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

COL17A1
Identifikátory
AliasyCOL17A1, BA16H23.2, BP180, BPA-2, BPAG2, LAD-1, ERED, kolagen typu XVII alfa 1, řetězec kolagenu typu XVII alfa 1
Externí IDOMIM: 113811 HomoloGene: 133558 Genové karty: COL17A1
Umístění genu (člověk)
Chromozom 10 (lidský)
Chr.Chromozom 10 (lidský)[1]
Chromozom 10 (lidský)
Genomic location for COL17A1
Genomic location for COL17A1
Kapela10q25.1Start104,031,286 bp[1]
Konec104,085,880 bp[1]
Exprese RNA vzor
PBB GE COL17A1 204636 at fs.png
Další údaje o referenčních výrazech
Ortology
DruhČlověkMyš
Entrez

1308

n / a

Ensembl

ENSG00000065618

n / a

UniProt

Q9UMD9

n / a

RefSeq (mRNA)

NM_130778
NM_000494

n / a

RefSeq (protein)

NP_000485

n / a

Místo (UCSC)Chr 10: 104,03 - 104,09 Mbn / a
PubMed Vyhledávání[2]n / a
Wikidata
Zobrazit / upravit člověka

Kolagen XVII, dříve volané BP180, je transmembránový protein, který hraje rozhodující roli při udržování vazby mezi intracelulárními a extracelulárními strukturálními prvky podílejícími se na epidermální adhezi, které identifikovali Diaz a kolegové v roce 1990.[3][4]

COL17A1 je oficiální název genu. Kóduje alfa řetězec kolagenu typu XVII. Kolagen XVII je podobný transmembránovému proteinu kolagen XIII, XXIII a XXV. Kolagen XVII je strukturní složkou hemidesmosomů, multiproteinových komplexů v zóně dermální a epidermální bazální membrány, které zprostředkovávají adhezi keratinocytů k podkladové membráně. Rovněž se zdá, že je klíčovým proteinem při udržování integrity rohovka epitel.[5] Mutace v tomto genu jsou spojeny jak s generalizovanou atrofickou benigní, tak s junkční epidermolysis bullosa,[6] stejně jako opakující se eroze rohovky a exprese tohoto genu je u různých druhů rakoviny abnormální.[7] Existují dvě homotrimerní formy kolagenu typu XVII. Celá forma je transmembránový protein. Rozpustná forma, označovaná jako ektodoména nebo LAD-1, je generována proteolytickým zpracováním celé délky formy.[8]

Struktura

Kolagen XVII je homotrimer tří řetězců alfa1 (XVII) [9] a transmembránový protein v orientaci typu II. Každý 180 kD řetězec obsahuje globulární intracelulární doménu přibližně 70 kDa, která interaguje s beta4-integrin, plektin a BP230 [10][11] a je nezbytný pro stabilní připevnění hemidesmosomy na keratin mezilehlá vlákna. Velká C-koncová ektodoména s molekulovou hmotností přibližně 120 kDa sestává z 15 kolagenních subdomén, charakterizovaných typickými kolagenními G-X-Y opakovanými sekvencemi, lemovanými 16 krátkými nekolagenními úseky. Celková struktura ektodomény je pružná, tyčovitá trojitá šroubovice [12][13] s výraznou tepelnou stabilitou.[14][15] Membránová proximální část ektodomény, v rámci aminokyselin 506-519, je zodpovědná za vazbu na integrin alfa 6, tato vazba se zdá být důležitá pro integraci kolagenu XVII do hemidesmosomů (citace nutná). Největší kolagenní doména, Col15, která obsahuje 232 aminokyselin (aminokyseliny 567-808), významně přispívá ke stabilitě homotrimeru kolagenu XVII. C-konec kolagenu XVII se váže na laminin 5 a správná integrace lamininu 5 do matrice vyžaduje kolagen XVII.

Patologie

Mutace v lidském genu kolagenu XVII, COL17A1 vést k nepřítomnosti nebo strukturálním změnám a mutacím kolagenu XVII.[16] Mezi funkční důsledky patří snížená přilnavost k pokožce a tvorba puchýřů na pokožce v reakci na minimální smykové síly. Porucha způsobená bialelickými mutacemi COL17A1 a nazývá se junkční epidermolysis bullosa, autozomálně recesivní kožní onemocnění s proměnlivými klinickými fenotypy. Morfologické charakteristiky junkční epidermolysis bullosa jsou rudimentární hemidesmosomy a subepidermální separace tkání. Mezi klinické znaky patří kromě puchýřů a eroze kůže a sliznic také dystrofie nehtů, ztráta vlasů a zubní anomálie.

Kolagen XVII také hraje roli jako autoantigen v Bulózní pemfigoid (BP) a herpes gestationis (HG), oba získali subepiteliální puchýřkové poruchy.[17][18] Většina imunodominantních epitopů leží v doméně NC16A,[19] a vazba autoprotilátek narušuje adhezivní funkce kolagenu XVII a to (společně s procesy souvisejícími se záněty) vede k epidermální-dermální separaci a tvorbě puchýřů na kůži.[20]

Jiné mutace způsobují křehkost epitelu rohovky v oku, což vede k dominantnímu zdědění rekurentní dystrofie eroze rohovky (ERED). Sekvenování celého exomu nejprve identifikovalo heterozygotní mutaci (c.2816C> T, p.T939I), která se segregovala s ERED ve velkém švédském rodokmenu z doby před 200 lety.[21] Další synonymní mutace (c.3156C> T) bylo navrženo zavést kryptické donorové místo, což má za následek aberantní sestřih, teorie, která byla následně potvrzena v několika rodinách s ERED z různých zemí.[5][22]

Rakovina

Exprese genu COL17A1 je u různých druhů rakoviny abnormální.[7] Například bylo zjištěno abnormální u pěti typů rakoviny epitelu, včetně rakoviny prsu, rakoviny děložního čípku, rakoviny hlavy a krku a dvou typů rakoviny plic. Snížená exprese byla pozorována u rakoviny děložního čípku, zatímco zvýšená exprese byla pozorována u ostatních rakovin.[7]

Prolévání

Kolagen XVII je konstitutivně vylučován z povrchu keratinocytů v doméně NC16A pomocí TACE (TNF-alfa konvertující enzym), metaloproteinázy z rodiny ADAM.[23] Uvolňování závisí na lipidovém voru.[24] Kolagen XVII je extracelulárně fosforylován ekto-kaseinkinázou 2 v doméně NC16A, fosforylace negativně reguluje vylučování ektodomény.[25]

SPARC a osteogenesis imperfecta

Gen SPARC je zcela spojen s homozygotní mutace v kolagenu XVII, což zase způsobuje určitý typ osteogenesis imperfecta.[26][27]

Interakce

Bylo prokázáno, že kolagen typu XVII, alfa 1 komunikovat s Keratin 18,[28] Aktinin alfa 4,[29] Dystonin,[11][30] Aktinin, alfa 1,[29] CTNND1[31] a ITGB4.[32][33]

Viz také

Reference

  1. ^ A b C GRCh38: Vydání souboru 89: ENSG00000065618 - Ensembl, Květen 2017
  2. ^ „Human PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
  3. ^ Franzke, C. W .; Bruckner, P .; Bruckner-Tuderman, L. (2005). „Kolagenní transmembránové proteiny: nejnovější poznatky z biologie a patologie“. J. Biol. Chem. 280 (6): 4005–4008. doi:10,1074 / jbc.R400034200. PMID  15561712.
  4. ^ Diaz, LA; Ratrie, H; Saunders, W S; Futamura, S; Squiquera, HL; Anhalt, GJ; Giudice, G J (říjen 1990). „Izolace lidské epidermální cDNA odpovídající 180-kD autoantigenu rozpoznanému bulózním pemfigoidem a sérem herpes gestationis. Imunolokalizace tohoto proteinu do hemidesmosomu“. Journal of Clinical Investigation. 86 (4): 1088–1094. doi:10.1172 / JCI114812. ISSN  0021-9738. PMC  296836. PMID  1698819.
  5. ^ A b Oliver, V.F .; van Bysterveldt, K.A .; Cadzow, M .; et al. (2016). „Mutace měnící sestřih COL17A1 je převládající u zděděných rekurentních erozí rohovky“ (PDF). Oftalmologie. 123 (4): 709–722. doi:10.1016 / j.ophtha.2015.12.008. PMID  26786512.
  6. ^ Bardhan, Ajoy; Bruckner-Tuderman, Leena; Chapple, Iain L. C .; Dobře, Jo-Davide; Harper, Nataša; Má, Cristina; Magin, Thomas M .; Marinkovich, M. Peter; Marshall, John F .; McGrath, John A .; Mellerio, Jemima E. (2020-09-24). "Epidermolysis bullosa". Nature Reviews Disease Primers. 6 (1): 78. doi:10.1038 / s41572-020-0210-0. ISSN  2056-676X. PMID  32973163. S2CID  221861310.
  7. ^ A b C Thangavelu, P.U .; Krenács, T .; Dray, E .; Duijf, P.H.G. (2016), „U epiteliálních nádorů předpovídá methylace promotoru COL17A1 jeho misexpresi a zvýšenou invazi“, Klinická epigenetika, 8: 120, doi:10.1186 / s13148-016-0290-6, PMC  5116176, PMID  27891193
  8. ^ „Entrez Gene: COL17A1 kolagen, typ XVII, alfa 1“.
  9. ^ Hirako, Y .; Usukura, J .; Nishizawa, Y .; Owaribe, K. (1996). „Demonstrace molekulárního tvaru BP180, bulózního pemfigoidního antigenu 180 kDa a jeho potenciálu pro tvorbu trimeru“. J. Biol. Chem. 271 (23): 13739–13745. doi:10.1074 / jbc.271.23.13739. PMID  8662839.
  10. ^ Hopkinson, S. B .; Findlay, K .; Jones, J. C .; Jones, JC (1998). „Interakce BP180 (kolagen typu XVII) a alfa 6 integrinu je nezbytná pro stabilizaci struktury hemidesmosomu.“ J. Invest. Dermatol. 111 (6): 1015–1022. doi:10.1046 / j.1523-1747.1998.00452.x. PMID  9856810.
  11. ^ A b Hopkinson, SB; Jones J C (leden 2000). „N-konec transmembránového proteinu BP180 interaguje s N-koncovou doménou BP230, čímž zprostředkuje ukotvení keratinového cytoskeletu na povrch buňky v místě hemidesmosomu.“. Mol. Biol. Buňka. 11 (1): 277–86. doi:10,1091 / mbc.11.1.277. ISSN  1059-1524. PMC  14774. PMID  10637308.
  12. ^ Hirako, Y .; Usukura, J .; Nishizawa, Y .; Owaribe, K. (1996). „Demonstrace molekulárního tvaru BP180, bulózního pemfigoidního antigenu 180 kDa a jeho potenciálu pro tvorbu trimeru“. J. Biol. Chem. 271 (23): 13739–13745. doi:10.1074 / jbc.271.23.13739. PMID  8662839.
  13. ^ Hirako, Y .; Usukura, J .; Uematsu, J .; Hashimoto, T .; Kitajima, Y .; Owaribe, K. (1998). „Štěpením BP180, bulózního pemfigoidního antigenu 180 kDa, se získá 120 kDa kolagenní extracelulární polypeptid“. J. Biol. Chem. 273 (16): 9711–9717. doi:10.1074 / jbc.273.16.9711. PMID  9545306.
  14. ^ Schacke, H .; Schumann, H .; Hammami-Hauasli, N .; Raghunath, M .; Bruckner-Tuderman, L. (1998). „Dvě formy kolagenu XVII v keratinocytech. Transmembránový protein plné délky a rozpustná ektodoména“. J. Biol. Chem. 273 (40): 25937–25943. doi:10.1074 / jbc.273.40.25937. PMID  9748270.
  15. ^ Areida, S.K .; Reinhardt, D. P .; Muller, P. K .; Fietzek, P. P .; Kowitz, J .; Marinkovich, M. P .; Notbohm, H. (2001). „Vlastnosti ektodomény kolagenu typu XVII. Důkazy o skládání trojité šroubovice od N do C“. J. Biol. Chem. 276 (2): 1594–1601. doi:10,1074 / jbc.M008709200. PMID  11042218.
  16. ^ Zillikens, D .; Giudice, G. J. (1999). „Kolagen BP180 / typ XVII: jeho role v získaných a dědičných poruchách nebo v dermální a epidermální křižovatce“. Oblouk. Dermatol. Res. 291 (4): 187–194. doi:10,1007 / s004030050392. PMID  10335914. S2CID  27592712.
  17. ^ Zillikens, D. (1999). "Získané kožní onemocnění hemidesmosomů". J. Dermatol. Sci. 20 (2): 134–154. doi:10.1016 / S0923-1811 (99) 00019-5. PMID  10379705.
  18. ^ Diaz, L. A .; Ratrie, H .; Saunders, W. S .; Futamura, S .; Squiquera, H.L .; Anhalt, G. J .; Giudice, G. J. (říjen 1990). „Izolace lidské epidermální cDNA odpovídající 180-kD autoantigenu rozpoznanému bulózním pemfigoidem a sérem herpes gestationis. Imunolokalizace tohoto proteinu do hemidesmosomu“. The Journal of Clinical Investigation. 86 (4): 1088–1094. doi:10.1172 / JCI114812. ISSN  0021-9738. PMC  296836. PMID  1698819.
  19. ^ Giudice, G. J .; Emery, D. J .; Zelickson, B. D .; Anhalt, G. J .; Liu, Z .; Diaz, L. A. (1993-11-15). „Bulózní pemfigoid a autoprotilátky proti herpes gestationis rozpoznávají běžné nekolagenní místo na ektodoméně BP180“. Journal of Immunology. 151 (10): 5742–5750. ISSN  0022-1767. PMID  8228259.
  20. ^ Liu, Z .; Diaz, L. A .; Troy, J. L .; Taylor, A. F .; Emery, D. J .; Fairley, J. A .; Giudice, G. J. (listopad 1993). „Pasivní model přenosu orgánově specifického autoimunitního onemocnění, bulózního pemfigoidu, využívající protilátky generované proti hemidesmosomálnímu antigenu, BP180“. The Journal of Clinical Investigation. 92 (5): 2480–2488. doi:10,1172 / JCI116856. ISSN  0021-9738. PMC  288433. PMID  7693763.
  21. ^ Jonsson, F .; Byström, B .; Davidson, A.E .; et al. (2015). "Mutace v kolagenu, typ XVII, alfa 1 (COL17A1) způsobují epiteliální rekurentní erozní dystrofii (ERED)". Hučení. Mutat. 36 (4): 463–473. doi:10,1002 / humu.22764. PMID  25676728. S2CID  13562400.
  22. ^ Lin, B: R .; Le, D.J .; Chem, Y .; et al. (2016). „Sekvenování a analýza segregace celého exomu potvrzuje, že mutace v COL17A1 je příčinou epiteliální rekurentní erozní dystrofie ve velkém dominantním rodokmenu dříve mapovaném na chromozom 10q23-q24“. PLOS ONE. 11 (6): e0157418. Bibcode:2016PLoSO..1157418L. doi:10.1371 / journal.pone.0157418. PMC  4911149. PMID  27309958.
  23. ^ Franzke, C. W .; Tasanen, K .; Borradori, L .; Huotari, V .; Bruckner-Tuderman, L. (2004). „Uvolňování kolagenu XVII / BP180: strukturní motivy ovlivňují štěpení z buněčného povrchu“. J. Biol. Chem. 279 (23): 24521–24529. doi:10,1074 / jbc.M308835200. PMID  15047704.
  24. ^ EP Zimina, Bruckner-Tuderman L, Franzke C (2005). „Uvolňování ektodomény kolagenu XVII závisí na mikroprostředí plazmatické membrány“. J Biol Chem. 280 (40): 34019–24. doi:10,1074 / jbc.M503751200. PMID  16020548.
  25. ^ Zimina EP, Fritsch A, Schermer B, Bakulina AY, Bashkurov M, Benzing T, Bruckner-Tuderman L (2007). „Extracelulární fosforylace kolagenu XVII ekto-kasein kinázou 2 inhibuje vylučování ektodomény“. J Biol Chem. 282 (31): 22737–46. doi:10,1074 / jbc.M701937200. PMID  17545155.
  26. ^ Reference, Genetics Home. "Gen SPARC". Genetická domácí reference.
  27. ^ „OMIM Entry - # 616507 - OSTEOGENESIS IMPERFECTA, TYP XVII; OI17“. omim.org.
  28. ^ Aho, S; Uitto J (březen 1999). „Bulkující pemfigoidní antigen 180 kD / kolagen typu XVII: tkáňově specifická exprese a molekulární interakce s keratinem 18“. J. Cell. Biochem. 72 (3): 356–67. doi:10.1002 / (SICI) 1097-4644 (19990301) 72: 3 <356 :: AID-JCB5> 3.0.CO; 2-M. ISSN  0730-2312. PMID  10022517.
  29. ^ A b Gonzalez, AM; Otey C; Edlund M; Jones J C (prosinec 2001). "Interakce hemidesmosomové složky a členů rodiny aktininů". J. Cell Sci. 114 (Pt 23): 4197–206. ISSN  0021-9533. PMID  11739652.
  30. ^ Koster, leden; Geerts Dirk; Favre Bertrand; Borradori Luca; Sonnenberg Arnoud (leden 2003). „Analýza interakcí mezi BP180, BP230, plektinem a integrinem alfa6beta4 důležitým pro sestavení hemidesmosomu“. J. Cell Sci. 116 (Pt 2): 387–99. doi:10.1242 / jcs.00241. ISSN  0021-9533. PMID  12482924.
  31. ^ Aho, S; Rothenberger K; Uitto J (červen 1999). „Lidský p120ctn catenin: tkáňově specifická exprese izoforem a molekulární interakce s kolagenem BP180 / typ XVII“. J. Cell. Biochem. 73 (3): 390–9. doi:10.1002 / (SICI) 1097-4644 (19990601) 73: 3 <390 :: AID-JCB10> 3.0.CO; 2-1. ISSN  0730-2312. PMID  10321838.
  32. ^ Aho, S; Uitto J (únor 1998). „Přímá interakce mezi intracelulárními doménami bulózního pemfigoidního antigenu 2 (BP180) a integrinu beta 4, hemidesmosomálních složek bazálních keratinocytů“. Biochem. Biophys. Res. Commun. 243 (3): 694–9. doi:10.1006 / bbrc.1998.8162. ISSN  0006-291X. PMID  9500991.
  33. ^ Schaapveld, R Q; Borradori L; Geerts D; van Leusden MR; Kuikman I; Nievers M G; Niessen CM; Steenbergen RD; Snijders P J; Sonnenberg A (červenec 1998). „Tvorba hemidesmosomů je iniciována podjednotkou integrinu beta4, vyžaduje komplexní tvorbu beta4 a HD1 / plektin a zahrnuje přímou interakci mezi beta4 a bulózním pemfigoidním antigenem 180“. J. Cell Biol. 142 (1): 271–84. doi:10.1083 / jcb.142.1.271. ISSN  0021-9525. PMC  2133016. PMID  9660880.

Další čtení