Jump to content

Тартрат-резистентная кислая фосфатаза

(Перенаправлено с ACP5 )
АСР5
Доступные структуры
ПДБ Поиск ортологов: PDBe RCSB
Идентификаторы
Псевдонимы ACP5 , HPAP, SPENCDI, TRAP, TRACP5a, TRACP5b, TrATPase, кислая фосфатаза 5, устойчивая к тартратам, TRAcP
Внешние идентификаторы Опустить : 171640 ; МГИ : 87883 ; Гомологен : 115578 ; Генные карты : ACP5 ; ОМА : ACP5 – ортологи
Ортологи
Разновидность Человек Мышь
Входить
Вместе
ЮниПрот
RefSeq (мРНК)

НМ_001111034
НМ_001111035
НМ_001111036
НМ_001611
НМ_001322023

НМ_001102404
НМ_001102405
НМ_007388

RefSeq (белок)

НП_001104504
НП_001104505
НП_001104506
НП_001308952
НП_001602

НП_001095874
НП_001095875
НП_031414

Местоположение (UCSC) Чр 19: 11.57 – 11.58 Мб Чр 9: 22.04 – 22.05 Мб
в PubMed Поиск [ 3 ] [ 4 ]
Викиданные
Просмотр/редактирование человека Просмотр/редактирование мыши

Тартрат-резистентная кислая фосфатаза ( TRAP или TRAPase ), также называемая кислой фосфатазой 5, тартрат-резистентной ( ACP5 ), представляет собой гликозилированный мономерный металлопротеиновый фермент, экспрессируемый у млекопитающих. [ 5 ] Он имеет молекулярную массу около 35 кДа, основную изоэлектрическую точку (7,6–9,5) и оптимальную активность в кислых условиях. TRAP синтезируется в виде латентного профермента и активируется путем протеолитического расщепления и восстановления. [ 6 ] [ 7 ] Он отличается от других кислых фосфатаз млекопитающих своей устойчивостью к ингибированию тартратом и молекулярной массой.

Механизм гидролиза эфиров фосфорной кислоты с помощью TRAP заключается в механизме нуклеофильной атаки. [ 8 ] при этом катализ происходит при связывании фосфатного субстрата с Fe 2+ на активном сайте TRAP. Затем следует нуклеофильная атака гидроксидного лиганда на связанный атом фосфора, что приводит к разрыву сложноэфирной связи фосфорной кислоты и образованию спирта. Точная идентичность и механизм действия гидроксидного лиганда неясны, но считается, что это либо гидроксид, соединяющий ионы металлов внутри активного центра, либо концевой гидроксид, связанный с Fe. 3+ , с противоречивыми отчетами для обоих механизмов.

Экспрессия TRAP и локализация клеток

[ редактировать ]

В нормальных условиях TRAP в высокой степени экспрессируется остеокластами , активированными макрофагами , нейронами и эндометрием свиньи во время беременности. [ 9 ] [ 10 ] У новорожденных крыс TRAP также обнаруживается в селезенке, тимусе, печени, почках, коже, легких и сердце на низких уровнях. Экспрессия TRAP увеличивается при определенных патологических состояниях. К ним относятся лейкемический ретикулоэндотелиоз ( волосатоклеточный лейкоз ), болезнь Гоше , ВИЧ-индуцированная энцефалопатия , остеокластома и остеопороз , а также метаболические заболевания костей.

В остеокластах TRAP локализуется в волнистой пограничной зоне, лизосомах, цистернах Гольджи и везикулах. [ 7 ]

Ген TRAP, организация промотора и транскрипция

[ редактировать ]

TRAP млекопитающих кодируется одним геном, который локализован на 19-й хромосоме (19p13.2–13.3) у человека и на 9-й хромосоме у мышей. ДНК TRAP, как и ожидалось на основе секвенирования белков , высококонсервативна во всем классе млекопитающих. Ген TRAP был клонирован и секвенирован у свиней, крыс, людей и мышей. [ 11 ] Гены TRAP человека, мыши и свиньи содержат 5 экзонов и имеют кодон ATG в начале экзона 2, причем экзон 1 является некодирующим. Внутри промотора экзона 1 имеется три различных «тканеспецифичных» промотора : 1A, 1B и 1C. [ 12 ] Это позволит жестко контролировать экспрессию TRAP. С этого гена транскрибируется мРНК размером 1,5 т.п.н. с открытой рамкой считывания (ORF) 969–975 п.н., кодирующая белок из 323–325 аминокислот. У крысы ORF имеет длину 981 п.о. и кодирует белок, состоящий из 327 аминокислот. TRAP переводится как одиночный полипептид. Транскрипция гена TRAP регулируется транскрипционным фактором, связанным с микрофтальмией . [ 13 ] [ 14 ]

Физиология и патология

[ редактировать ]

TRAP приписывают множество функций, и его физиологическая роль, вероятно, разнообразна. Исследования нокаута на мышах, а также заболевание человека, связанное с генетической недостаточностью TRAP, проливают некоторый свет на его функции. В нокаут-исследованиях TRAP −/− у мышей наблюдается легкий остеопетроз , связанный со снижением активности остеокластов. Это приводит к утолщению и укорочению коркового слоя, формированию булавовидных деформаций дистального отдела бедренной кости и расширению эпифизарных пластинок роста с задержкой минерализации хряща, причем все эти явления увеличиваются с возрастом. [ 15 ] У трансгенных мышей со сверхэкспрессией TRAP наблюдается легкий остеопороз наряду с повышенной активностью остеобластов и синтезом кости . [ 16 ] Предполагаемые функции TRAP включают остеопонтина / костных сиалопротеинов дефосфорилирование , генерацию активных форм кислорода (АФК), транспорт железа, а также фактор роста и дифференцировки клеток . Генетическая недостаточность TRAP, обусловленная биаллельными рецессивными мутациями в гене ACP5, лежит в основе заболевания человека спондиленхондродисплазия. [ 17 ] Клинический фенотип включает кости, центральную нервную систему и иммунную систему. [ 18 ] Патогенез, вероятно, включает дефект костной реабсорбции, а также иммунную дисрегуляцию из-за нарушения дефосфорилирования остеопонтина, но может быть более сложным и требует дальнейшего выяснения.

Дефосфорилирование белков и миграция остеокластов

[ редактировать ]

Показано, что остеопонтин и костный сиалопротеин, фосфопротеины костного матрикса, являются высокоэффективными in vitro TRAP субстратами , которые при фосфорилировании связываются с остеокластами. [ 19 ] При частичном дефосфорилировании как остеопонтин, так и костный сиалопротеин неспособны связываться с остеокластами . На основании этого эффекта была выдвинута гипотеза, что TRAP секретируется из взъерошенной границы, дефосфорилирует остеопонтин и обеспечивает миграцию остеокластов и дальнейшую резорбцию.

поколение АФК

[ редактировать ]

Активные формы кислорода (АФК) генерируются в макрофагах и остеокластах из супероксида (O 2 −. ), образующийся при действии НАДФН-оксидазы на кислород (О 2 ). [ 20 ] Они играют важную роль в функционировании фагоцитирующих клеток.

TRAP, содержащий окислительно-восстановительно-активное железо, катализирует образование АФК посредством химии Фентона: [ 21 ]

O 2 → (НАДФН-оксидаза) O 2− ∙ → (супероксиддисмутаза) H 2 O 2 → (каталаза) H 2 O + O 2
ТРАП-Фе 3+ (фиолетовый) + О 2− ∙ → ТРАП-Фе 2+ (розовый) + О 2
H 2 O 2 + ЛОВУШКА-Fe 2+ (розовый) → НО + ТО + ТРАП-Фе 3+

с образованием гидроксильных радикалов , перекиси водорода и синглетного кислорода. В остеокластах АФК генерируются на взъерошенной границе и, по-видимому, необходимы для резорбции и деградации.

Железный транспорт

[ редактировать ]

У беременных свиноматок экспрессия утероферрина в маточных жидкостях высока. [ 22 ] Из-за уникальной анатомии свиной матки и специфической, индуцированной прогестероном экспрессии TRAP; предполагается, что утероферрин действует как белок-переносчик железа.

Фактор роста и дифференцировки клеток

[ редактировать ]

TRAP связан с миграцией остеокластов к местам резорбции кости, и считается, что, попав туда, TRAP инициирует дифференцировку, активацию и пролиферацию остеокластов . Эта гипотеза была сформирована в результате изучения костной структуры мышей с TRAP-нулевым эффектом. Было отмечено, что помимо остеопетроза костеобразование происходило бессистемно, микроархитектоника была крайне нерегулярной. [ 23 ]

Было обнаружено, что у мышей со сверхэкспрессией TRAP пораженные мыши страдают тяжелым ожирением. Это привело к гипотезе о том, что TRAP участвует в гиперпластическом ожирении.

  1. ^ Jump up to: а б с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000102575 Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ Jump up to: а б с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000001348 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. ^ Баумбах Г.А., Сондерс П.Т., Кетчем К.М., Базер Ф.В., Робертс Р.М. (июль 1991 г.). «Утероферрин содержит сложные олигосахариды с высоким содержанием маннозы при синтезе in vitro». Молекулярная и клеточная биохимия . 105 (2): 107–117. дои : 10.1007/bf00227750 . ПМИД   1922010 . S2CID   30416983 .
  6. ^ Люсберг Дж., Эк-Риландер Б., Андерссон Г. (октябрь 1999 г.). «Тартрат-резистентная пурпурная кислая фосфатаза синтезируется как латентный профермент и активируется цистеиновыми протеиназами» . Биохимический журнал . 343 Ч. 1 (1): 63–69. дои : 10.1042/0264-6021:3430063 . ПМЦ   1220524 . ПМИД   10493912 .
  7. ^ Jump up to: а б Люсберг Дж., Ван Ю., Лонг П., Норгард М., Доддс Р., Халтенби К. и др. (август 2005 г.). «Протеолитическое удаление репрессивного петлевого домена тартрат-резистентной кислой фосфатазы катепсином К в остеокластах» . Журнал биологической химии . 280 (31): 28370–28381. дои : 10.1074/jbc.M502469200 . ПМИД   15929988 .
  8. ^ Клабунде Т., Стретер Н., Фрелих Р., Витцель Х., Кребс Б. (июнь 1996 г.). «Механизм действия пурпурной кислой фосфатазы Fe (III)-Zn (II) на основе кристаллических структур». Журнал молекулярной биологии . 259 (4): 737–748. дои : 10.1006/jmbi.1996.0354 . ПМИД   8683579 .
  9. ^ Берстон М.С. (январь 1959 г.). «Гистохимическая демонстрация активности кислой фосфатазы в остеокластах» . Журнал гистохимии и цитохимии . 7 (1): 39–41. дои : 10.1177/7.1.39 . ПМИД   13664936 .
  10. ^ Минкин С. (май 1982 г.). «Костная кислая фосфатаза: тартрат-резистентная кислая фосфатаза как маркер функции остеокластов». Кальцифицированная ткань International . 34 (3): 285–290. дои : 10.1007/BF02411252 . ПМИД   6809291 . S2CID   22706943 .
  11. ^ Кэссиди А.И., Кинг А.Г., Кросс, Северная Каролина, Хьюм, окружной прокурор (август 1993 г.). «Выделение и характеристика генов, кодирующих кислую фосфатазу типа 5 мыши и человека». Джин . 130 (2): 201–207. дои : 10.1016/0378-1119(93)90420-8 . ПМИД   8359686 .
  12. ^ Уолш Н.К., Кэхилл М., Карнинчи П., Каваи Дж., Окадзаки Ю., Хаяшизаки Ю. и др. (март 2003 г.). «Множественные тканеспецифичные промоторы контролируют экспрессию гена мышиной тартрат-резистентной кислой фосфатазы». Джин . 307 : 111–123. дои : 10.1016/S0378-1119(03)00449-9 . ПМИД   12706893 .
  13. ^ Лучин А., Пердом Г., Мерфи К., Кларк М.Ю., Энджел Н., Кэссиди А.И. и др. (март 2000 г.). «Фактор транскрипции микрофтальмии регулирует экспрессию гена тартрат-резистентной кислой фосфатазы во время терминальной дифференцировки остеокластов» . Журнал исследований костей и минералов . 15 (3): 451–460. дои : 10.1359/jbmr.2000.15.3.451 . ПМИД   10750559 . S2CID   24064612 .
  14. ^ Хук К.С., Шлегель Н.К., Эйххофф О.М., Видмер Д.С., Преториус С., Эйнарссон С.О. и др. (декабрь 2008 г.). «Новые цели MITF идентифицированы с использованием двухэтапной стратегии микрочипов ДНК» . Исследование пигментных клеток и меланомы . 21 (6): 665–676. дои : 10.1111/j.1755-148X.2008.00505.x . ПМИД   19067971 . S2CID   24698373 .
  15. ^ Хейман А.Р., Джонс С.Дж., Бойд А., Фостер Д., Колледж WH, Карлтон М.Б. и др. (октябрь 1996 г.). «У мышей, у которых отсутствует тартрат-резистентная кислая фосфатаза (Acp 5), наблюдается нарушение эндохондральной оссификации и легкий остеопетроз» . Разработка . 122 (10): 3151–3162. дои : 10.1242/dev.122.10.3151 . ПМИД   8898228 .
  16. ^ Энджел Н.З., Уолш Н., Форвуд М.Р., Островски М.К., Кэссиди А.И., Хьюм Д.А. (январь 2000 г.). «Трансгенные мыши, сверхэкспрессирующие тартрат-резистентную кислую фосфатазу, демонстрируют повышенную скорость обновления костной ткани». Журнал исследований костей и минералов . 15 (1): 103–110. дои : 10.1359/jbmr.2000.15.1.103 . ПМИД   10646119 . S2CID   35584934 .
  17. ^ «Спондилоэнхондродисплазия с нарушением иммунной регуляции; Spencdi» . ОМИМ .
  18. ^ Лауш Э., Джанеке А., Брос М., Трояндт С., Аланай Ю., Де Лает С. и др. (февраль 2011 г.). «Генетический дефицит тартрат-резистентной кислой фосфатазы, связанный со скелетной дисплазией, церебральными кальцификациями и аутоиммунитетом». Природная генетика . 43 (2): 132–137. дои : 10.1038/ng.749 . ПМИД   21217752 . S2CID   205357235 .
  19. ^ Эк-Риландер Б., Флорес М., Вендел М., Хейнегорд Д., Андерссон Г. (май 1994 г.). «Дефосфорилирование остеопонтина и костного сиалопротеина остеокластической тартрат-резистентной кислой фосфатазой. Модуляция адгезии остеокластов in vitro» . Журнал биологической химии . 269 ​​(21): 14853–14856. дои : 10.1016/S0021-9258(17)36541-9 . ПМИД   8195113 .
  20. ^ Дарден А.Г., Райс В.Л., Вольф В.К., Родригис Р.М., Ки Л.Л. (май 1996 г.). «Продукция остеокластического супероксида и резорбция кости: стимуляция и ингибирование модуляторами НАДФН-оксидазы». Журнал исследований костей и минералов . 11 (5): 671–675. дои : 10.1002/jbmr.5650110515 . ПМИД   9157782 . S2CID   32443917 .
  21. ^ Фентон Х.Дж. (1894). «LXXIII. — Окисление винной кислоты в присутствии железа» . Журнал Химического общества, Сделки . 65 : 899–910. дои : 10.1039/CT8946500899 .
  22. ^ Робертс Р.М., Рауб Т.Дж., Базер Ф.В. (сентябрь 1986 г.). «Роль утероферрина в трансплацентарном транспорте железа у свиней». Труды Федерации . 45 (10): 2513–2518. ПМИД   3527760 .
  23. ^ Шу Т.Дж., Шварц Э.М., Мартинес Д.А., О'Киф Р.Дж., Розье Р.Н., Зусчик М.Дж., Пузас Дж.Е. (январь 2003 г.). «Техника фагового дисплея позволяет выявить новый регулятор клеточной дифференцировки» . Журнал биологической химии . 278 (1): 438–443. дои : 10.1074/jbc.M208292200 . ПМИД   12403789 .
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 7072f808d86b90196367574b29332843__1691852340
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/70/43/7072f808d86b90196367574b29332843.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Tartrate-resistant acid phosphatase - 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.)