мб
в PubMed Поиск [ 3 ] [ 4 ]
Викиданные
Просмотр/редактирование человека Просмотр/редактирование мыши

Цитидинмонофосфо- N -ацетилнейраминовая кислота гидроксилаза ( Cmah ) представляет собой фермент , кодируемый CMAH геном . [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] У большинства млекопитающих фермент гидроксилирует N-ацетилнейраминовую кислоту (Neu5Ac), образуя N-гликолилнейраминовую кислоту (Neu5Gc). [ 6 ] Neu5Ac и Neu5Gc — гликаны млекопитающих, составляющие гликокаликс , особенно в сиалогликопротеинах , которые являются частью семейства сиаловых кислот . [ 8 ] Эквивалентом CMAH ; у человека является псевдоген (CMAHP) [ 9 ] в нормальных тканях человека Neu5Gc не обнаруживается. [ 6 ] Этот дефицит имеет ряд предполагаемых последствий для человека, включая ускорение роста мозга и улучшение самораспознавания иммунной системы человека . [ 10 ] [ 11 ] Включение Neu5Gc из красного мяса и молочных продуктов в ткани человека связано с хроническими заболеваниями, включая диабет 2 типа и хроническое воспаление . [ 12 ] [ 13 ]

Открытие

[ редактировать ]

Путь биосинтеза Neu5Gc из Neu5Ac был открыт Шоу и Шауэром в 1988 году. [ 14 ] в то время как последовательности белка и ДНК Neu5Gc, Neu5Ac и CMAHP были описаны Irie et al . в 1998 году. [ 6 ]

Эволюция

[ редактировать ]

Геномный анализ показывает, что гены CMAH присутствуют только у вторичноротых , некоторых одноклеточных водорослей и некоторых бактерий . [ 15 ] Родственники CMAH были утеряны во многих других линиях вторичноротых, включая оболочники , многие группы рыб, аксолотлей , большинство рептилий и всех птиц. [ 15 ] Среди млекопитающих этот ген отсутствует или нефункционален у обезьян Нового Света, европейского ежа, хорьков, некоторых летучих мышей, кашалота и утконоса. [ 15 ] Эти животные, у которых отсутствует функциональный ген CMAH , не экспрессируют Neu5Gc. [ 15 ]

Отсутствие Neu5Gc у человека обусловлено делецией 92 п.н. экзона . человеческого гена CMAH [ 6 ] . мышей, свиней и шимпанзе, Последовательности, кодирующие CMAH были исследованы с использованием методов клонирования кДНК и оказались очень похожими. [ 15 ] Однако гомологичная кДНК человека отличается от этих кДНК делецией длиной 92 п.н. в 5'-области. [ 15 ] Эта делеция, соответствующая экзону 5 гена гидроксилазы мыши, вызывает мутацию сдвига рамки считывания и преждевременное обрыв полипептидной цепи у людей. [ 6 ] Neu5Gc, по-видимому, не обнаруживается в тканях человека, поскольку укороченная версия мРНК гидроксилазы человека не может кодировать активный фермент. [ 14 ]

Делеция, деактивировавшая этот ген, произошла примерно 3,2 млн лет назад , после отделения человека от африканских человекообразных обезьян , и быстро закрепилась в человеческой популяции. [ 10 ] Происхождение этого псевдогена у людей указывает на еще один глубокий раскол в Африке, датируемый 2,9 млн лет назад, со сложной последующей историей. [ 10 ]

Половой отбор , возможно, способствовал фиксации нефункционального CMAH у людей. [ 16 ] Эта гипотеза была проверена на мышах: самки-носители нефункционального CMAH демонстрировали репродуктивную несовместимость с самцами-носителями функционального CMAH против Neu5Gc из-за того, что антитела мигрировали в репродуктивный тракт самок и разрушали Neu5Gc-положительные сперматозоиды. [ 16 ]

Функция у других млекопитающих

[ редактировать ]

Сиаловые кислоты, такие как Neu5Ac и Neu5Gc, являются концевыми компонентами углеводных цепей гликоконъюгатов, участвующих во взаимодействиях лиганд-рецептор , клетка-клетка и клетка-патоген. [ 5 ] Было показано, что Neu5Gc участвует в различных процессах у мышей, включая белковый метаболизм , передачу сигналов , метаболизм большинства органических молекул и иммунитет. [ 8 ]

Группа крови кошки АВ

[ редактировать ]

Группа крови кошки в основном соответствует системе групп крови AB, определяемой аллелями CMAH, которыми обладает кошка. Большинство типов А, по-видимому, доминируют над рецессивным типом B, который встречается с более высокой частотой только у некоторых пород. Тип «AB», по-видимому, выражается третьим рецессивным аллелем. [ 17 ]

Функция у человека

[ редактировать ]

Neu5Gc был обнаружен в нормальных тканях человека, а большие количества обнаружены в плодах. [ 11 ] и раковые [ 18 ] ткани. Исследования показывают, что Neu5Gc может быть отличным маркером раковых клеток. [ 18 ] Поскольку Neu5Gc может производиться только с помощью функционального CMAH, которого нет у людей, исследователи искали альтернативные источники Neu5Gc у людей. [ 19 ] Текущие исследования показывают, что Neu5Gc попадает в ткани человека при употреблении красного мяса и молочных продуктов. [ 19 ] [ 12 ] Этот процесс включения включает макропиноцитоз , доставку в лизосому и экспорт свободного Neu5Gc в цитозоль через переносчик сиалина. [ 19 ] [ 13 ]

человека обрабатывают его как нативную сиаловую кислоту Поскольку Neu5Gc отличается от Neu5Ac только одним кислородом, биохимические пути . [ 13 ] Однако иммунная система работает иначе; все люди имеют разное количество антител против Neu5Gc разного спектра. [ 12 ] Если Neu5Gc постоянно внедряется в ткани из-за диеты, богатой красным мясом и молочными продуктами, антитела против Neu5Gc вызывают хроническое воспаление, особенно в кровеносных сосудах и оболочках полых органов. [ 12 ] Эти участки также являются частыми местами развития атеросклероза и эпителиальной карциномы , оба из которых связаны с употреблением красного мяса и молочных продуктов и усугубляются хроническим воспалением. [ 20 ] Употребление красного мяса и хроническое воспаление также связаны с такими заболеваниями, как диабет 2 типа и возрастная дегенерация желтого пятна , поэтому Neu5Gc также может быть связан с развитием этих заболеваний. [ 12 ] [ 13 ]

Недавние данные свидетельствуют о том, что гипоксические состояния при карциномах могут усиливать экспрессию лизосомального переносчика сиаловой кислоты, необходимого для включения Neu5Gc в ткани человека. [ 20 ] [ 13 ] Кроме того, факторы роста могут активировать усиленный макропиноцитоз, что может увеличить включение Neu5Gc. [ 13 ] Исследования показали, что ткани плода также способны поглощать Neu5Gc из пищевых источников матери, что может объяснить повышенные уровни Neu5Gc у плода человека. [ 20 ]

Присутствие Neu5Gc в различных биотерапевтических препаратах, полученных из продуктов животного происхождения, может повлиять на здоровье человека и все еще изучается. [ 12 ] Некоторые осложнения могут включать реакции иммунной гиперчувствительности , сокращение периода полураспада биотерапевтического препарата в кровообращении, образование иммунных комплексов , увеличение концентрации антител Neu5Gc, повышенную иммунореактивность против биотерапевтического полипептида и непосредственную загрузку большего количества Neu5Gc в ткани. [ 20 ]

Последствия для эволюции человека

[ редактировать ]

Псевдогены, такие как CMAH, могут быть использованы для изучения фиксации аллелей и демографической истории . [ 21 ] Анализ CMAH разнообразия гаплотипов использовался для изучения демографической истории человека во время плио-плейстоцена . [ 21 ]

Функциональная потеря CMAH после отделения человека от человекообразных обезьян имеет несколько последствий для его роли в развитии человека, включая менее ограниченный рост мозга и повышенную выносливость в беге — две черты, которые считаются важными для эволюции человека. [ 10 ] [ 22 ] У большинства млекопитающих CMAH экспрессия в головном мозге подавляется, а экспериментальное повышение экспрессии CMAH приводит к летальному исходу у мышей. [ 10 ] Экспериментальная потеря CMAH у мышей увеличивает беговую выносливость и снижает мышечную утомляемость, что могло быть полезно для предков Homo во время фиксации гена. [ 22 ]

Последствия для патогенности

[ редактировать ]

Утрата Neu5Gc у людей могла способствовать устойчивости к универсальным патогенам и повышению патогенности специфичных для человека патогенов. [ 23 ] Человеческая холера , при которой сиаловые кислоты хозяина вызывают реакцию желудочно-кишечного тракта, преимущественно использует Neu5Ac и ингибируется Neu5Gc. [ 23 ]

Нефункционализация CMAH за сделала людей более восприимчивыми к некоторым вирусам счет уменьшения разнообразия сиаловых кислот. [ 11 ] человека присутствовали другие сиаловые кислоты Вирусы, которые связываются с Neu5Ac перед проникновением в клетку, усиливаются за счет высокой плотности Neu5Ac, которая была бы снижена, если бы на клеточных мембранах . [ 11 ] Например, наиболее серьезная форма малярии у людей, P. falciparum , связывается с Neu5Ac на мембране эритроцитов . [ 11 ] [ 20 ] В отличие от этих негативных последствий, потеря CMAH должна фактически защитить людей от любого вируса, нацеленного на Neu5Gc, например, от тех, которые вызывают диарейные заболевания у домашнего скота. [ 11 ] , E. coli K99 , коронавирус трансмиссивного гастроэнтерита (TGEV), [ 20 ] и обезьяний вирус 40 (SV40). [ 20 ]

  1. ^ Jump up to: а б с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000168405 Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ Jump up to: а б с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000016756 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. ^ Jump up to: а б Кавано Т., Кояма С., Такемацу Х., Кодзуцуми Ю., Кавасаки Х., Кавасима С. и др. (июль 1995 г.). «Молекулярное клонирование гидроксилазы цитидинмонофосфо-N-ацетилнейраминовой кислоты. Регуляция видо- и тканеспецифической экспрессии N-гликолилнейраминовой кислоты» . Журнал биологической химии . 270 (27): 16458–63. дои : 10.1074/jbc.270.27.16458 . ПМИД   7608218 .
  6. ^ Jump up to: а б с д и ж Ирие А., Кояма С., Козуцуми Ю., Кавасаки Т., Сузуки А. (июнь 1998 г.). «Молекулярная основа отсутствия N-гликолилнейраминовой кислоты у человека» . Журнал биологической химии . 273 (25): 15866–71. дои : 10.1074/jbc.273.25.15866 . ПМИД   9624188 .
  7. ^ «Ген Энтреза: CMAH гидроксилаза цитидинмонофосфат-N-ацетилнейраминовой кислоты (CMP-N-ацетилнейрамината монооксигеназа)» .
  8. ^ Jump up to: а б Квон Д.Н., Чанг Б.С., Ким Дж.Х. (2014). «Экспрессия генов и анализ путей воздействия дезактивации CMAH на легкие, почки и сердце мыши» . ПЛОС ОДИН . 9 (9): 1–13. Бибкод : 2014PLoSO...9j7559K . дои : 10.1371/journal.pone.0107559 . ПМК   4167996 . ПМИД   25229777 .
  9. ^ «CMAHP гидроксилаза цитидинмонофосфо-N-ацетилнейраминовой кислоты, псевдоген [Homo sapiens (человек)]» . Генбанк NCBI . 12 октября 2019 г.
  10. ^ Jump up to: а б с д и Чоу Х.Х., Хаякава Т., Диас С., Крингс М., Индриати Е., Лики М. и др. (сентябрь 2002 г.). «Инактивация гидроксилазы CMP-N-ацетилнейраминовой кислоты произошла до расширения мозга в ходе эволюции человека» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 99 (18): 11736–41. Бибкод : 2002PNAS...9911736C . дои : 10.1073/pnas.182257399 . ПМК   129338 . ПМИД   12192086 .
  11. ^ Jump up to: а б с д и ж Варки А (2001). «Потеря N-гликолилнейраминовой кислоты у человека: механизмы, последствия и последствия для эволюции гоминид» . Американский журнал физической антропологии . Приложение 33 (Приложение): 54–69. дои : 10.1002/ajpa.10018 . ПМЦ   7159735 . ПМИД   11786991 .
  12. ^ Jump up to: а б с д и ж Падлер-Каравани В., Ю Х., Као Х., Чокхавала Х., Карп Ф., Варки Н. и др. (октябрь 2008 г.). «Разнообразие специфичности, количества и состава антител против Neu5Gc у нормальных людей: потенциальные последствия для болезней» . Гликобиология . 18 (10): 818–30. дои : 10.1093/гликоб/cwn072 . ПМЦ   2586336 . ПМИД   18669916 .
  13. ^ Jump up to: а б с д и ж Варки А (май 2010 г.). «Доклад коллоквиума: уникальная человеческая эволюция генетики и биологии сиаловых кислот» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 107 Приложение 2 (приложение 2): 8939–46. Бибкод : 2010PNAS..107.8939V . дои : 10.1073/pnas.0914634107 . ПМК   3024026 . ПМИД   20445087 .
  14. ^ Jump up to: а б Шоу Л., Шауэр Р. (июнь 1988 г.). «Биосинтез N-гликолоилнейраминовой кислоты происходит путем гидроксилирования CMP-гликозида N-ацетилнейраминовой кислоты». Биологическая химия Хоппе-Сейлера . 369 (6): 477–86. дои : 10.1515/bchm3.1988.369.1.477 . ПМИД   3202954 .
  15. ^ Jump up to: а б с д и ж Пери С., Кулкарни А., Фейертаг Ф., Бернинсоне П.М., Альварес-Понсе Д. (январь 2018 г.). «Филогенетическое распределение CMP-Neu5Ac гидроксилазы (CMAH), фермента, синтезирующего [ sic ] провоспалительный ксеноантиген человека Neu5Gc» . Геномная биология и эволюция . 10 (1): 207–219. дои : 10.1093/gbe/evx251 . ПМК   5767959 . ПМИД   29206915 .
  16. ^ Jump up to: а б Гадери Д., Спрингер С.А., Ма Ф., Коэн М., Секрест П., Тейлор Р.Э., Варки А., Ганье П. (2011). «Половой отбор посредством женского иммунитета против отцовских антигенов может исправить потерю функциональных аллелей» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 108 (43): 17743–48. Бибкод : 2011PNAS..10817743G . дои : 10.1073/pnas.1102302108 . ПМК   3203784 . ПМИД   21987817 .
  17. ^ Бигиньоли Б., Ниини Т., Гран Р.А., Педерсен Н.К., Миллон Л.В., Полли М. и др. (июнь 2007 г.). «Мутации гидроксилазы цитидинмонофосфо-N-ацетилнейраминовой кислоты (CMAH), связанные с группой крови AB домашней кошки» . БМК Генетика . 8:27 . дои : 10.1186/1471-2156-8-27 . ЧВК   1913925 . ПМИД   17553163 .
  18. ^ Jump up to: а б Малых Ю.Н., Шауэр Р., Шоу Л. (2001). «N-гликолилнейраминовая кислота в опухолях человека». Биохимия . 83 (7): 623–34. дои : 10.1016/s0300-9084(01)01303-7 . ПМИД   11522391 .
  19. ^ Jump up to: а б с Тангворанунтакул П., Ганье П., Диас С., Бардор М., Варки Н., Варки А., Мачмор Э. (октябрь 2003 г.). «Поглощение человеком и включение иммуногенной нечеловеческой пищевой сиаловой кислоты» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 100 (21): 12045–50. Бибкод : 2003PNAS..10012045T . дои : 10.1073/pnas.2131556100 . ПМК   218710 . ПМИД   14523234 .
  20. ^ Jump up to: а б с д и ж г Варки А (апрель 2009 г.). «Множественные изменения в биологии сиаловой кислоты в ходе эволюции человека» . Гликоконъюгатный журнал . 26 (3): 231–45. дои : 10.1007/s10719-008-9183-z . ПМЦ   7087641 . ПМИД   18777136 . S2CID   13169985 .
  21. ^ Jump up to: а б Хаякава Т., Аки И., Варки А., Сатта Ю., Такахата Н. (2005). «Фиксация специфичного для человека псевдогена гидроксилазы CMP-N-ацетилнейраминовой кислоты и значение разнообразия гаплотипов для эволюции человека» . Генетика . 172 (2): 1139–46. дои : 10.1534/генетика.105.046995 . ПМЦ   1456212 . ПМИД   16272417 .
  22. ^ Jump up to: а б Окерблом Дж., Флетес В., Патель Х.Х., Шенк С., Варки А., Брин ЕС (2018). «Человеческая инактивация Cmah у мышей увеличивает выносливость при беге и снижает утомляемость мышц: последствия для эволюции человека» . Труды Королевского общества B: Биологические науки . 285 (1886): 20181656. doi : 10.1098/rspb.2018.1656 . ПМК   6158528 . ПМИД   30209232 .
  23. ^ Jump up to: а б Алиссон-Сильва Ф., Лю Дж.З., Диас С.Л., Дэн Л., Гаро М.Г., Марчеллетта Р., Чен X и др. (2018). «Эволюционная потеря человеком эпителиальной экспрессии Neu5Gc и видовая восприимчивость к холере» . ПЛОС Патогены . 14 (6): 1–20. дои : 10.1371/journal.ppat.1007133 . ПМК   6023241 . ПМИД   29912959 .

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 6f5413de9750b0f05bad6549d5dacfe7__1711334760
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/6f/e7/6f5413de9750b0f05bad6549d5dacfe7.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
CMAH - 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.)