Коллаген типа I, альфа 1

COL1A1
Доступные структуры
ПДБ	Поиск ортологов: PDBe RCSB
showСписок идентификационных кодов PDB
	3GXE, 1Q7D, 2LLP, 3EJH
Идентификаторы
Псевдонимы	COL1A1 , EDSC, OI1, OI2, OI3, OI4, коллаген типа I альфа 1, цепь коллагена типа I альфа 1, EDSARTH1, CAFYD
Внешние идентификаторы	Опустить : 120150 ; МГИ : 88467 ; Гомологен : 73874 ; Генные карты : COL1A1 ; OMA : COL1A1 — ортологи
showМестоположение гена ( человек )
Chr.	Chromosome 17 (human)
End	50,201,632 bp
showМестоположение гена ( Мышь )
Chr.	Chromosome 11 (mouse)
End	94,843,868 bp
show экспрессии РНК Характер
	Top expressed in
	stromal cell of endometrium; ; skin of hip; ; periodontal fiber; ; gallbladder; ; tendon of biceps brachii; ; mucosa of paranasal sinus; ; tibia; ; cartilage tissue; ; skin of thigh; ; parietal pleura;
	Top expressed in
	body of femur; ; ankle; ; tibiofemoral joint; ; molar; ; belly cord; ; efferent ductule; ; skin of back; ; fossa; ; ascending aorta; ; calvaria;
	More reference expression data
	; ; ; ;
	More reference expression data
showГенная онтология
Molecular function	metal ion binding; identical protein binding; platelet-derived growth factor binding; extracellular matrix structural constituent; protein binding; protease binding; extracellular matrix structural constituent conferring tensile strength;
Cellular component	endoplasmic reticulum lumen; cytoplasm; Golgi apparatus; endoplasmic reticulum; collagen; secretory granule; extracellular matrix; extracellular space; collagen type I trimer; extracellular region; collagen-containing extracellular matrix;
Biological process	cellular response to tumor necrosis factor; blood coagulation; tooth eruption; response to mechanical stimulus; response to corticosteroid; negative regulation of cell-substrate adhesion; response to steroid hormone; extracellular matrix organization; osteoblast differentiation; collagen fibril organization; skin morphogenesis; bone trabecula formation; wound healing; skin development; intramembranous ossification; positive regulation of cell migration; tooth mineralization; cellular response to epidermal growth factor stimulus; cellular response to fibroblast growth factor stimulus; response to estradiol; collagen catabolic process; response to cAMP; cellular response to vitamin E; response to fluoride; cartilage development involved in endochondral bone morphogenesis; hearing; response to peptide hormone; cellular response to retinoic acid; cellular response to transforming growth factor beta stimulus; regulation of immune response; cellular response to fluoride; positive regulation of transcription, DNA-templated; leukocyte migration; collagen biosynthetic process; protein heterotrimerization; cellular response to amino acid stimulus; endochondral ossification; response to hyperoxia; face morphogenesis; protein transport; response to nutrient; platelet activation; visual perception; positive regulation of epithelial to mesenchymal transition; response to hydrogen peroxide; embryonic skeletal system development; skeletal system morphogenesis; ossification; response to nutrient levels; positive regulation of canonical Wnt signaling pathway; protein localization to nucleus; cellular response to mechanical stimulus; skeletal system development; blood vessel development; collagen-activated tyrosine kinase receptor signaling pathway;
	Sources:Amigo / QuickGO
hideОртологи
	1277
	12842
	ENSG00000108821
	ENSMUSG00000001506
	P02452
	P11087
	НМ_000088
	НМ_007742
	НП_000079
	НП_031768
	Викиданные
Просмотр/редактирование человека	Просмотр/редактирование мыши

Коллаген типа I, альфа 1 , также известный как коллаген альфа-1 типа I , представляет собой белок , который у человека кодируется COL1A1 геном . COL1A1 кодирует основной компонент коллагена типа I , фибриллярного коллагена, обнаруженного в большинстве соединительных тканей , включая хрящи .

Функция

Коллаген — это белок, который укрепляет и поддерживает многие ткани организма, включая хрящи , кости , сухожилия , кожу и белую часть глаза ( склеру ) . Ген COL1A1 производит компонент коллагена I типа , называемый цепью про-альфа1(I). Эта цепь соединяется с другой цепью про-альфа1(I), а также с цепью про-альфа2(I) (продуцируемой геном COL1A2 ), образуя молекулу проколлагена I типа. Эти трехцепочечные, похожие на веревки молекулы проколлагена должны обрабатываться ферментами вне клетки. После обработки эти молекулы образуют длинные тонкие фибриллы, которые сшиваются друг с другом в пространстве вокруг клеток. Поперечные связи приводят к образованию очень прочных зрелых волокон коллагена I типа.Коллагеновая функция включает в себя жесткость и эластичность.

Ген

Ген COL1A1 расположен на длинном (q) плече хромосомы 17 между положениями 21,3 и 22,1, от пары оснований 50 183 289 до пары оснований 50 201 632 .

Клиническое значение

Мутации в гене COL1A1 связаны со следующими состояниями:

Синдром Элерса-Данлоса, сосудистый тип : в редких случаях возникают специфические гетерозиготные мутации замены аргинина на цистеин в COL1A1 , которые также связаны с хрупкостью сосудов и имитируют COL3A1-vEDS.
Синдром Элерса-Данлоса, тип артрохалазии : вызван мутациями в гене COL1A1 . Мутации в гене COL1A1 , вызывающие это заболевание, предписывают клетке исключить часть цепи про-альфа1(I), которая содержит сегмент, используемый для прикрепления одной молекулы к другой. Когда эта часть белка отсутствует, структура коллагена I типа нарушается. Это изменение затрагивает ткани, богатые коллагеном I типа, такие как кожа, кости и сухожилия. Тип IV Элерса-Данлоса чаще всего связан с аномалиями ретикулярных волокон (коллаген типа III).
Синдром Элерса-Данлоса, классический тип . В редких случаях было показано, что мутация в гене COL1A1 вызывает классический тип синдрома Элерса-Данлоса. Эта мутация заменяет аминокислоту цистеин на аминокислоту аргинин в положении 134 в белке, созданном этим геном. (Мутацию также можно записать как Arg134Cys.) Измененный белок аномально взаимодействует с другими белками, образующими коллаген, нарушая структуру фибрилл коллагена I типа и захватывая коллаген в клетке. Исследователи полагают, что эти изменения в коллагене вызывают признаки и симптомы заболевания. Тип IV Элерса-Данлоса чаще всего связан с аномалиями ретикулярных волокон (коллаген типа III). Без гидроксилирования лизина ферментом лизилгидроксилазой окончательная структура коллагена не может сформироваться.
Несовершенный остеогенез, тип I. Несовершенный остеогенез — наиболее распространенное заболевание, вызванное мутациями в этом гене. Мутации, которые инактивируют одну из двух копий гена COL1A1 , вызывают несовершенный остеогенез типа I. Мутированная копия гена не производит никаких цепей про-альфа1(I) коллагена. Поскольку только одна копия гена направляет клетку на создание цепочек про-альфа1(I), клетки людей с этим заболеванием производят только половину нормального количества коллагена I типа, что приводит к хрупкости костей и другим симптомам.
Несовершенный остеогенез, тип II . Многие различные типы мутаций в гене COL1A1 могут вызвать несовершенный остеогенез типа II. Эти мутации варьируются от отсутствующих участков гена COL1A1 до аминокислотных замен, при которых аминокислота глицин заменяется другой аминокислотой в белковой цепи. Иногда один конец гена (называемый С-концом) изменяется, что мешает ассоциации белковых цепей. Все эти изменения препятствуют нормальному производству зрелого коллагена I типа, что приводит к тяжелому состоянию — несовершенному остеогенезу II типа.
Несовершенный остеогенез, тип III . Мутации в гене COL1A1 могут привести к выработке белка, в котором отсутствуют сегменты, что делает его непригодным для производства коллагена. Другие мутации приводят к замене аминокислоты глицин другой аминокислотой в цепи про-альфа1(I), что ингибирует необходимое взаимодействие между белковыми цепями. Производство коллагена I типа ингибируется из-за неспособности измененных нитей проколлагена связываться и образовывать трехцепочечную веревочную структуру зрелого коллагена. Эти изменения негативно влияют на ткани, богатые коллагеном I типа, такие как кожа, кости, зубы и сухожилия, что приводит к появлению признаков и симптомов несовершенного остеогенеза III типа.
Несовершенный остеогенез, тип IV . Несколько различных типов мутаций в гене COL1A1 вызывают несовершенный остеогенез типа IV. Эти мутации могут включать недостающие части гена COL1A1 или изменения пар оснований (строительных блоков ДНК). Эти генные изменения приводят к тому, что в белке отсутствуют сегменты или имеются аминокислотные замены; в частности, аминокислота глицин заменена другой аминокислотой. Все эти изменения препятствуют образованию зрелой трехцепочечной молекулы коллагена и препятствуют выработке зрелого коллагена I типа, что приводит к несовершенному остеогенезу IV типа.
Остеопороз : Остеопороз — это состояние, при котором кости становятся все более хрупкими и склонными к переломам. Особая вариация ( полиморфизм ) гена COL1A1 , по-видимому, увеличивает риск развития остеопороза . специфическое изменение сайта связывания Sp1 Показано, что связано с повышенным риском снижения костной массы и переломов позвонков из-за изменений, которые белок COL1A1 продуцирует из одной копии гена. Несколько исследований показали, что женщины с этой конкретной генетической вариацией в участке Sp1 с большей вероятностью будут иметь признаки остеопороза, чем женщины без этой вариации.
Предрасположенность к грыжам . ^[5]
Предрасположенность к дегенеративным заболеваниям дисков и грыжам дисков . ^[6]

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000108821 – Ensembl , май 2017 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с GRCm38: Ensembl, выпуск 89: ENSMUSG00000001506 – 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 .
^ Сезер С, Шимшек Н, Челик ХТ, Эрден Г, Озтюрк Г, Дюзгюн А.П., Чошкун Ф, Демирджан К (2014). «Ассоциация полиморфизма гена коллагена типа I альфа 1 с паховой грыжей - PubMed» . Грыжа: Журнал грыж и хирургии брюшной стенки . 18 (4): 507–12. дои : 10.1007/s10029-013-1147-y . ПМИД 23925543 . S2CID 22999363 .
^ Кавагути Ю. (2018). «Генетические основы остеохондроза поясничного отдела позвоночника» . Хирургия позвоночника и связанные с ней исследования . 2 (2): 98–112. дои : 10.22603/ssrr.2017-0007 . ПМК 6698496 . ПМИД 31440655 .

Дальнейшее чтение

Альварес-Эрнандес Д., Навес М., Диас-Лопес Х.Б., Гомес С., Сантамария И., Канната-Андия Х.Б. (2003). «Влияние полиморфизмов генов VDR и COLIA1 на риск остеопоротических переломов у мужчин пожилого возраста» . Почки Int Suppl . 63 (85): С14–8. дои : 10.1046/j.1523-1755.63.s85.5.x . ПМИД 12753258 .
Бу-Гариос Г., Понтикос М., Раджкумар В., Авраам Д. (2004). «Внеклеточный матрикс в сосудистых сетях» . Пролиферация клеток . 37 (3): 207–20. дои : 10.1111/j.1365-2184.2004.00306.x . ПМК 6496925 . ПМИД 15144498 .
Чемберлен-младший, Шварце У., Ван П.Р., Хирата Р.К., Ханкенсон К.Д., Пейс Дж.М., Андервуд Р.А., Сонг К.М., Сассман М., Байерс П.Х., Рассел Д.В. (2004). «Нацеливание на гены в стволовых клетках людей с несовершенным остеогенезом». Наука . 303 (5661): 1198–201. Бибкод : 2004Sci...303.1198C . дои : 10.1126/science.1088757 . ПМИД 14976317 . S2CID 13212242 .
Форлино А., Марини Дж. К. (2000). «Несовершенный остеогенез: перспективы молекулярной терапии» . Мол Генет Метаб . 71 (1–2): 225–32. дои : 10.1006/mgme.2000.3039 . ПМИД 11001814 .
Карсентий Г., Парк RW (1995). «Регуляция экспрессии генов коллагена I типа». Int Rev Иммунол . 12 (2–4): 177–85. дои : 10.3109/08830189509056711 . ПМИД 7650420 .
Грант С.Ф., Рид Д.М., Блейк Дж., Херд Р., Фогельман И., Ралстон С.Х. (1996). «Снижение плотности костей и остеопороз, связанные с полиморфным сайтом связывания Sp1 в гене коллагена типа I альфа 1». Нат. Жене . 14 (2): 203–05. дои : 10.1038/ng1096-203 . ПМИД 8841196 . S2CID 20896127 .
Кин Р.В., Вудфорд-Риченс К.Л., Грант С.Ф., Ралстон С.Х., Ланчбери Дж.С., Спектор Т.Д. (1999). «Связь полиморфизма локуса коллагена I типа (COL1A1) со снижением минеральной плотности кости, повышенным риском переломов и повышенным обменом коллагена» . Ревмирующий артрит . 42 (2): 285–90. doi : 10.1002/1529-0131(199902)42:2<285::AID-ANR10>3.0.CO;2-3 . ПМИД 10025922 .
Кохер М.С., Шапиро Ф (1998). «Несовершенный остеогенез». J Am Acad Orthop Surg . 6 (4): 225–36. дои : 10.5435/00124635-199807000-00004 . ПМИД 9682085 .
Манн В., Ралстон С.Х. (2003). «Метаанализ полиморфизма COL1A1 Sp1 в зависимости от минеральной плотности кости и переломов при остеопорозе». Кость . 32 (6): 711–7. дои : 10.1016/S8756-3282(03)00087-5 . ПМИД 12810179 .
Нуйтинк Л., Фрейнд М., Лага Л., Пьерар Г.Е., Херманс-Ле Т., Де Паепе А. (2000). «Классический синдром Элерса-Данлоса, вызванный мутацией коллагена I типа» . Ам Джей Хум Жене . 66 (4): 1398–402. дои : 10.1086/302859 . ПМЦ 1288203 . ПМИД 10739762 .
Персиков А.В., Пиллиттери Р.Дж., Амин П., Шварце У., Байерс П.Х., Бродский Б. (2004). «Смещение, связанное со стабильностью остатков, заменяющих глицины в тройной спирали коллагена (Gly-Xaa-Yaa) при наследственных заболеваниях соединительной ткани» . Хум Мутат 24 (4): 330–7. дои : 10.1002/humu.20091 . ПМИД 15365990 . S2CID 34854398 .
Ралстон С.Х. (2002). «Генетический контроль предрасположенности к остеопорозу» . J Clin Эндокринол Метаб . 87 (6): 2460–6. дои : 10.1210/jc.87.6.2460 . ПМИД 12050200 .
Байерс П.Х., Уоллис Г.А., Уиллинг М.С. (1991). «Несовершенный остеогенез: перевод мутации в фенотип» . Дж. Мед. Жене . 28 (7): 433–42. дои : 10.1136/jmg.28.7.433 . ПМК 1016951 . ПМИД 1895312 .
Куиваниеми Х., Тромп Г., Проккоп DJ (1991). «Мутации в генах коллагена: причины редких и некоторых распространенных заболеваний у человека» . ФАСЕБ Дж . 5 (7): 2052–60. дои : 10.1096/fasebj.5.7.2010058 . ПМИД 2010058 . S2CID 24461341 .
Куиваниеми Х., Тромп Г., Проккоп DJ (1997). «Мутации в фибриллярных коллагенах (типы I, II, III и XI), связанном с фибриллами коллагене (тип IX) и коллагене, образующем сеть (тип X), вызывают спектр заболеваний костей, хрящей и кровеносных сосудов» . Хм. Мутат . 9 (4): 300–15. doi : 10.1002/(SICI)1098-1004(1997)9:4<300::AID-HUMU2>3.0.CO;2-9 . ПМИД 9101290 . S2CID 6890740 .
Россерт Дж., Терраз С., Дюпон С. (2001). «Регуляция экспрессии генов коллагена I типа» . Нефрол. Наберите номер. Пересадка . 15 (Приложение 6): 66–8. дои : 10.1093/ndt/15.suppl_6.66 . ПМИД 11143996 .

Внешние ссылки

Запись GeneReviews/NCBI/NIH/UW о несовершенном остеогенезе
Онлайн-менделевское наследование у человека (OMIM): 120150
EnterGene 1277
Генная карта COL1A1
База данных мутаций человеческого коллагена I и III типов.
Обзор всей структурной информации, доступной в PDB для UniProt : P02452 (цепь коллагена альфа-1(I)) в PDBe-KB .

[refGRCh38Ensembl-1] Jump up to: ^а ^б ^с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000108821 – Ensembl , май 2017 г.

[refGRCm38Ensembl-2] Jump up to: ^а ^б ^с GRCm38: Ensembl, выпуск 89: ENSMUSG00000001506 – 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 .

[urlAssociation_of_collagen_type_I_alpha_1_gene_polymorphism_with_inguinal_hernia_-_PubMed-5] Сезер С, Шимшек Н, Челик ХТ, Эрден Г, Озтюрк Г, Дюзгюн А.П., Чошкун Ф, Демирджан К (2014). «Ассоциация полиморфизма гена коллагена типа I альфа 1 с паховой грыжей - PubMed» . Грыжа: Журнал грыж и хирургии брюшной стенки . 18 (4): 507–12. дои : 10.1007/s10029-013-1147-y . ПМИД 23925543 . S2CID 22999363 .

[urlGenetic_background_of_degenerative_disc_disease_in_the_lumbar_spine-6] Кавагути Ю. (2018). «Генетические основы остеохондроза поясничного отдела позвоночника» . Хирургия позвоночника и связанные с ней исследования . 2 (2): 98–112. дои : 10.22603/ssrr.2017-0007 . ПМК 6698496 . ПМИД 31440655 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]