ENPP7 - ENPP7

ENPP7
Identifikátory
AliasyENPP7, ALK-SMáza, E-NPP 7, NPP-7, NPP7, ektonukleotid pyrofosfatáza / fosfodiesteráza 7
Externí IDOMIM: 616997 MGI: 3027917 HomoloGene: 110852 Genové karty: ENPP7
Umístění genu (člověk)
Chromozom 17 (lidský)
Chr.Chromozom 17 (lidský)[1]
Chromozom 17 (lidský)
Genomic location for ENPP7
Genomic location for ENPP7
Kapela17q25.3Start79,730,943 bp[1]
Konec79,742,219 bp[1]
Ortology
DruhČlověkMyš
Entrez

339221

238011

Ensembl

ENSG00000182156

ENSMUSG00000046697

UniProt

Q6UWV6

n / a

RefSeq (mRNA)

NM_178543

NM_001030291
NM_001359574

RefSeq (protein)

NP_848638

n / a

Místo (UCSC)Chr 17: 79,73 - 79,74 MbChr 11: 118,99 - 118,99 Mb
PubMed Vyhledávání[3][4]
Wikidata
Zobrazit / upravit člověkaZobrazit / upravit myš

Člen rodiny ektonukleotid pyrofosfatázy / fosfodiesterázy 7 (E-NPP 7) také známý jako alkalická sfingomyelin fosfodiesteráza (Alk-SMase) nebo intestinální alkalická sfingomyelináza je enzym že u lidí je kódován ENPP7 gen.[5][6]

Dějiny

ENPP7 je nový název pro starý enzym, jehož aktivita byla původně identifikována v roce 1969 Nilssonem jako typ sfingomyelináza který hydrolyzuje sfingomyelin na ceramid ve střevním traktu.[7] Enzym byl poté purifikován a charakterizován Duan et al. a pojmenovaná alkalická sfingomyelináza (alk-SMáza), protože optimální pH enzymu bylo 9,0 a jeho hlavním substrátem je sfingomyelin.[8][9] Většina předchozích studií používala pro tento protein název alk-SMáza. Název ENPP7 byl vytvořen na základě výsledků klonovacích studií, které ukazují, že alk-SMáza nesdílí žádné strukturální podobnosti ani s kyselou, ani s neutrální SMázou, ale patří do rodiny ekto nukleotid pyrofosfatázy / fosfodiesterázy (ENPP).[5][10] Jako nový přírůstek do rodiny se proto nazývá ENPP7 nebo NPP7. 3D homologický model ENPP7 byl nedávno zkonstruován s použitím krystalové struktury člena NPP v bakteriích jako templátu.[11][12][nespolehlivý zdroj? ]

Distribuce tkání

Na rozdíl od ostatních členů ENPP se zdá, že ENPP7 je vyjádřen pouze v střevní sliznice v mnoha druzích a navíc v lidských játrech. Ve střevním traktu je aktivita ENPP7 nízká v duodenum a dvojtečka ale vysoko uprostřed jejunum.[13] Jako ektoenzym se ENPP7 nachází na povrchu střevní sliznice a je uvolňován v lumen žlučovou solí a pankreatickým trypsinem.[14][15] Enzym exprimovaný v lidských játrech se uvolňuje ve žluči a dodává se do střeva.

Aktivita ENPP7 závisí konkrétně na dvou typech primárních žlučových solí, taurocholát (TC) a taurochenodeoxycholát (TCDC) při kritické koncentrace micel.[16] Jiné čisticí prostředky, jako např CHAPS a Triton X-100 nemají žádné stimulační účinky, spíše inhibiční účinky, což naznačuje biologickou interakci mezi žlučovými solemi a enzymem. Na rozdíl od kyselých a neutrálních SMáz ve střevním traktu, které jsou rychle inaktivovány pankreatickým trypsinem,[13] alk-SMase je rezistentní na trávení trypsinem.[15] ENPP7 je tedy aktivní ve střevě lumen a je transportován střevním traktem. Ve stolici lze detekovat významnou aktivitu.

Substráty rodiny ENPP se velmi liší. Někteří mají aktivitu proti nukleotidy, někteří mají aktivitu proti fosfolipid a lysofosfolipidy.[17] ENPP7 je jediný enzym, který má určitý typ fosfolipáza C. aktivita proti sfingomyelin.

Fyziologické funkce a klinické důsledky

ENPP7 je klíčový enzym ve střevě, který tráví sfingomyelin. Sfingomyelin je lipidová složka buněčné membrány a dietní složka je obzvláště bohatá na mléko, sýry, vejce a maso.[18] K trávení sfingomyelinu dochází hlavně ve střední části tenkého střeva, kde je hojný výskyt ENPP7, což svědčí o úloze enzymu při trávení sfingomyelinem.[19] Nedávné studie na knock-out myších ENPP7 jasně ukázaly, že trávení sfingomyelinu a tvorba ceramidu je u myší s nedostatkem ENPP7 vážně ovlivněna. ENPP7 je plně vyvinut ve střevě před narozením,[20][21] což dává dítěti schopnost trávit sfingomyelin v mléce.

Denní příjem sfingomyelinu pro člověka se západní stravou je asi 300 mg. Za fyziologických podmínek lze strávit a vstřebat pouze část sfingomyelinu.[22] Předpokládá se, že toto omezení je způsobeno několika faktory přítomnými ve střevě, jako je cholesterol, fosfolipidy, tuky a vysoké koncentrace žlučových solí.[23] Je tedy pochopitelné, proč k trávení SM dochází nejúčinněji v dolní části tenkého střeva, kde byla absorbována nebo přijata většina tuku, fosfolipidů a žlučové soli. Je také pochopitelné, že značné množství dietního sfingomyelinu je dodáváno do tlustého střeva a vylučováno stolicí.[19][24][25]

ENPP7 může hrát důležitou roli v prevenci tumorigeneze ve střevním traktu ceramid, produkt hydrolýzy sfingomyelinu, může inhibovat buněčnou proliferaci a stimulovat buněčnou diferenciaci a apoptózu. Studie na zvířatech ukázaly, že doplněk SM nebo ceramidu ve stravě může inhibovat rozvoj rakoviny tlustého střeva.[26] Obzvláště zajímavé je, že aktivita ENPP7 je významně snížena u lidského kolorektálního adenomu a karcinomu, stejně jako ve stolici pacientů s rakovinou.[27][28][29] Pokles je způsoben expresí několika mutantních forem ENPP7, které postrádají exon 4, což vede k úplné inaktivaci enzymu, který se nachází v lidských buňkách rakoviny tlustého střeva a jater.[16][30][31]

kromě sfingomyelin „ENPP7 může také degradovat a deaktivovat faktor aktivující trombocyty (PAF), který je prozánětlivý, což naznačuje, že ENPP7 může také mít protizánětlivý účinky.[32] Ukázalo se, že rektální podávání rekombinantního ENPP7 se zlepšuje ulcerózní kolitida ve studii na zvířatech,[33] a pacienti s chronickou ulcerózní kolitidou jsou spojováni se sníženou aktivitou ENPP7.[34]

ENPP7 může také ovlivnit cholesterol vstřebávání. Ve střevním traktu současně vystupují cholesterol a sfingomyelin plazmatická membrána a v lipidové vezikuly, liposomy a micely. Tyto dvě molekuly tvoří stabilní komplex van der Waalsovy síly. Absorpci cholesterolu lze inhibovat suplementací sfingomyelinu ve stravě.[35] Mléčný sfingomyelin se zdá být účinnější než vaječný sfingomyelin, což naznačuje, že inhibice souvisí se stupněm nasycení a délkou sfingomyelinu.[36] Nedávné studie dále ukázaly, že tvorba ceramidu pomocí ENPP7 ve střevě zvyšuje inhibici cholesterolu vyvolanou sfingomyelinem,[37] což naznačuje regulační role ENPP7 v absorpci cholesterolu.

Nařízení

Expresi ENPP7 lze upravit dietními faktory. Dieta s vysokým obsahem tuku (53% energie) výrazně snižuje aktivity ENPP7 a enzymové bílkoviny ve střevní sliznici o 50%.[38] Na druhou stranu ve vodě rozpustná vláknina psyllium Bylo prokázáno, že zvyšuje jak aktivity, tak protein ENPP7 v tlustém střevě myší.[38] Sfingomyelin může také po dlouhodobém podávání zvýšit hladinu ENPP7.[39] Kromě, kyselina ursodeoxycholová a probiotikum VSL # 3 může stimulovat expresi ENPP7 ve střevě.[40][41]

Reference

  1. ^ A b C GRCh38: Vydání souboru 89: ENSG00000182156 - Ensembl, Květen 2017
  2. ^ A b C GRCm38: Vydání souboru 89: ENSMUSG00000046697 - 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.
  5. ^ A b Duan RD, Bergman T, Xu N, Wu J, Cheng Y, Duan J, Nelander S, Palmberg C, Nilsson A (září 2003). „Identifikace lidské intestinální alkalické sfingomyelinázy jako nového ektoenzymu příbuzného rodině nukleotid fosfodiesterázy“. J Biol Chem. 278 (40): 38528–36. doi:10,1074 / jbc.M305437200. PMID  12885774.
  6. ^ „Entrez Gene: ENPP7 ectonucleotide pyrophosphatase / phosphodiesterase 7".
  7. ^ Nilsson A (březen 1969). „Přítomnost enzymů štěpících sfingomyelin a ceramid v tenkém střevním traktu“. Biochim. Biophys. Acta. 176 (2): 339–47. doi:10.1016/0005-2760(69)90192-1. PMID  5775951.
  8. ^ Cheng Y, Nilsson A, Tömquist E, Duan RD (únor 2002). "Čištění, charakterizace a exprese krysí střevní alkalické sfingomyelinázy". J. Lipid Res. 43 (2): 316–24. PMID  11861674.
  9. ^ Duan RD, Cheng Y, Hansen G, Hertervig E, Liu JJ, Syk I, Sjostrom H, Nilsson A (červen 2003). „Čištění, lokalizace a exprese lidské intestinální alkalické sfingomyelinázy“. J. Lipid Res. 44 (6): 1241–50. doi:10.1194 / ml. M300037-JLR200. PMID  12671034.
  10. ^ Wu J, Cheng Y, Palmberg C, Bergman T, Nilsson A, Duan RD (únor 2005). „Klonování alkalické sfingomyelinázy ze střevní sliznice potkana a úprava hypotetického proteinu XP_221184 v GenBank“. Biochim. Biophys. Acta. 1687 (1–3): 94–102. doi:10.1016 / j.bbalip.2004.11.006. PMID  15708357.
  11. ^ Duan J, Wu J, Cheng Y, Duan RD (říjen 2010). "Pochopení molekulární aktivity alkalické sfingomyelinázy (NPP7) pomocí počítačového modelování". Biochemie. 49 (42): 9096–105. doi:10.1021 / bi101069u. PMID  20839774.
  12. ^ Suresh PS, Olubiyi O, Thirunavukkarasu C, Strodel B, Kumar MS (březen 2011). "Molekulární modelování lidské alkalické sfingomyelinázy". Bioinformace. 6 (2): 9096–105. doi:10.6026/97320630006078. PMC  3082857. PMID  21544170.
  13. ^ A b Duan RD, Nyberg L, Nilsson A (říjen 1995). "Aktivita alkalické sfingomyelinázy v gastrointestinálním traktu potkana: distribuce a charakteristiky". Biochim. Biophys. Acta. 1259 (1): 49–55. doi:10.1016/0005-2760(95)00137-2. PMID  7492615.
  14. ^ Duan RD, Cheng Y, Tauschel HD, Nilsson A (leden 1998). "Účinky ursodeoxycholátu a dalších žlučových solí na hladiny krysí střevní alkalické sfingomyelinázy: potenciální důsledek pro tumorigenezi". Kopat. Dis. Sci. 43 (1): 26–32. doi:10.1023 / A: 1018807600683. PMID  9508530. S2CID  2473970.
  15. ^ A b Wu J, Liu F, Nilsson A, Duan RD (listopad 2004). „Pankreatický trypsin štěpí střevní alkalickou sfingomyelinázu ze sliznice a zvyšuje aktivitu sfingomyelinázy“. Dopoledne. J. Physiol. Gastrointest. Játra Physiol. 287 (5): G967–73. doi:10.1152 / ajpgi.00190.2004. PMID  15205117.
  16. ^ A b Duan RD (březen 2006). „Alkalická sfingomyelináza: starý enzym s novými důsledky“. Biochim. Biophys. Acta. 1761 (3): 281–91. doi:10.1016 / j.bbalip.2006.03.007. PMID  16631405.
  17. ^ Stefan C, Jansen S, Bollen M (říjen 2005). „Ektofosfodiesterázy typu NPP: jednota v rozmanitosti“. Trends Biochem. Sci. 30 (10): 542–50. doi:10.1016 / j.tibs.2005.08.005. PMID  16125936.
  18. ^ Duan RD (červenec 1998). "Hydrolýza sfingomyelinu ve střevě a klinické důsledky v kolorektální tumorigenezi a dalších gastrointestinálních onemocněních". Scand. J. Gastroenterol. 33 (7): 673–83. doi:10.1080/00365529850171594. PMID  9712229.
  19. ^ A b Nyberg L, Nilsson A, Lundgren P, Duan RD (1997). "Lokalizace a kapacita trávení sfingomyelinu ve střevním traktu krysy". The Journal of Nutritional Biochemistry. 8 (3): 112–118. doi:10.1016 / S0955-2863 (97) 00010-7.
  20. ^ Duan RD, Cheng Y, Jönsson BA, Ohlsson L, Herbst A, Hellström-Westas L, Nilsson A (leden 2007). „Lidský mekonium obsahuje významné množství alkalické sfingomyelinázy, neutrální ceramidázy a sfingolipidových metabolitů“. Pediatr. Res. 61 (1): 61–6. doi:10.1203 / 01.pdr.0000250534.92934.c2. PMID  17211142.
  21. ^ Lillienau J, Cheng Y, Nilsson A, Duan RD (květen 2003). "Vývoj intestinální alkalické sfingomyelinázy u plodu potkana a novorozeného potkana". Lipidy. 38 (5): 545–9. doi:10.1007 / s11745-003-1340-1. PMID  12880111. S2CID  4026200.
  22. ^ Nilsson A, Hertervig E, Duan RD (2003). "Trávení a absorpce sfingolipidů v potravinách". Willem van Nieuwenhuyzen, Bernard F. Szuchaj (eds.). Výživa a biochemie fosfolipidů. Publikování AOCS. ISBN  1-893997-42-1.
  23. ^ Liu JJ, Nilsson A, Duan RD (duben 2000). „Účinky fosfolipidů na hydrolýzu sfingomyelinu vyvolanou intestinální alkalickou sfingomyelinázou: studie in vitro“. J. Nutr. Biochem. 11 (4): 192–7. doi:10.1016 / S0955-2863 (00) 00064-4. PMID  10827341.
  24. ^ Nilsson A (prosinec 1968). "Metabolismus sfingomyelinu ve střevním traktu krysy". Biochim. Biophys. Acta. 164 (3): 575–84. doi:10.1016/0005-2760(68)90187-2. PMID  5701698.
  25. ^ Ohlsson L, Hertervig E, Jönsson BA, Duan RD, Nyberg L, Svernlöv R, Nilsson A (březen 2010). "Sfingolipidy v obsahu lidské ileostomie po jídle obsahujícím mléčný sfingomyelin". Dopoledne. J. Clin. Nutr. 91 (3): 672–8. doi:10.3945 / ajcn.2009.28311. PMID  20071649.
  26. ^ Dillehay DL, Webb SK, Schmelz EM, Merrill AH (květen 1994). „Dietní sfingomyelin inhibuje rakovinu tlustého střeva indukovanou 1,2-dimethylhydrazinem u myší CF1“. J. Nutr. 124 (5): 615–20. doi:10.1093 / jn / 124.5.615. PMID  8169652.
  27. ^ Hertervig E, Nilsson A, Nilbert M, Duan RD (červenec 2003). „Redukce alkalické sfingomyelinázy v kolorektální tumorigenezi nesouvisí s mutací genu APC“. Int J Colorectal Dis. 18 (4): 309–13. doi:10.1007 / s00384-002-0471-r. PMID  12774245. S2CID  2133507.
  28. ^ Hertervig E, Nilsson A, Nyberg L, Duan RD (únor 1997). „Aktivita alkalické sfingomyelinázy je u lidského kolorektálního karcinomu snížena“. Rakovina. 79 (3): 448–53. doi:10.1002 / (SICI) 1097-0142 (19970201) 79: 3 <448 :: AID-CNCR4> 3.0.CO; 2-E. PMID  9028353.
  29. ^ Di Marzio L, Di Leo A, Cinque B, Fanini D, Agnifili A, Berloco P, Linsalata M, Lorusso D, Barone M, De Simone C, Cifone MG (duben 2005). „Detekce aktivity alkalické sfingomyelinázy v lidské stolici: navrhovaná role nového diagnostického a prognostického markeru kolorektálního karcinomu“. Cancer Epidemiol. Biomarkery Předchozí. 14 (4): 856–62. doi:10.1158 / 1055-9965.EPI-04-0434. PMID  15824156.
  30. ^ Cheng Y, Wu J, Hertervig E, Lindgren S, Duan D, Nilsson A, Duan RD (listopad 2007). „Identifikace aberantních forem alkalické sfingomyelinázy (NPP7) spojených s tumorigenezí lidských jater“. Br. J. Cancer. 97 (10): 1441–8. doi:10.1038 / sj.bjc.6604013. PMC  2360232. PMID  17923876.
  31. ^ Wu J, Cheng Y, Nilsson A, Duan RD (srpen 2004). "Identifikace exonové delece intestinální alkalické sfingomyelinázy v buňkách HT-29 s rakovinou tlustého střeva a diferenciační exprese enzymu divokého typu v buňkách Caco-2". Karcinogeneze. 25 (8): 1327–33. doi:10.1093 / carcin / bgh140. PMID  15016655.
  32. ^ Wu J, Nilsson A, Jönsson BA, Stenstad H, Agace W, Cheng Y, Duan RD (únor 2006). „Intestinální alkalická sfingomyelináza hydrolyzuje a inaktivuje faktor aktivující trombocyty aktivitou fosfolipázy C“. Biochem. J. 394 (Pt 1): 299–308. doi:10.1042 / BJ20051121. PMC  1386028. PMID  16255717.
  33. ^ Andersson D, Kotarsky K, Wu J, Agace W, Duan RD (červenec 2009). „Exprese alkalické sfingomyelinázy v kvasinkových buňkách a protizánětlivé účinky exprimovaného enzymu v modelu krysí kolitidy“. Kopat. Dis. Sci. 54 (7): 1440–8. doi:10.1007 / s10620-008-0509-2. PMID  18989780. S2CID  40115990.
  34. ^ Sjöqvist U, Hertervig E, Nilsson A, Duan RD, Ost A, Tribukait B, Löfberg R (červenec 2002). „Chronická kolitida je spojena se snížením aktivity slizniční alkalické sfingomyelinázy.“ Zánět. Bowel Dis. 8 (4): 258–63. doi:10.1097/00054725-200207000-00004. PMID  12131609. S2CID  23648078.
  35. ^ Nyberg L, Duan RD, Nilsson A (květen 2000). "Vzájemný inhibiční účinek na absorpci sfingomyelinu a cholesterolu". J. Nutr. Biochem. 11 (5): 244–9. doi:10.1016 / S0955-2863 (00) 00069-3. PMID  10876096.
  36. ^ Noh SK, Koo SI (říjen 2004). „Mléčný sfingomyelin je při potlačení intestinální absorpce cholesterolu a tuku u potkanů ​​účinnější než sfingomyelin z vajec“. J. Nutr. 134 (10): 2611–6. doi:10.1093 / jn / 134.10.2611. PMID  15465755.
  37. ^ Feng D, Ohlsson L, Ling W, Nilsson A, Duan RD (duben 2010). „Generování ceramidu ze sfingomyelinu alkalickou sfingomyelinázou ve střevě zvyšuje sfingomyelinem indukovanou inhibici příjmu cholesterolu v buňkách Caco-2“. Kopat. Dis. Sci. 55 (12): 3377–83. doi:10.1007 / s10620-010-1202-9. PMID  20393874. S2CID  9945168.
  38. ^ A b Cheng Y, Ohlsson L, Duan RD (květen 2004). „Psyllium a tuky ve stravě odlišně ovlivňují aktivity a expresi sfingomyelináz a kaspázy tlustého střeva u myší“. Br. J. Nutr. 91 (5): 715–23. doi:10.1079 / BJN20041107. PMID  15137923.
  39. ^ Zhang P, Li B, Gao S, Duan RD (2008). „Dietní sfingomyelin inhibuje tumorigenezi tlustého střeva zvýšenou regulací exprese alkalické sfingomyelinázy u myší ICR.“ Anticancer Res. 28 (6A): 3631–5. PMID  19189644.
  40. ^ Liu F, Cheng Y, Wu J, Tauschel HD, Duan RD (duben 2006). „Kyselina ursodeoxycholová odlišně ovlivňuje tři typy sfingomyelinázy v lidských buňkách Caco 2 s rakovinou tlustého střeva“ (PDF). Cancer Lett. 235 (1): 141–6. doi:10.1016 / j.canlet.2005.04.016. PMID  16290921.
  41. ^ Soo I, Madsen KL, Tejpar Q, Sydora BC, Sherbaniuk R, Cinque B, Di Marzio L, Cifone MG, Desimone C, Fedorak RN (březen 2008). „Probiotikum VSL # 3 zvyšuje hladinu alkalické sfingomyelinázy ve střevní sliznici a snižuje zánět“. Umět. J. Gastroenterol. 22 (3): 237–42. doi:10.1155/2008/520383. PMC  2662197. PMID  18354751.

Další čtení