HYAL1 - HYAL1
Hyaluronidáza-1 je enzym že u lidí je kódován HYAL1 gen.[5][6][7]
Funkce
Tento gen kóduje lysozomální hyaluronidázu. Hyaluronidázy intracelulárně degradují hyaluronan, jeden z hlavních glykosaminoglykanů extracelulární matrice. Hyaluronan Předpokládá se, že je zapojen do buněčné proliferace, migrace a diferenciace. Tento enzym je aktivní při kyselém pH a je hlavní hyaluronidázou v plazmě. Mutace v tomto genu jsou spojeny s mukopolysacharidózou typu IX nebo nedostatkem hyaluronidázy. Tento gen je jedním z několika příbuzných genů v oblasti chromozomu 3p21.3 asociované s potlačením nádoru. Pro tento gen bylo nalezeno několik variant transkriptu kódujících různé izoformy.[7]
Struktura
HYAL1 byl nejprve purifikován z lidská plazma a moč.[5][6] Enzym je dlouhý 435 aminokyselin s molekulovou hmotností 55-60 kDa.[6][8]
Krystalovou strukturu HYAL1 určili Chao, Muthukumar a Herzberg.[9] Enzym se skládá ze dvou úzce spojených domén: N-koncová katalytická doména (Phe22-Thr352) a menší C-koncová doména (Ser353-Trp435).[9] Katalytická doména přijímá zkreslenou (β / α)8 hlaveň násobně podobné hyaluronidáze včelího jedu.[9] V katalytické doméně hrají při štěpení vazby β1 → 4 důležité role zbytky jako Tyr247, Asp129, Glu131, Asn350 a Tyr202. N-acetylglukosamin a kyselina glukuronová jednotky v hyaluronanu.[10]
Mechanismus

HYAL1 je zodpovědný za hydrolýza intracelulárního hyaluronanu všech velikostí na fragmenty malé jako tetrasacharidy.[9]
V optimální pH stav 4,0, Asp129 a Glu131 sdílejí a proton.[10] Intermolekulární rezonance v amidové vazbě v N-acetylglukosaminové jednotce vázaného hyaluronanového polymeru vede k přechodový stav s kladným nábojem na dusíku a oxyanion nukleofil, který je stabilizován vodíková vazba interakce s Tyr247, které mohou provádět intramolekulární útok na elektrofilní uhlík.[10] Tento útok vytvoří pětičlenný kruh, který je stabilizován záporným nábojem Asp129, který se tvoří, když odcházející hydroxylová skupina jednotky kyseliny glukuronové vezme proton z Glu131.[10] Nyní záporně nabitý Glu131 je připraven k aktivaci molekuly vody pro hydrolýzu intermolekulárního kruhového meziproduktu za účelem obnovení N-acetylglukosaminu.[10]
Byly identifikovány Tyr202 a Asn350, které nejsou přímo zapojeny do štěpení vazby β1 → 4, jako důležité pro funkci HYAL1.[10] HYAL1 používá Tyr202 jako determinant vázání substrátu a také vyžaduje správné glykosylace Asn350 pro plnou enzymatickou funkci.[10]
Optimální rozsah pH pro funkci HYAL1 je 4,0 až 4,3, ačkoli HYAL1 je stále 50-80% aktivní při pH 4,5.[11][12]
Relevance nemoci
HYAL1 je zapojen do několika typů rakoviny, pravděpodobně kvůli angiogenní účinky fragmentů hyaluronanu štěpených HYAL1.[13][14] v měchýř, prostata, a hlava a krk karcinomy, zvýšené hladiny hyaluronanu a HYAL1 se nacházejí v nádorových buňkách, tkáních a souvisejících tělesných tekutinách (např. v moči pro rakovinu močového měchýře a sliny pro rakovinu hlavy a krku).[15][16][17][18] Hladiny hyaluronanu a hyaluronidázy v moči, měřené testem HA-HAase, mají ~ 88% přesnost při detekci rakoviny močového měchýře bez ohledu na stupeň a stupeň nádoru.[19]
U rakoviny prsu je HYAL1 také nadměrně exprimován v buněčných liniích MDA-MB-231 a MCF-7 a invazivní tkáně rakoviny potrubí a metastatické lymfatické uzliny.[20] Vyšší exprese HYAL1 byla také detekována v primární nádorové tkáni u pacientů s následnou mozkové metastázy proti těm bez.[21]
Viz také
Reference
- ^ A b C GRCh38: Vydání souboru 89: ENSG00000114378 - Ensembl, Květen 2017
- ^ A b C GRCm38: Vydání souboru 89: ENSMUSG00000010051 - 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.
- ^ A b Frost GI, Csóka AB, Wong T, Stern R, Csóka TB (červenec 1997). "Čištění, klonování a exprese hyaluronidázy z lidské plazmy". Sdělení o biochemickém a biofyzikálním výzkumu. 236 (1): 10–5. doi:10.1006 / bbrc.1997.6773. PMID 9223416.
- ^ A b C Csóka AB, Frost GI, Wong T, Stern R, Csóka TB (listopad 1997). „Čištění a mikrosekvenování izoenzymů hyaluronidázy z lidské moči“. FEBS Dopisy. 417 (3): 307–10. doi:10.1016 / S0014-5793 (97) 01309-4. PMID 9409739. S2CID 44929703.
- ^ A b "Entrez Gene: HYAL1 hyaluronoglukosaminidáza 1".
- ^ Tan JX, Wang XY, Su XL, Li HY, Shi Y, Wang L, Ren GS (2011). „Upregulace exprese HYAL1 u rakoviny prsu podporovala proliferaci, migraci, invazi a angiogenezi nádorových buněk“. PLOS ONE. 6 (7): e22836. Bibcode:2011PLoSO ... 622836T. doi:10.1371 / journal.pone.0022836. PMC 3145763. PMID 21829529.
- ^ A b C d Chao KL, Muthukumar L, Herzberg O (červen 2007). „Struktura lidské hyaluronidázy-1, hyaluronanového hydrolyzujícího enzymu podílejícího se na růstu nádoru a angiogenezi“. Biochemie. 46 (23): 6911–20. doi:10.1021 / bi700382g. PMID 17503783.
- ^ A b C d E F G h Zhang L, Bharadwaj AG, Casper A, Barkley J, Barycki JJ, Simpson MA (duben 2009). „Hyaluronidázová aktivita lidského Hyal1 vyžaduje kyselé a tyrosinové zbytky v aktivním místě“. The Journal of Biological Chemistry. 284 (14): 9433–42. doi:10,1074 / jbc.M900210200. PMC 2666596. PMID 19201751.
- ^ Lokeshwar VB, Rubinowicz D, Schroeder GL, Forgacs E, Minna JD, Block NL, Nadji M, Lokeshwar BL (duben 2001). "Stromální a epiteliální exprese nádorových markerů kyseliny hyaluronové a HYAL1 hyaluronidázy u rakoviny prostaty". The Journal of Biological Chemistry. 276 (15): 11922–32. doi:10,1074 / jbc.M008432200. PMID 11278412. S2CID 23511756.
- ^ Triggs-Raine B, Salo TJ, Zhang H, Wicklow BA, Natowicz MR (květen 1999). „Mutace v HYAL1, člen tandemově distribuované multigenové rodiny kódující různorodé aktivity hyaluronidázy, způsobují nově popsanou lysozomální poruchu, mukopolysacharidózu IX.“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 96 (11): 6296–300. Bibcode:1999PNAS ... 96.6296T. doi:10.1073 / pnas.96.11.6296. PMC 26875. PMID 10339581.
- ^ Slevin M, Krupinski J, Kumar S, Gaffney J (srpen 1998). „Angiogenní oligosacharidy hyaluronanu indukují aktivitu protein tyrosinkinázy v endoteliálních buňkách a aktivují cytoplazmatickou signální transdukční cestu vedoucí k proliferaci.“ Laboratorní vyšetřování; Journal of Technical Methods and Pathology. 78 (8): 987–1003. PMID 9714186.
- ^ Rooney P, Kumar S, Ponting J, Wang M (březen 1995). „Role hyaluronanu v neovaskularizaci tumoru (přehled)“. International Journal of Cancer. 60 (5): 632–6. doi:10.1002 / ijc.2910600511. PMID 7532158. S2CID 19133429.
- ^ Eissa S, Kassim SK, Labib RA, El-Khouly IM, Ghaffer TM, Sadek M, Razek OA, El-Ahmady O (duben 2005). „Detekce karcinomu močového měchýře kombinovaným testováním moči na hyaluronidázu a 20 RNA cytokeratinu“. Rakovina. 103 (7): 1356–62. doi:10.1002 / cncr.20902. PMID 15717321. S2CID 20271337.
- ^ Aboughalia AH (leden 2006). „Zvýšení hladiny hyaluronidázy-1 a rozpustné mezibuněčné adhezní molekuly-1 pomáhá vybírat pacienty s rakovinou močového měchýře s rizikem invaze“. Archivy lékařského výzkumu. 37 (1): 109–16. doi:10.1016 / j.arcmed.2005.04.019. PMID 16314195.
- ^ Hautmann Stefan H .; Lokeshwar Vinata B .; Schroeder Grethchen L .; Civantos Francisco; Duncan Robert C .; Gnann Ralf; Friedrich Martin G .; Soloway Mark S. (2001-06-01). „VYLEPŠENÁ TKANOVÁ VYJÁDŘENÍ KYSELINY HYALURONOVOU A HYALURONIDÁZOU OBSAHUJE ZKOUŠKU URINE HA-HAase PRO RAKOVINU MĚCHAČE“. Journal of Urology. 165 (6 Část 1): 2068–2074. doi:10.1016 / S0022-5347 (05) 66296-9. PMID 11371930.
- ^ Schroeder GL, Lorenzo-Gomez MF, Hautmann SH, Friedrich MG, Ekici S, Huland H, Lokeshwar V (září 2004). "Souběžné srovnání cytologie a biomarkerů pro detekci rakoviny močového měchýře". The Journal of Urology. 172 (3): 1123–6. doi:10.1097 / 01.ju.0000134347.14643.ab. PMID 15311054.
- ^ Lokeshwar VB, Obek C, Pham HT, Wei D, Young MJ, Duncan RC, Soloway MS, Block NL (leden 2000). „Kyselina hyaluronová v moči a hyaluronidáza: markery pro detekci rakoviny močového měchýře a hodnocení stupně“. The Journal of Urology. 163 (1): 348–56. doi:10.1016 / s0022-5347 (05) 68050-0. PMID 10604388.
- ^ Tan JX, Wang XY, Li HY, Su XL, Wang L, Ran L, Zheng K, Ren GS (březen 2011). „Nadměrná exprese HYAL1 koreluje s maligním chováním lidského karcinomu prsu.“ International Journal of Cancer. 128 (6): 1303–15. doi:10.1002 / ijc.25460. PMID 20473947. S2CID 205941298.
- ^ Witzel I, Marx AK, Müller V, Wikman H, Matschke J, Schumacher U, Stürken C, Prehm P, Laakmann E, Schmalfeldt B, Milde-Langosch K, Oliveira-Ferrer L (duben 2017). "Role exprese HYAL1 u primárního karcinomu prsu při tvorbě mozkových metastáz". Výzkum a léčba rakoviny prsu. 162 (3): 427–438. doi:10.1007 / s10549-017-4135-6. PMID 28168629. S2CID 20477034.
Další čtení
- Wei MH, Latif F, Bader S, Kashuba V, Chen JY, Duh FM, Sekido Y, Lee CC, Geil L, Kuzmin I, Zabarovsky E, Klein G, Zbar B, Minna JD, Lerman MI (duben 1996). „Konstrukce konfigurace klonu kosmidu o hmotnosti 600 kilobáz a vytvoření transkripční mapy obklopující lokus potlačující gen nádoru plic (TSG) na lidském chromozomu 3p21.3: pokrok směrem k izolaci TSG rakoviny plic“. Výzkum rakoviny. 56 (7): 1487–92. PMID 8603390.
- Natowicz MR, krátký poslanec, Wang Y, Dickersin GR, Gebhardt MC, Rosenthal DI, Sims KB, Rosenberg AE (říjen 1996). "Klinické a biochemické projevy nedostatku hyaluronidázy". The New England Journal of Medicine. 335 (14): 1029–33. doi:10.1056 / NEJM199610033351405. PMID 8793927.
- Csóka AB, Frost GI, Heng HH, Scherer SW, Mohapatra G, Stern R, Csóka TB (únor 1998). „Gen hyaluronidázy HYAL1 se mapuje na chromozom 3p21.2-p21.3 u člověka a 9F1-F2 u myši, konzervativní kandidátské místo potlačující nádor“. Genomika. 48 (1): 63–70. doi:10.1006 / geno.1997.5158. PMID 9503017.
- Triggs-Raine B, Salo TJ, Zhang H, Wicklow BA, Natowicz MR (květen 1999). „Mutace v HYAL1, člen tandemově distribuované multigenové rodiny kódující různorodé aktivity hyaluronidázy, způsobují nově popsanou lysozomální poruchu, mukopolysacharidózu IX.“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 96 (11): 6296–300. Bibcode:1999PNAS ... 96.6296T. doi:10.1073 / pnas.96.11.6296. PMC 26875. PMID 10339581.
- Frost GI, Mohapatra G, Wong TM, Csóka AB, Gray JW, Stern R (únor 2000). „HYAL1LUCA-1, kandidátský tumor supresorový gen na chromozomu 3p21.3, je inaktivován v karcinomech dlaždicových buněk hlavy a krku aberantním sestřihem pre-mRNA.“ Onkogen. 19 (7): 870–7. doi:10.1038 / sj.onc.1203317. PMID 10702795. S2CID 31039963.
- Shuttleworth TL, Wilson MD, Wicklow BA, Wilkins JA, Triggs-Raine BL (červen 2002). „Charakterizace myší genové oblasti hyaluronidázy odhaluje složitou organizaci a kotranskripci Hyal1 s downstream geny, Fus2 a Hyal3“. The Journal of Biological Chemistry. 277 (25): 23008–18. doi:10,1074 / jbc.M108991200. PMID 11929860. S2CID 24252110.
- Lokeshwar VB, Schroeder GL, Carey RI, Soloway MS, Iida N (září 2002). "Regulace aktivity hyaluronidázy alternativním sestřihem mRNA". The Journal of Biological Chemistry. 277 (37): 33654–63. doi:10,1074 / jbc.M203821200. PMID 12084718. S2CID 8385249.
- Junker N, Latini S, Petersen LN, Kristjansen PE (2003). "Expresní a regulační vzorce hyaluronidáz u malobuněčného karcinomu plic a linií gliomu". Zprávy o onkologii. 10 (3): 609–16. doi:10.3892 / nebo 10.3.609 (neaktivní 11. 10. 2020). PMID 12684632.CS1 maint: DOI neaktivní od října 2020 (odkaz)
- Franzmann EJ, Schroeder GL, Goodwin WJ, Weed DT, Fisher P, Lokeshwar VB (září 2003). "Exprese nádorových markerů kyseliny hyaluronové a hyaluronidázy (HYAL1) v nádorech hlavy a krku". International Journal of Cancer. 106 (3): 438–45. doi:10.1002 / ijc.11252. PMID 12845686. S2CID 21964172.
- Christopoulos TA, Papageorgakopoulou N, Theocharis DA, Mastronikolis NS, Papadas TA, Vynios DH (červenec 2006). „Hyaluronidáza a exprese hyaluronanového receptoru CD44 v karcinomu laryngeálního spinocelulárního karcinomu“. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Obecné předměty. 1760 (7): 1039–45. doi:10.1016 / j.bbagen.2006.03.019. PMID 16713680.
- Lokeshwar VB, Estrella V, Lopez L, Kramer M, Gomez P, Soloway MS, Lokeshwar BL (prosinec 2006). „HYAL1-v1, alternativně sestřižená varianta hyaluronidázy HYAL1: negativní regulátor rakoviny močového měchýře“. Výzkum rakoviny. 66 (23): 11219–27. doi:10.1158 / 0008-5472.CAN-06-1121. PMID 17145867.
- Hofinger ES, Spickenreither M, Oschmann J, Bernhardt G, Rudolph R, Buschauer A (duben 2007). „Rekombinantní lidská hyaluronidáza Hyal-1: hmyzí buňky versus Escherichia coli jako expresní systém a identifikace nízkomolekulárních inhibitorů“. Glykobiologie. 17 (4): 444–53. CiteSeerX 10.1.1.533.3476. doi:10.1093 / glycob / cwm003. PMID 17227790.
- Nieuwdorp M, Holleman F, de Groot E, Vink H, Gort J, Kontush A, Chapman MJ, Hutten BA, Brouwer CB, Hoekstra JB, Kastelein JJ, Stroes ES (červen 2007). „Porucha metabolismu hyaluronanu předurčuje pacienty s diabetes mellitus 1. typu k ateroskleróze“. Diabetologie. 50 (6): 1288–93. doi:10.1007 / s00125-007-0666-4. PMC 1914278. PMID 17415544.
- Bharadwaj AG, rektor K, Simpson MA (červenec 2007). „Indukovatelná produkce hyaluronanu odhaluje rozdílné účinky na růst buněk prostaty a angiogenezi nádoru“. The Journal of Biological Chemistry. 282 (28): 20561–72. doi:10,1074 / jbc.M702964200. PMID 17502371. S2CID 25576031.