Гликофорин С
| гликофорин С (группа крови по Гербиху) | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| Символ | ГИПК | ||
| Альт. символы | ГПХ, ГИПД, Ge, CD236, CD236R | ||
| ген NCBI | 2995 | ||
| HGNC | 4704 | ||
| МОЙ БОГ | 110750 | ||
| RefSeq | НМ_002101 | ||
| ЮниПрот | P04921 | ||
| Другие данные | |||
| Локус | Хр. 2 q14-q21 | ||
| |||
Гликофорин С ( GYPC ; CD236 / CD236R ; гликопротеин бета ; гликоконнектин ; PAS-2 ' ) играет функционально важную роль в поддержании формы эритроцитов и регуляции свойств мембранного материала, возможно, за счет его взаимодействия с белком 4.1. Более того, ранее было показано, что в мембранах, дефицитных по белку 4.1, наблюдается пониженное содержание гликофорина С. Он также является мембранным белком эритроцита интегральным и действует как рецептор для белка Plasmodium falciparum PfEBP-2 (эритроцитсвязывающий белок 2; baebl ; ЕБА-140).
История
[ редактировать ]Антиген был открыт в 1960 году, когда три женщины, у которых отсутствовал антиген, выработали анти-Gea в ответ на беременность. Антиген назван в честь одной из пациенток – госпожи Гербих. [ 1 ] В следующем году новый, но родственный антиген был обнаружен у г-жи Юс, в честь которой также назван антиген в этой системе. В 1972 году была введена числовая система определения антигенов этой группы крови.
Геномика
[ редактировать ]Несмотря на схожие названия, гликофорины C и D не связаны с тремя другими гликофоринами, которые кодируются на хромосоме 4 в положении 4q28-q31. Эти последние белки тесно связаны. Гликофорин А и гликофорин В несут группы крови MN и Ss антигены соответственно. На эритроцит приходится ~ 225 000 молекул ГПХ и ГПД. [ 2 ]
Первоначально считалось, что гликофорины C и D являются результатом дупликации генов, но только позже выяснилось, что они кодируются одним и тем же геном. Гликофорин D (GPD) генерируется из информационной РНК гликофорина C путем утечки трансляции в рамке AUG в кодоне 30: гликофорин D = остатки гликофорина C с 30 по 128. Эта утечка трансляции, по-видимому, является уникальной человеческой чертой. [ 3 ]
Гликофорин С (ГПХ) представляет собой одну полипептидную цепь из 128 аминокислот и кодируется геном на длинном плече хромосомы 2 (2q14-q21). Ген был впервые клонирован в 1989 году High et al. [ 4 ] Ген GPC организован в четыре экзона , распределенных по 13,5 тысячным парам оснований ДНК . Экзон 1 кодирует остатки 1–16, экзон 2 — остатки 17–35, экзон 3 — остатки 36–63 и экзон 4 — остатки 64–128. Экзоны 2 и 3 очень гомологичны, с расхождением нуклеотидов менее 5%. Эти экзоны также отличаются вставкой из 9 аминокислот на 3'-конце экзона 3. Прямые повторяющиеся сегменты, содержащие эти экзоны, имеют длину 3,4 тысячи пар оснований и могут быть получены в результате недавней дупликации одного предкового домена. Экзоны 1, 2 и большая часть экзона 3 кодируют N-концевой внеклеточный домен, тогда как остальная часть экзона 3 и экзона 4 кодируют трансмембранный и цитоплазматический домены.
Известны две изоформы , и этот ген экспрессируется в самых разных тканях, включая почки , тимус , желудок , молочную железу , печень взрослых и эритроциты. В неэритроидных клеточных линиях экспрессия ниже, чем в эритроцитах, и белок дифференциально гликозилирован . В эритроцитах гликофорин С составляет ~4% мембранных сиалогликопротеинов . Среднее количество O-связанных цепей составляет 12 на молекулу.
Ген взрывообразующей экспрессируется на ранних стадиях развития эритроцита, особенно в эритроидной единице и эритроидной колониеобразующей единице . Длина мРНК из эритробластов человека составляет ~ 1,4 тыс. нуклеотидов, а сайт начала транскрипции в эритроидных клетках картирован на 1050 парах оснований в 5'-конце стартового кодона. Он экспрессируется на ранних стадиях развития и до появления Kell-антигенов , резус-ассоциированного гликопротеина , гликофорина А, полосы 3 , резус-антигена и гликофорина В. [ 5 ]
В меланоцитарных клетках экспрессия гена гликофорина С может регулироваться с помощью MITF . [ 6 ]
ГПХ, по-видимому, синтезируется в эритроцитах в избытке, а содержимое мембраны регулируется полосой 4.1 (белок 4.1). Дополнительные данные о регуляции гликофорина С можно найти здесь .
При исследовании этого гена среди Hominoidea были выявлены два открытия, уникальных для человека: (1) чрезмерное несинонимическое расхождение между видами, которое, по-видимому, вызвано исключительно ускоренной эволюцией и (2) способность единственного гена GYPC кодировать белки GPC и GPD. [ 3 ] Причина этого неизвестна, но было высказано предположение, что эти результаты могут быть результатом заражения Plasmodium falciparum .
Молекулярная биология
[ редактировать ]После разделения мембран эритроцитов с помощью SDS-электрофореза в полиакриламидном геле и окрашивания периодической кислотой по Шиффу (PAS) были идентифицированы четыре гликофорина. Они были названы гликофоринами A, B, C и D в порядке количества, присутствующего в мембране: гликофорин A является наиболее распространенным, а гликофорин D — наименее распространенным. Пятый ( гликофорин Е ) был идентифицирован в геноме человека, но его нелегко обнаружить при обычном окрашивании геля. В сумме гликофорины составляют ~2% от общей массы белков мембран эритроцитов. Как ни странно, эти белки также известны под разными номенклатурами, но, вероятно, наиболее известны они как гликофорины.
Гликофорин С был впервые выделен в 1978 году. [ 7 ] Гликофорин C и D представляют собой минорные сиалогликопротеины, составляющие 4% и 1% PAS-положительного материала, и присутствуют примерно в 2,0 и 0,5 x 10 5 копий/ячейку соответственно. В полиакрилимидных гелях кажущаяся масса гликофорина С составляет 32 килодальтон (32 кДа). Его структура аналогична структуре других гликофоринов: высокогликозлированный внеклеточный домен (остатки 1–58), трансмембранный домен (остатки 59–81) и внутриклеточный домен (остатки 82–128). Около 90% гликофорина С, присутствующего в эритроците, связано с цитоскелетом, а остальные 10% свободно перемещаются внутри мембраны.
Кажущаяся молекулярная масса гликофорина D составляет 23 кДа. В среднем этот белок имеет 6 O-связанных олигосахаридов на молекулу.
Внутри эритроцита он взаимодействует с полосой 4.1 (белок массой 80 кДа) и р55 ( пальмитоилированный периферический мембранный фосфопротеин и член семейства мембранассоциированных гуанилаткиназ), образуя тройной комплекс , который имеет решающее значение для формы и стабильности эритроцитов. . Основными местами прикрепления между спектрин - актиновым цитоскелетом эритроцитов и липидным бислоем являются гликофорин C и полоса 3 . Взаимодействие с полосой 4.1 и р55 опосредуется N-концевым доменом 30 кДа полосы 4.1, связывающимся с сегментом из 16 аминокислот (остатки 82-98: остатки 61-77 гликофорина D) внутри цитоплазматического домена гликофорина С и с положительно заряженный мотив из 39 аминокислот в р55. [ 8 ] Большая часть белка 4.1 связана с гликофорином C. Величина силы взаимодействия между гликофорином C и полосой 4.1 оценивается в 6,9 микроньютонов на метр, что является показателем, типичным для белок-белковых взаимодействий.
Гликофорин С обычно демонстрирует колебательные движения в мембране эритроцитов. Это снижается при овалоцитозе в Юго-Восточной Азии — заболевании эритроцитов из-за мутации в полосе 3. [ 9 ]
Трансфузиологическая медицина
[ редактировать ]Эти гликофорины связаны с одиннадцатью антигенами, представляющими интерес для трансфузионной медицины: Гербиха (Ge2, Ge3, Ge4), Юссефа (Yus), Вебба (Wb или Ge5), Дача (Dh(a) или Ge8), Лича. , Льюис II (Ls(a) или Ge6), Ахонен (An(a) или Ge7) и GEPL (Ge10*), GEAT (Ge11*) и ГЭТИ (Ge12*). Шесть имеют высокую распространенность (Ge2, Ge3, Ge4, Ge10*, Ge11*, Ge12*) и пять — низкую распространенность (Wb, Ls(a), An(a), Dh(a) и Ge9). [ 10 ]
антиген Гербиха
[ редактировать ]Гербиха (Ge) Гликофорины C и D кодируют антигены . Существует четыре аллеля , от Ge-1 до Ge-4. Известны три типа негативности Ge-антигена: Ge-1,-2,-3 (фенотип Лича), Ge-2,-3 и Ge-2,+3. За формирование генотипа Ge-2,-3 ответственна делеция 3,4 тыс . пар нуклеотидов внутри гена, которая, вероятно, возникла из-за неравного кроссинговера между двумя повторяющимися доменами. Точки разрыва делеции расположены внутри интронов 2 и 3 и приводят к удалению экзона 3. Этот мутантный ген транскрибируется как информационная РНК с непрерывной открытой рамкой считывания, простирающейся более чем на 300 нуклеотидов , и транслируется в сиалогликопротеин, обнаруженный на Ge- 2,-3 эритроцита. Вторая делеция пары пар 3,4 тысяч оснований в гене гликофорина C элиминирует только экзон 2 по аналогичному механизму и генерирует мутантный ген, кодирующий аномальный гликопротеин, обнаруженный на эритроцитах Ge-2,+3.
Эпитоп Ge2 является антигенным только для гликофорина D и является скрытым антигеном для гликофорина C. Он расположен внутри экзона 2 и чувствителен к трипсину и папаину, но устойчив к химотрипсину и проназе . Эпитоп Ge3 кодируется экзоном 3. Он чувствителен к трипсину, но устойчив к химотрипсину , папаину и проназе . Считается, что он находится между аминокислотами 42–50 в гликофорине C (остатки 21–49 в гликофорине D). Ge4 расположен в пределах первых 21 аминокислоты гликофорина С. Он чувствителен к трипсину, папаину, проназе и нейраминидазе .
Выщелачивание антигена
[ редактировать ]Относительно редкий фенотип Лича обусловлен либо делецией экзонов 3 и 4, либо мутацией сдвига рамки считывания , вызывающей преждевременное появление стоп-кодона в гене гликофорина С, и люди с этим фенотипом менее восприимчивы (~60% от контрольной нормы) к инвазия Plasmodium falciparum . У таких людей имеется подтип заболевания, называемого наследственным эллиптоцитозом . Клетки аномальной формы известны как эллиптоциты или камелоидные клетки. Об основе этого фенотипа впервые сообщили Telen et al. [ 11 ] Фенотип Ge:-2,-3,-4.
Антиген Юсефа
[ редактировать ]Юсефа (Yus) Фенотип обусловлен делецией 57 пар оснований, соответствующей экзону 2. Антиген известен как GPC Yus.
Мутации гликофорина С редки в большинстве стран Западного мира, но более распространены в некоторых местах, где малярия является эндемической. В Меланезии больший процент населения имеет отрицательный результат по Гербиху (46,5%), чем в любой другой части мира. Частота Гербих-негативного фенотипа, вызванного делецией экзона 3, в популяциях Восера ( провинция Восточный Сепик ) и Ликсул ( провинция Маданг ) в Папуа-Новой Гвинее составляет 0,463 и 0,176 соответственно. [ 12 ]
Антиген Уэбба
[ редактировать ]Редкий антиген Уэбба (Wb) (~1/1000 доноров), первоначально описанный в 1963 году в Австралии , является результатом изменения гликозилирования гликофорина C: переход от A к G в нуклеотиде 23 приводит к образованию остатка аспарагина вместо остатка аспарагина. нормальный остаток серина с последующей потерей гликозилирования. [ 13 ] Антиген известен как GPC Wb.
Дуч антиген
[ редактировать ]Редкий антиген Дуча (Dh) был обнаружен в Орхусе , Дания (1968), а также обнаружен на гликофорине C. Это связано с переходом C на T в нуклеотиде приводящим к замене лейцина фенилаланином 40 , . [ 14 ] Этот антиген чувствителен к трипсину, но устойчив к химотрипсину и Endo F. [ 15 ]
антиген Льюиса
[ редактировать ]Антиген Льюиса II (Ls(a); Ge-6) имеет вставку из 84 нуклеотидов в предковый ген GPC: вставка соответствует всей последовательности экзона 3. [ 16 ] Известны два подтипа этого антигена: бета-Ls(a), который несет эпитоп Ge3, и гамма-Ls(a), который несет как эпитопы Ge2, так и Ge3. Этот антиген также известен как антиген Rs(a). [ 17 ]
Антиген Ахонена
[ редактировать ]Об антигене Ахонен (Ана) впервые сообщили в 1972 году. [ 18 ] Антиген обнаружен на гликофорине D. Этот антиген был обнаружен у финна 5 мая 1968 года во время послеоперационного перекрестного анализа крови при лечении аневризмы аорты. В Финляндии частота встречаемости этого антигена составила 6/10 000 доноров. В Швеции заболеваемость составила 2/3266 доноров. Молекулярная основа происхождения этого антигена лежит в экзоне 2, где замена G->T в кодоне 67 (положение основания 199) превращает аланин в остаток серина . Хотя этот эпитоп существует в гликофорине С, он является криптоантигеном. Он является антигенным только для гликофорина D из-за усеченного N-конца.
Другие
[ редактировать ]Дублированный экзон 2 в эритроцитах также был обнаружен у японских доноров крови (~ 2/10 000). Эта мутация не была связана с новым антигеном. [ 19 ]
Антитела
[ редактировать ]Антитела к антигенам Гербиха были связаны с трансфузионными реакциями и легкой гемолитической болезнью новорожденных. В других исследованиях были обнаружены встречающиеся в природе антитела против Ge, которые, по-видимому, не имеют клинического значения. Предполагается иммунологическая толерантность к антигену Ge.
Другие области
[ редактировать ]Высокая экспрессия гликофорина С связана с плохим прогнозом острого лимфобластного лейкоза в китайской популяции. [ 20 ]
Гликофорин С является рецептором белка эритроцитсвязывающего антигена 140 (EBA140) Plasmodium falciparum . [ 21 ] Это взаимодействие обеспечивает основной путь инвазии в эритроциты. Частичная устойчивость эритроцитов, лишенных этого белка, к инвазии P. falciparum была впервые отмечена в 1982 г. [ 22 ] Отсутствие антигенов Гербиха у населения Папуа-Новой Гвинеи было отмечено в 1989 г. [ 23 ]
Грипп А и В связываются с гликофорином С. [ 24 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Розенфилд Р.Э., Хабер Г.В., Киссмейер-Нильсен Ф., Джек Дж.А., Сэнгер Р., Рэйс Р.Р. (октябрь 1960 г.). «Ge, очень распространенный антиген эритроцитов». Бр. Дж. Гематол . 6 (4): 344–9. дои : 10.1111/j.1365-2141.1960.tb06251.x . ПМИД 13743453 . S2CID 30373229 .
- ^ Смайт Дж., Гарднер Б., Ансти DJ (март 1994 г.). «Количественное определение количества молекул гликофоринов С и D на нормальных эритроцитах с использованием радиойодсодержащих Fab-фрагментов моноклональных антител» . Кровь . 83 (6): 1668–72. дои : 10.1182/blood.V83.6.1668.1668 . ПМИД 8123859 .
- ^ Jump up to: а б Уайлдер Дж. А., Хьюитт Э. К., Ганснер М. Е. (август 2009 г.). «Молекулярная эволюция GYPC: свидетельства недавних структурных инноваций и положительного отбора у людей» . Мол. Биол. Эвол . 26 (12): 2679–87. дои : 10.1093/molbev/msp183 . ПМЦ 2775107 . ПМИД 19679754 .
- ^ Хай С., Таннер М.Дж., Макдональд Э.Б., Ансти DJ (август 1989 г.). «Перестройки гена гликофорина C (сиалогликопротеина бета) мембраны красных клеток. Дальнейшее исследование изменений в гене гликофорина C» . Биохим. Дж . 262 (1): 47–54. дои : 10.1042/bj2620047 . ПМЦ 1133227 . ПМИД 2818576 .
- ^ Дэниелс Дж., Грин С. (2000). «Экспрессия поверхностных антигенов эритроцитов во время эритропоэза». Вокс Санг . 78 (Приложение 2): 149–53. ПМИД 10938945 .
- ^ Хук К.С., Шлегель Н.К., Айххофф О.М. и др. (2008). «Новые цели MITF идентифицированы с использованием двухэтапной стратегии микрочипов ДНК» . Пигментно-клеточная меланома Res . 21 (6): 665–76. дои : 10.1111/j.1755-148X.2008.00505.x . ПМИД 19067971 . S2CID 24698373 .
- ^ Фуртмайр Х (1978). «Гликофорины A, B и C: семейство сиалогликопротеинов. Выделение и предварительная характеристика пептидов, полученных из трипсина». Дж. Супрамол. Структурировать . 9 (1): 79–95. дои : 10.1002/jss.400090109 . ПМИД 732312 .
- ^ Хемминг, Нью-Джерси, Ансти DJ, Моуби У.Дж., Рид М.Э., Таннер М.Дж. (апрель 1994 г.). «Локализация сайта связывания белка 4.1 на гликофоринах C и D эритроцитов человека» . Биохим. Дж . 299 (Часть 1): 191–6. дои : 10.1042/bj2990191 . ПМЦ 1138040 . ПМИД 8166640 .
- ^ Мирчев Р., Лам А., Голан Д.Е. (2011). «Мембранная компартментализация эритроцитов с овалоцитозом в Юго-Восточной Азии» . Br J Гематол . 155 (1): 111–121. дои : 10.1111/j.1365-2141.2011.08805.x . ПМЦ 3412155 . ПМИД 21793815 .
- ^ Уокер П.С., Рид М.Э. (2020). «Система групп крови Гербиха: обзор» . Иммуногематология . 26 (2): 60–5. doi : 10.21307/иммуногематология-2019-204 . ПМИД 20932076 . S2CID 8177753 .
- ^ Телен М.Дж., Ле Ван Ким С., Чунг А., Картрон Дж.П., Колин Ю. (сентябрь 1991 г.). «Молекулярная основа эллиптоцитоза, связанного с дефицитом гликофорина C и D в фенотипе Лича» . Кровь . 78 (6): 1603–6. дои : 10.1182/blood.V78.6.1603.1603 . ПМИД 1884026 .
- ^ Патель С.С., Кинг С.Л., Мгоне К.С., Казура Дж.В., Циммерман П.А. (январь 2004 г.). «Гликофорин C (группа крови антигена Гербиха) и полиморфизмы полосы 3 в двух голоэндемичных по малярии регионах Папуа-Новой Гвинеи» . Являюсь. Дж. Гематол . 75 (1): 1–5. дои : 10.1002/ajh.10448 . ПМЦ 3728820 . ПМИД 14695625 .
- ^ Телен М.Дж., Ле Ван Ким С., Гиззо М.Л., Картрон Дж.П., Колин Ю. (май 1991 г.). «Вариант гликофорина C эритроцитарного типа Уэбба лишен N-гликозилирования из-за замены аспарагина на серин». Являюсь. Дж. Гематол . 37 (1): 51–2. дои : 10.1002/ajh.2830370112 . ПМИД 1902622 . S2CID 26499504 .
- ^ Кинг М.Дж., Авент Н.Д., Мэллинсон Г., Рид М.Е. (1992). «Точечная мутация в гене гликофорина С приводит к экспрессии антигена группы крови Dha». Вокс Санг . 63 (1): 56–8. дои : 10.1111/j.1423-0410.1992.tb01220.x . ПМИД 1413665 . S2CID 45976298 .
- ^ Весенняя ФА (1991). «Иммунохимическая характеристика низкочастотного антигена Dha». Вокс Санг . 61 (1): 65–8. дои : 10.1111/j.1423-0410.1991.tb00930.x . ПМИД 1719701 . S2CID 41131443 .
- ^ Рид М.Э., Моуби В., Кинг М.Дж., Систонен П. (1994). «Дупликация экзона 3 в гене гликофорина C приводит к образованию антигена группы крови Lsa». Переливание . 34 (11): 966–9. дои : 10.1046/j.1537-2995.1994.341195065034.x . ПМИД 7526492 . S2CID 8493013 .
- ^ Корнстад Л., Грин К.А., Систонен П., Дэниелс Г.Л. (2020). «Доказательства того, что редко встречающиеся антигены эритроцитов Rla и Lsa идентичны» . Иммуногематология . 12 (1): 8–10. doi : 10.21307/иммуногематология-2019-738 . ПМИД 15387754 . S2CID 256786 .
- ^ Фурухельм У., Неванлинна Х.Р., Гэвин Дж., Сэнгер Р. (декабрь 1972 г.). «Редкий антиген группы крови Ан а (Ахонен)» . Журнал медицинской генетики . 9 (4): 385–91. дои : 10.1136/jmg.9.4.385 . ПМК 1469079 . ПМИД 4646544 .
- ^ Утикава М., Цунэяма Х., Онодера Т., Мурата С., Джуджи Т. (декабрь 1997 г.). «Новый высокомолекулярный вариант гликофорина С с дупликацией экзона 2 в гене гликофорина С». Трансфус Мед . 7 (4): 305–9. дои : 10.1046/j.1365-3148.1997.d01-36.x . ПМИД 9510930 . S2CID 38211502 .
- ^ Чжан JB, Ли XH, Нин Ф, Го XS (январь 2009 г.). «[Связь между экспрессией генов GYPC и TRIP3 и прогнозом острого лимфобластного лейкоза у детей]». Чжунго Данг Дай Эр Кэ За Чжи (на китайском языке). 11 (1): 29–32. ПМИД 19149918 .
- ^ Майер А.Г., Дурайсинг М.Т., Ридер Дж.К., Патель С.С., Казура Дж.В., Циммерман П.А., Коуман А.Ф. (январь 2003 г.). « Инвазия эритроцитов Plasmodium falciparum через гликофорин С и селекция на негативность Гербиха в человеческих популяциях» . Нат. Мед . 9 (1): 87–92. дои : 10.1038/nm807 . ПМЦ 3728825 . ПМИД 12469115 .
- ^ Пасвол Дж., Юнгери М., Weatherall DJ, Парсонс С.Ф., Ансти DJ, Таннер MJ (октябрь 1982 г.). «Гликофорин как возможный рецептор Plasmodium falciparum». Ланцет . 2 (8305): 947–50. дои : 10.1016/S0140-6736(82)90157-X . ПМИД 6127459 . S2CID 44681748 .
- ^ Серджантсон С.В. (март 1989 г.). «Селективное преимущество Гербих-отрицательного фенотипа в малярийных районах Папуа-Новой Гвинеи». PNG Мед Дж . 32 (1): 5–9. ПМИД 2750321 .
- ^ Охяма К., Эндо Т., Окума С., Ямакава Т. (май 1993 г.). «Выделение и рецепторная активность гликофоринов B, C и D в отношении рецепторов вируса гриппа из мембран эритроцитов человека». Биохим. Биофиз. Акта . 1148 (1): 133–8. дои : 10.1016/0005-2736(93)90170-5 . ПМИД 8499461 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Мембрана эритроцитов
- GYPC+белок+человек Национальной медицинской библиотеки США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)