Kolagen, typ I, alfa 1 - Collagen, type I, alpha 1

COL1A1
Dostupné struktury
PDB	Hledání ortologu: PDBe RCSB
Seznam id kódů PDB
	3GXE, 1Q7D, 2LLP, 3EJH
Identifikátory
Aliasy	COL1A1, EDSC, OI1, OI2, OI3, OI4, kolagen typu I alfa 1, kolagen typu I alfa 1 řetězec, EDSARTH1, CAFYD
Externí ID	OMIM: 120150 MGI: 88467 HomoloGene: 73874 Genové karty: COL1A1
Umístění genu (člověk)
Chr.	Chromozom 17 (lidský)
Konec	50,201,632 bp
Umístění genu (myš)
Chr.	Chromozom 11 (myš)
Konec	94,953,042 bp
Exprese RNA vzor
	; ; ; ;
	Další údaje o referenčních výrazech
Genová ontologie
Molekulární funkce	• vazba kovových iontů; • identická vazba na protein; • vazba růstového faktoru odvozeného z krevních destiček; • strukturní složka extracelulární matrice; • GO: 0001948 vazba na proteiny; • vazba proteázy; • strukturní složka extracelulární matrice udělující pevnost v tahu;
Buněčná složka	• lumen endoplazmatického retikula; • cytoplazma; • Golgiho aparát; • endoplazmatické retikulum; • kolagen; • sekreční granule; • extracelulární matrix; • extracelulární; • ořezávač kolagenu typu I.; • extracelulární oblast; • extracelulární matrix obsahující kolagen;
Biologický proces	• buněčná odpověď na faktor nekrózy nádoru; • srážení krve; • erupce zubu; • reakce na mechanický podnět; • reakce na kortikosteroidy; • negativní regulace adheze buněk k substrátu; • reakce na steroidní hormon; • organizace extracelulární matice; • diferenciace osteoblastů; • organizace kolagenových vláken; • morfogeneze kůže; • tvorba kostní trabekuly; • hojení ran; • vývoj kůže; • intramembranózní osifikace; • pozitivní regulace buněčné migrace; • mineralizace zubů; • buněčná odpověď na stimul epidermálního růstového faktoru; • buněčná odpověď na stimul fibroblastového růstového faktoru; • odpověď na estradiol; • kolagenový katabolický proces; • reakce na cAMP; • buněčná odpověď na vitamin E.; • reakce na fluorid; • vývoj chrupavky zapojený do morfogeneze endochondrálních kostí; • smyslové vnímání zvuku; • reakce na peptidový hormon; • buněčná odpověď na kyselinu retinovou; • buněčná odpověď na stimul transformujícího růstového faktoru beta; • regulace imunitní odpovědi; • buněčná odpověď na fluorid; • pozitivní regulace transkripce, chráněná DNA; • migrace leukocytů; • proces biosyntézy kolagenu; • heterotrimerizace bílkovin; • buněčná odpověď na stimul aminokyselin; • endochondrální osifikace; • reakce na hyperoxii; • čelit morfogenezi; • transport bílkovin; • reakce na živiny; • reakce na drogu; • aktivace krevních destiček; • Vizuální vnímání; • pozitivní regulace přechodu z epitelu na mezenchym; • reakce na peroxid vodíku; • vývoj embryonálního kostního systému; • morfogeneze kosterního systému; • zkostnatění; • reakce na hladinu živin; • pozitivní regulace kanonické signální dráhy Wnt; • lokalizace proteinu do jádra; • buněčná odpověď na mechanické podněty; • vývoj kosterního systému; • vývoj krevních cév; • signální dráha receptoru tyrosinkinázy aktivovaná kolagenem;
	Zdroje:Amigo / QuickGO
Ortology
	1277
	12842
	ENSG00000108821
	ENSMUSG00000001506
	P02452
	P11087
	NM_000088
	NM_007742
	NP_000079
	NP_031768
	Wikidata
Zobrazit / upravit člověka	Zobrazit / upravit myš

Kolagen, typ I, alfa 1, také známý jako alfa-1 kolagen typu I, je protein že u lidí je kódován COL1A1 gen. COL1A1 kóduje hlavní složku kolagen typu I., fibrilární kolagen nalezené ve většině pojivové tkáně, počítaje v to chrupavka.

Funkce

Kolagen je protein, který posiluje a podporuje mnoho tkání v těle, včetně chrupavka, kost, šlacha, kůže a bílá část oko (bělmo ). Gen COL1A1 produkuje složku kolagen typu I., nazývaný pro-alfa1 (I) řetězec. Tento řetězec se kombinuje s dalším řetězcem pro-alfa1 (I) a také s řetězcem pro-alfa2 (I) (produkovaný COL1A2 gen) k výrobě molekuly prokolagenu typu I. Tyto trojvláknové lano podobné molekuly prokolagenu musí být zpracovány enzymy mimo buňku. Jakmile jsou tyto molekuly zpracovány, uspořádají se do dlouhých tenkých fibril, které se navzájem zesíťují v prostorech kolem buněk. Zesíťování vede k tvorbě velmi silných zralých kolagenových vláken typu I. Kolagenní funkce zahrnuje tuhost a pružnost.

Gen

Gen COL1A1 se nachází na dlouhém (q) rameni chromozom 17 mezi pozicemi 21.3 a 22.1, z základní pár 50 183 289 na základní pár 50 201 162.

Klinický význam

Mutace v genu COL1A1 jsou spojeny s následujícími stavy:

Ehlers-Danlosův syndrom, vaskulární typ Ve vzácných případech jsou specifické heterozygotní substituční mutace arginin-cystein v COL1A1, které jsou také spojeny s vaskulární křehkostí a napodobují COL3A1-vEDS
Ehlers-Danlosův syndrom, arthrochalasia typ je způsoben mutacemi v genu COL1A1. Mutace v genu COL1A1, které způsobují tuto poruchu, dávají buňce pokyn, aby vynechala část řetězce pro-alfa1 (I), která obsahuje segment používaný k připojení jedné molekuly k druhé. Pokud tato část proteinu chybí, je narušena struktura kolagenu typu I. Tkáně, které jsou bohaté na kolagen typu I, jako je kůže, kosti a šlachy, jsou touto změnou ovlivněny. Ehlers-Danlos typu IV se nejvíce připisuje abnormalitám v retikulárních vláknech (kolagen typu III).
Ehlers-Danlosův syndrom, klasický typ: Ve vzácných případech bylo prokázáno, že mutace v genu COL1A1 způsobuje klasický typ Ehlers-Danlosova syndromu. Tato mutace nahrazuje aminokyselinu cystein aminokyselinou argininem v poloze 134 v proteinu vytvořeném genem. (Mutaci lze také zapsat jako Arg134Cys.) Změněný protein abnormálně interaguje s jinými proteiny vytvářejícími kolagen, narušuje strukturu kolagenových fibril typu I a zachycuje kolagen v buňce. Vědci se domnívají, že tyto změny v kolagenu způsobují známky a příznaky poruchy. Ehlers-Danlos typu IV se nejvíce připisuje abnormalitám v retikulárních vláknech (kolagen typu III). Bez hydroxylace lysinu pomocí enzymu lysylhydroxylázy nemůže vzniknout konečná kolagenová struktura.
Osteogenesis imperfecta, typ I: Osteogenesis imperfecta je nejčastější porucha způsobená mutacemi v tomto genu. Mutace, které inaktivují jednu ze dvou kopií genu COL1A1, způsobují osteogenesis imperfecta typu I. Mutovaná kopie genu neprodukuje žádné pro-alfa1 (I) kolagenové řetězce. Protože pouze jedna kopie genu směruje buňku k tvorbě pro-alfa1 (I) řetězců, buňky lidí s touto poruchou tvoří pouze polovinu normálního množství kolagenu typu I, což má za následek křehkost kostí a další příznaky.
Osteogenesis imperfecta, typ II: Mnoho různých typů mutací v genu COL1A1 může způsobit osteogenesis imperfecta typu II. Tyto mutace sahají od chybějících částí genu COL1A1 po aminokyselinové substituce, při nichž je aminokyselinový glycin nahrazen jinou aminokyselinou v řetězci proteinu. Někdy je jeden konec genu (nazývaný C-konec) pozměněn, což narušuje asociaci proteinových řetězců. Všechny tyto změny zabraňují normální produkci zralého kolagenu typu I, což má za následek tento závažný stav, osteogenesis imperfecta typu II.
Osteogenesis imperfecta, typ III: Mutace v genu COL1A1 mohou mít za následek produkci proteinu, kterému chybí segmenty, což ho činí nepoužitelným pro produkci kolagenu. Jiné mutace způsobují, že aminokyselina glycin je nahrazena jinou aminokyselinou v pro-alfa1 (I) řetězci, což inhibuje základní interakci mezi proteinovými řetězci. Produkce kolagenu typu I je inhibována neschopností změněných řetězců prokolagenu asociovat a tvořit trojvláknovou strukturu podobnou zralému kolagenu. Tyto změny negativně ovlivňují tkáně bohaté na kolagen typu I, jako je kůže, kosti, zuby a šlachy, což vede ke známkám a příznakům typu III osteogenesis imperfecta.
Osteogenesis imperfecta, typ IV: Několik různých typů mutací v genu COL1A1 způsobuje osteogenesis imperfecta typu IV. Tyto mutace mohou zahrnovat chybějící části genu COL1A1 nebo změny v párech bází (stavební kameny DNA). Tyto genové změny vedou k proteinu, který postrádá segmenty nebo má aminokyselinové substituce; konkrétně je aminokyselina glycin nahrazena jinou aminokyselinou. Všechny tyto změny interferují s tvorbou zralé molekuly trojřetězcového kolagenu a zabraňují produkci zralého kolagenu typu I, což vede k osteogenesis imperfecta typu IV.
Osteoporóza: Osteoporóza je stav, díky kterému jsou kosti postupně křehčí a náchylnější k zlomeninám. Zvláštní variace (polymorfismus ) v genu COL1A1 zvyšuje riziko vývoje osteoporóza. Specifická variace na Sp1 vazebné místo je spojeno se zvýšeným rizikem nízké kostní hmoty a obratlů zlomenina, kvůli změnám, protein COL1A1 produkovaný z jedné kopie genu. Několik studií ukázalo, že ženy s touto konkrétní genetickou variací v místě Sp1 mají větší pravděpodobnost známek osteoporózy než ženy bez této variace.
Předispozice k kýly.^[5]
Předispozice k degenerativní onemocnění disku, a výhřez disku.^[6]

Reference

^ ^A ^b ^C GRCh38: Vydání souboru 89: ENSG00000108821 - Ensembl, Květen 2017
^ ^A ^b ^C GRCm38: Vydání souboru 89: ENSMUSG00000001506 - Ensembl, Květen 2017
^ „Human PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
^ „Myš PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
^ Sezer, S .; Şimşek, N .; Celik, H. T .; Erden, G .; Ozturk, G .; Düzgün, A. P .; Çoşkun, F .; Demircan, K. (2014). "Sdružení polymorfismu genu alfa 1 genu typu 1 s tříselnou kýlou - PubMed". Hernia: The Journal of Hernias and Abdominal Wall Surgery. 18 (4): 507–12. doi:10.1007 / s10029-013-1147-r. PMID 23925543. S2CID 22999363.
^ Kawaguchi, Y. (2018). "Genetické pozadí degenerativního onemocnění disku v bederní páteři". Chirurgie páteře a související výzkum. 2 (2): 98–112. doi:10.22603 / ssrr.2017-0007. PMC 6698496. PMID 31440655.

Další čtení

Alvarez-Hernandez D, Naves M, Diaz-Lopez JB, Gomez C, Santamaria I, Cannata-Andia JB (2003). „Vliv polymorfismů v genech VDR a COLIA1 na riziko osteoporotických zlomenin u starších mužů“. Kidney Int Suppl. 63 (85): S14–8. doi:10.1046 / j.1523-1755.63.s85.5.x. PMID 12753258.
Bou-Gharios G, Ponticos M, Rajkumar V, Abraham D (2004). "Extracelulární matrice ve vaskulárních sítích". Cell Prolif. 37 (3): 207–20. doi:10.1111 / j.1365-2184.2004.00306.x. PMC 6496925. PMID 15144498.
Chamberlain JR, Schwarze U, Wang PR, Hirata RK, Hankenson KD, Pace JM, Underwood RA, Song KM, Sussman M, Byers PH, Russell DW (2004). "Genové cílení v kmenových buňkách od jedinců s osteogenesis imperfecta". Věda. 303 (5661): 1198–201. doi:10.1126 / science.1088757. PMID 14976317. S2CID 13212242.
Forlino A, Marini JC (2000). „Osteogenesis imperfecta: vyhlídky na molekulární terapeutika“. Mol Genet Metab. 71 (1–2): 225–32. doi:10,1006 / mgme. 2000,3039. PMID 11001814.
Karsenty G, Park RW (1995). "Regulace exprese kolagenových genů typu I". Int Rev Immunol. 12 (2–4): 177–85. doi:10.3109/08830189509056711. PMID 7650420.
Grant SF, Reid DM, Blake G, Herd R, Fogelman I, Ralston SH (1996). „Snížená hustota kostí a osteoporóza spojená s polymorfním vazebným místem Sp1 v genu kolagenu typu I alfa 1“. Nat. Genet. 14 (2): 203–05. doi:10.1038 / ng1096-203. PMID 8841196. S2CID 20896127.
Keen RW, Woodford-Richens KL, Grant SF, Ralston SH, Lanchbury JS, Spector TD (1999). „Sdružení polymorfismu na lokusu kolagenu typu I (COL1A1) se sníženou minerální hustotou kostí, zvýšeným rizikem zlomenin a zvýšeným obratem kolagenu“. Artritida Rheum. 42 (2): 285–90. doi:10.1002 / 1529-0131 (199902) 42: 2 <285 :: AID-ANR10> 3.0.CO; 2-3. PMID 10025922.
Kocher MS, Shapiro F (1998). „Osteogenesis imperfecta“. J Am Acad Orthop Surg. 6 (4): 225–36. doi:10.5435/00124635-199807000-00004. PMID 9682085.
Mann V, Ralston SH (2003). "Metaanalýza polymorfismu COL1A1 Sp1 ve vztahu k kostní minerální hustotě a osteoporotické zlomenině". Kost. 32 (6): 711–7. doi:10.1016 / S8756-3282 (03) 00087-5. PMID 12810179.
Nuytinck L, Freund M, Lagae L, Pierard GE, Hermanns-Le T, De Paepe A (2000). „Klasický Ehlers-Danlosův syndrom způsobený mutací kolagenu typu I“. Jsem J Hum Genet. 66 (4): 1398–402. doi:10.1086/302859. PMC 1288203. PMID 10739762.
Persikov AV, Pillitteri RJ, Amin P, Schwarze U, Byers PH, Brodsky B (2004). "Předpětí související se stabilitou ve zbytcích nahrazujících glyciny v kolagenové trojité šroubovici (Gly-Xaa-Yaa) u dědičných poruch pojivové tkáně". Hum Mutat. 24 (4): 330–7. doi:10.1002 / humu.20091. PMID 15365990. S2CID 34854398.
Ralston SH (2002). „Genetická kontrola náchylnosti k osteoporóze“. J Clin Endocrinol Metab. 87 (6): 2460–6. doi:10.1210 / jc.87.6.2460. PMID 12050200.
Byers PH, Wallis GA, Willing MC (1991). "Osteogenesis imperfecta: translace mutace na fenotyp". J. Med. Genet. 28 (7): 433–42. doi:10,1136 / jmg.28.7.433. PMC 1016951. PMID 1895312.
Kuivaniemi H, Tromp G, Prockop DJ (1991). „Mutace v kolagenových genech: příčiny vzácných a některých běžných onemocnění u lidí“. FASEB J.. 5 (7): 2052–60. doi:10.1096 / fasebj.5.7.2010058. PMID 2010058. S2CID 24461341.
Kuivaniemi H, Tromp G, Prockop DJ (1997). „Mutace ve fibrilárních kolagenech (typy I, II, III a XI), s fibrilem souvisejícím kolagenem (typ IX) a síťotvorným kolagenem (typ X) způsobují spektrum onemocnění kostí, chrupavek a krevních cév.“ Hučení. Mutat. 9 (4): 300–15. doi:10.1002 / (SICI) 1098-1004 (1997) 9: 4 <300 :: AID-HUMU2> 3.0.CO; 2-9. PMID 9101290.
Rossert J, Terraz C, Dupont S (2001). "Regulace exprese kolagenových genů typu I". Nephrol. Vytočit. Transplantace. 15 Sup 6: 66–8. doi:10.1093 / ndt / 15.suppl_6.66. PMID 11143996.

externí odkazy

GeneReviews / NCBI / NIH / UW vstup na Osteogenesis Imperfecta
Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM): 120150
EntrezGene 1277
COL1A1 GeneCard
Databáze lidských mutací kolagenu typu I a typu III
Přehled všech strukturálních informací dostupných v PDB pro UniProt: P02452 (Kolagen alfa-1 (I) řetězec) na PDBe-KB.

[refGRCh38Ensembl-1] A ^b ^C GRCh38: Vydání souboru 89: ENSG00000108821 - Ensembl, Květen 2017

[refGRCm38Ensembl-2] A ^b ^C GRCm38: Vydání souboru 89: ENSMUSG00000001506 - Ensembl, Květen 2017

[3] „Human PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.

[4] „Myš PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.

[urlAssociation_of_collagen_type_I_alpha_1_gene_polymorphism_with_inguinal_hernia_-_PubMed-5] Sezer, S .; Şimşek, N .; Celik, H. T .; Erden, G .; Ozturk, G .; Düzgün, A. P .; Çoşkun, F .; Demircan, K. (2014). "Sdružení polymorfismu genu alfa 1 genu typu 1 s tříselnou kýlou - PubMed". Hernia: The Journal of Hernias and Abdominal Wall Surgery. 18 (4): 507–12. doi:10.1007 / s10029-013-1147-r. PMID 23925543. S2CID 22999363.

[urlGenetic_background_of_degenerative_disc_disease_in_the_lumbar_spine-6] Kawaguchi, Y. (2018). "Genetické pozadí degenerativního onemocnění disku v bederní páteři". Chirurgie páteře a související výzkum. 2 (2): 98–112. doi:10.22603 / ssrr.2017-0007. PMC 6698496. PMID 31440655.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]