Osteokalcin - Osteocalcin
Osteokalcin, také známý jako kostní protein obsahující kyselinu gama-karboxyglutamovou (BGLAP), je malá (49-aminokyselina)[5]) noncollagenous protein hormon nalezený v kostech a dentin, poprvé identifikován jako protein vázající vápník v kuřecí kosti.[6]
Protože osteokalcin má gla domény, jeho syntéza je vitamin K. závislý. U lidí je osteokalcin kódován BGLAP gen.[7][8] Mezi jeho receptory patří GPRC6A, GPR158 a případně třetí, dosud identifikovatelný receptor.[9][10]
Funkce
Osteokalcin je vylučován pouze osteoblasty a myslel, že bude hrát roli v metabolické regulaci těla.[11] Ve své karboxylovaný ve formě váže vápník přímo a koncentruje se tak v kostech.
Ve své nekarboxylované formě působí osteokalcin jako a hormon v těle, signalizace ve slinivce břišní, tuku, svalech, varlatech a mozku.[12]
- V slinivce břišní působí osteokalcin na beta buňky beta buňky v slinivka břišní uvolnit více inzulín.[11]
- v tukové buňky, osteokalcin spouští uvolňování hormonu adiponektin, což zvyšuje citlivost na inzulín.[11]
- Ve svalu působí osteokalcin myocyty podporovat dostupnost a využití energie a tímto způsobem zvýhodňuje výkonovou kapacitu.[13]
- V testy, osteokalcin působí Leydigovy buňky, stimulující testosteron biosyntéza, a proto ovlivňuje mužská plodnost.[14]
- V mozku hraje osteokalcin důležitou roli ve vývoji a fungování.[15]
An akutní stresová reakce, hovorově známý jako reakce na boj nebo útěk, stimuluje uvolňování osteokalcinu z kosti během několika minut u myší, potkanů a lidí. Samotné injekce vysokých hladin osteokalcinu mohou spustit ASR v přítomnosti nedostatek adrenalinu.[16]
Použití jako biochemický marker pro tvorbu kostí
Protože je osteokalcin produkován osteoblasty, je často používán jako marker pro proces tvorby kostí. Bylo pozorováno, že vyšší hladiny osteokalcinu v séru relativně dobře korelují se zvýšením kostní minerální hustota během léčby anabolickými přípravky pro tvorbu kostí pro osteoporóza, jako teriparatid. V mnoha studiích se osteokalcin používá jako předběžný přípravek biomarker o účinnosti daného léku na tvorbu kostí. Například jedna studie, jejímž cílem bylo studovat účinnost a glykoprotein volala laktoferin při tvorbě kostí byl jako míra aktivity osteoblastů použit osteokalcin.[17]
Reference
- ^ A b C GRCh38: Vydání souboru 89: ENSG00000242252 - Ensembl, Květen 2017
- ^ A b C GRCm38: Vydání souboru 89: ENSMUSG00000074489 - 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.
- ^ Hauschka, P. V .; Carr, S. A .; Biemann, K. (1982). "Primární struktura opičího osteokalcinu". Biochemie. 21 (4): 638–42. doi:10.1021 / bi00533a006. PMID 6978733.
- ^ Hauschka PV, Reid ML (srpen 1978). "Časovaný vzhled proteinu vázajícího vápník obsahující kyselinu gama-karboxyglutamovou ve vývoji kuřecí kosti". Vývojová biologie. 65 (2): 426–34. doi:10.1016/0012-1606(78)90038-6. PMID 680371.
- ^ Puchacz E, Lian JB, Stein GS, Wozney J, Huebner K, Croce C (květen 1989). "Chromozomální lokalizace lidského genu pro osteokalcin". Endokrinologie. 124 (5): 2648–50. doi:10.1210 / endo-124-5-2648. PMID 2785029.
- ^ Cancela L, Hsieh CL, Francke U, Price PA (září 1990). "Molekulární struktura, přiřazení chromozomů a organizace promotoru genu Gla proteinu lidské matrice". The Journal of Biological Chemistry. 265 (25): 15040–8. PMID 2394711.
- ^ Pi M, Wu Y, Quarles LD (červenec 2011). „GPRC6A zprostředkovává reakce na osteokalcin v β-buňkách in vitro a pankreatu in vivo“. Journal of Bone and Mineral Research. 26 (7): 1680–3. doi:10,1002 / jbmr.390. PMC 5079536. PMID 21425331.
- ^ Berger JM, Singh P, Khrimian L, Morgan DA, Chowdhury S, Arteaga-Solis E a kol. (Září 2019). „Zprostředkování reakce akutního stresu na kostru“. Buněčný metabolismus. 30 (5): 890–902.e8. doi:10.1016 / j.cmet.2019.08.012. PMC 6834912. PMID 31523009.
- ^ A b C Lee NK, Sowa H, Hinoi E, Ferron M, Ahn JD, Confavreux C a kol. (Srpen 2007). "Endokrinní regulace energetického metabolismu kostrou". Buňka. 130 (3): 456–69. doi:10.1016 / j.cell.2007.05.047. PMC 2013746. PMID 17693256.
- ^ Karsenty G, Olson EN (březen 2016). „Endokrinní funkce kostí a svalů: Neočekávaná paradigmata meziorgánové komunikace“. Buňka. 164 (6): 1248–1256. doi:10.1016 / j.cell.2016.02.043. PMC 4797632. PMID 26967290.
- ^ Mera P, Laue K, Ferron M, Confavreux C, Wei J, Galán-Díez M a kol. (Červen 2016). „Signalizace osteokalcinu v myofibrech je nezbytná a dostatečná pro optimální adaptaci na cvičení“. Buněčný metabolismus. 23 (6): 1078–1092. doi:10.1016 / j.cmet.2016.05.004. PMC 4910629. PMID 27304508.
- ^ Karsenty G, Oury F (leden 2014). „Regulace mužské plodnosti hormonem osteokalcinem odvozeným z kostí“. Molekulární a buněčná endokrinologie. 382 (1): 521–526. doi:10.1016 / j.mce.2013.10.008. PMC 3850748. PMID 24145129.
- ^ Obri A, Khrimian L, Karsenty G, Oury F (březen 2018). „Osteokalcin v mozku: od embryonálního vývoje po věkový pokles poznání“. Recenze přírody. Endokrinologie. 14 (3): 174–182. doi:10.1038 / nrendo.2017.181. PMC 5958904. PMID 29376523.
- ^ Meyer-Berger J, Singh P, Khrimian L, Morgan D, Chowdhury S, Arteaga-Solis E, Horvath T, Domingos A, Marsland A, Yadav V, Rahmouni K, Gao X, Karsenty G (2019). „Zprostředkování reakce akutního stresu na kostru“. Buněčný metabolismus. 30 (5): 890–902.e8. doi:10.1016 / j.cmet.2019.08.012. PMC 6834912. PMID 31523009.
- ^ Bharadwaj S, Naidu AG, Betageri GV, Prasadarao NV, Naidu AS (září 2009). „Laktoferinem obohacený mléčná ribonukleáza indukuje pozitivní účinky na markery kostního obratu u postmenopauzálních žen“. Osteoporóza mezinárodní. 20 (9): 1603–11. doi:10.1007 / s00198-009-0839-8. PMID 19172341.
Další čtení
- Kamdem LK, Hamilton L, Cheng C, Liu W, Yang W, Johnson JA a kol. (Červen 2008). „Genetické prediktory hypertenze vyvolané glukokortikoidy u dětí s akutní lymfoblastickou leukémií“. Farmakogenetika a genomika. 18 (6): 507–14. doi:10.1097 / FPC.0b013e3282fc5801. PMID 18496130.
- Lin GT, Tseng HF, Chang CK, Chuang LY, Liu CS, Yang CH a kol. (Únor 2008). „Kombinace SNP v genech pro celý chromozom jsou spojeny s hustotou kostních minerálů u tchajwanských žen“. Čínský žurnál fyziologie. 51 (1): 32–41. PMID 18551993.
- Lumachi F, Camozzi V, Tombolan V, Luisetto G (září 2009). „Kostní minerální hustota, osteokalcin a kostně specifická alkalická fosfatáza u pacientů s diabetes mellitus závislým na inzulínu“. Annals of the New York Academy of Sciences. 1173 Suppl 1: E64-7. doi:10.1111 / j.1749-6632.2009.04955.x. PMID 19751417.
- Kanazawa I, Yamaguchi T, Yamamoto M, Yamauchi M, Yano S, Sugimoto T (září 2009). „Poměr alkalické fosfatázy v séru k osteokalcinu / kosti je prediktorem přítomnosti zlomenin obratlů u mužů s diabetem 2. typu“. Kalcifikovaná tkáňová mezinárodní. 85 (3): 228–34. doi:10.1007 / s00223-009-9272-4. PMID 19641839.
- Makita N, Suzuki M, Asami S, Takahata R, Kohzaki D, Kobayashi S a kol. (Duben 2008). "Dvě ze čtyř alternativně sestřižených izoforem RUNX2 kontrolují expresi genu pro osteokalcin v lidských buňkách osteoblastů". Gen. 413 (1–2): 8–17. doi:10.1016 / j.gene.2007.12.025. PMID 18321663.
- Desbois C, Karsenty G (březen 1995). „Osteokalcinový klastr: důsledky pro funkční studie“. Journal of Cellular Biochemistry. 57 (3): 379–83. doi:10.1002 / jcb.240570302. PMID 7768973.
- Salem AM, Zohny SF, Abd El-Wahab MM, Hamdy R (listopad 2007). „Prediktivní hodnota osteokalcinu a beta-CrossLaps u metastazujícího karcinomu prsu“. Klinická biochemie. 40 (16–17): 1201–8. doi:10.1016 / j.clinbiochem.2007.07.006. PMID 17889845.
- Im JA, Yu BP, Jeon JY, Kim SH (říjen 2008). "Vztah mezi osteokalcinem a metabolizmem glukózy u postmenopauzálních žen". Clinica Chimica Acta; International Journal of Clinical Chemistry. 396 (1–2): 66–9. doi:10.1016 / j.cca.2008.07.001. PMID 18657532.
- Ba Y, Huang H, Yang Y, Cui L, Zhu J, Zhu C a kol. (Listopad 2009). „Souvislost mezi polymorfismem genu pro osteokalcin a zubní fluorózou u dětí vystavených fluoridu v Čínské lidové republice“. Ekotoxikologie a bezpečnost životního prostředí. 72 (8): 2158–61. doi:10.1016 / j.ecoenv.2009.08.014. PMID 19767102.
- Hwang YC, Jeong IK, Ahn KJ, Chung HY (listopad 2009). „Nekarboxylovaná forma osteokalcinu je spojena se zlepšenou glukózovou tolerancí a zlepšenou funkcí beta-buněk u mužů středního věku“. Výzkum a recenze týkající se cukrovky / metabolismu. 25 (8): 768–72. doi:10,1002 / dmrr.1045. PMID 19877133.
- Yerges LM, Klei L, Cauley JA, Roeder K, Kammerer CM, Moffett SP a kol. (Prosinec 2009). „Studie asociace s vysokou hustotou 383 kandidátských genů pro volumetrickou BMD u krčku femuru a bederní páteře u starších mužů“. Journal of Bone and Mineral Research. 24 (12): 2039–49. doi:10,1359 / jbmr.090524. PMC 2791518. PMID 19453261.
- Yu S, Jiang Y, Galson DL, Luo M, Lai Y, Lu Y a kol. (Únor 2008). „Obecný transkripční faktor IIA-gama zvyšuje expresi genů pro osteokalcin specifické pro osteoblast aktivací transkripčního faktoru 4 a transkripčního faktoru 2 souvisejícího s runtou. The Journal of Biological Chemistry. 283 (9): 5542–53. doi:10,1074 / jbc.M705653200. PMC 2736298. PMID 18171674.
- Kayed H, Bekasi S, Keleg S, Michalski CW, Giese T, Friess H, Kleeff J (prosinec 2007). „BGLAP je exprimován v buňkách rakoviny pankreatu a zvyšuje jejich růst a invazi“. Molekulární rakovina. 6: 83. doi:10.1186/1476-4598-6-83. PMC 2245975. PMID 18163903.
- French D, Hamilton LH, Mattano LA, Sather HN, Devidas M, Nachman JB, Relling MV (květen 2008). „Polymorfismus PAI-1 (SERPINE1) předpovídá osteonekrózu u dětí s akutní lymfoblastickou leukémií: zpráva dětské onkologické skupiny“. Krev. 111 (9): 4496–9. doi:10.1182 / krev-2007-11-123885. PMC 2343589. PMID 18285546.
- Pittas AG, Harris SS, Eliades M, Stark P, Dawson-Hughes B (březen 2009). "Sdružení mezi sérovým osteokalcinem a markery metabolického fenotypu". The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism. 94 (3): 827–32. doi:10.1210 / jc.2008-1422. PMC 2681283. PMID 19088165.
- Kindblom JM, Ohlsson C, Ljunggren O, Karlsson MK, Tivesten A, Smith U, Mellström D (květen 2009). „Plazmatický osteokalcin nepřímo souvisí s tukovou hmotou a plazmatickou glukózou u starších švédských mužů“. Journal of Bone and Mineral Research. 24 (5): 785–91. doi:10.1359 / jbmr.081234. PMID 19063687.
- Wahlgren CM, Zheng W, Shaalan W, Tang J, Bassiouny HS (2009). "Lidská karotická kalcifikace a zranitelnost plaku. Vztah mezi stupněm kalcifikace plaku, expresí zánětlivého genu vláknitého víčka a symptomatologií". Cerebrovaskulární nemoci. 27 (2): 193–200. doi:10.1159/000189204. PMID 19136823.
- Lumachi F, Ermani M, Camozzi V, Tombolan V, Luisetto G (září 2009). „Změny markerů tvorby kostí, osteokalcinu a kostní specifické alkalické fosfatázy u postmenopauzálních žen s osteoporózou“. Annals of the New York Academy of Sciences. 1173 Suppl 1: E60-3. doi:10.1111 / j.1749-6632.2009.04953.x. PMID 19751416.
- Born AK, Rottmar M, Lischer S, Pleskova M, Bruinink A, Maniura-Weber K (říjen 2009). „Korelace buněčné architektury s osteogenezí: první kroky k monitorování živých jednotlivých buněk“. Evropské buňky a materiály. 18: 49–60, 61–2, diskuse 60. PMID 19856264.
- Fujisawa R (březen 2002). "[Nedávný pokrok ve výzkumu proteinů kostní matrice]". Nihon Rinsho. Japonský žurnál klinické medicíny. 60 Suppl 3: 72–8. PMID 11979972.
externí odkazy
- Osteokalcin v americké národní lékařské knihovně Lékařské předměty (Pletivo)
- Přehled všech strukturálních informací dostupných v PDB pro UniProt: Q8HYY9 (Prasečí osteokalcin) na PDBe-KB.