Transportér folátu spojený s protony - Proton-coupled folate transporter

SLC46A1
Identifikátory
AliasySLC46A1, G21, HCP1, PCFT, rodina nosičů solute 46 členů 1
Externí IDOMIM: 611672 MGI: 1098733 HomoloGene: 41693 Genové karty: SLC46A1
Umístění genu (člověk)
Chromozom 17 (lidský)
Chr.Chromozom 17 (lidský)[1]
Chromozom 17 (lidský)
Genomic location for SLC46A1
Genomic location for SLC46A1
Kapela17q11.2Start28,394,642 bp[1]
Konec28,407,197 bp[1]
Exprese RNA vzor
PBB GE PCFT gnf1h08403 at fs.png
Další údaje o referenčních výrazech
Ortology
DruhČlověkMyš
Entrez

113235

52466

Ensembl

ENSG00000076351

ENSMUSG00000020829

UniProt

Q96NT5

Q6PEM8

RefSeq (mRNA)

NM_001242366
NM_080669

NM_026740

RefSeq (protein)

NP_001229295
NP_542400

NP_081016

Místo (UCSC)Chr 17: 28,39 - 28,41 MbChr 11: 78,47 - 78,47 Mb
PubMed Vyhledávání[3][4]
Wikidata
Zobrazit / upravit člověkaZobrazit / upravit myš

The transportér folátu spojený s protony je protein že u lidí je kódován SLC46A1 gen.[5][6][7] Hlavní fyziologické role PCFT jsou ve zprostředkování střevní absorpce folát (Vitamin B9) a jeho dodání do centrální nervový systém.

Struktura

PCFT se nachází na chromozomu 17q11.2 a skládá se z pěti exonů kódujících protein se 459 aminokyselinami a molekulovou hmotností ~ 50 kDa. PCFT je vysoce konzervovaný, sdílí 87% identitu s myší a krysí PCFT a zachovává více než 50% aminokyselinovou identitu s žabím (XP415815) a zebrafishovým (AAH77859) proteinem.[8] Strukturálně existuje dvanáct transmembránových šroubovic s N- a C- konci nasměrovanými do cytoplazmy a velkou vnitřní smyčkou, která rozděluje molekulu na polovinu.[9][10] Existují dva glykosylace weby (N58, N68) a a disulfidová vazba spojovací zbytky C66, v 1. a C298 ve 4., externí smyčka. Glykosylace ani disulfidová vazba nejsou pro funkci nezbytné.[9][11] Byly identifikovány zbytky, které hrají roli v protonové vazbě, protonové vazbě, folátové vazbě a oscilaci nosiče mezi jeho konformačními stavy.[12] Formuláře PCFT oligomery a byly identifikovány některé spojovací zbytky.[13][14]

Vlastnosti a regulace

Transport do buněk zprostředkovaný PCFT je optimální při pH 5,5. Aktivita s nízkým pH a strukturní specificita PCFT (vysoká afinita pro kyselinu listovou a nízká afinita pro PT523 - nepolyglutamovatelný analog aminopterinu) odlišuje tento transportér funkčně od ostatních hlavních transportérů folátů, redukovaný nosič folátu[15] (optimální aktivita při pH 7,4, velmi nízká afinita pro kyselinu listovou a velmi vysoká afinita pro PT523), další člen (SLC19A1) nadrodiny transportérů rozpuštěných látek.[8][15][16] Příliv zprostředkovaný PCFT je elektrogenní a lze jej vyhodnotit proudem, okyselením buněk a absorpcí radioaktivního indikátoru.[8][16][17][18] Přítok má rozsah Km 0,5 až 3 µM pro většinu folátů a antifolátů při pH 5,5. Příliv Km stoupá a příliv Vmax klesá se zvyšujícím se pH, přinejmenším u antifolátu, pemetrexed.[19] Transportér je specifický pro monoglutamylové formy folátů.[16] Řada organických aniontů inhibuje transport zprostředkovaný PCFT při extrémně vysokém poměru inhibitoru k folátu, nejúčinnější jsou sulfobromftalein, p-aminobenzylglutamát a sulfathalazin.[18][20] To může mít farmakologický význam, pokud jde o inhibiční účinek těchto látek na střevní absorpci folátů. Byl definován minimální promotor PCFT[21][22] a obsahuje prvek odpovědi NRF1.[23] Existují také důkazy o úloze vitaminu D v regulaci PCFT s prvkem reakce VDR před minimálním promotorem.[24] Bylo hlášeno, že mRNA PCFT byla zvýšena u myší s deficitem folátu.[16]

Vzor výrazu

PCFT je exprimován v proximálním jejunu s nižší úrovní exprese jinde ve střevě.[8][16][25] Exprese je lokalizována na apikální membráně střeva [16][18][25] a polarizované buňky ledvin psů MDCK.[26] PCFT je také exprimován na bazolaterální membráně choroidního plexu. S ohledem na nízké hladiny folátu v mozkomíšním moku (CSF) u lidí bez obsahu PCFT,[27] PCFT musí hrát roli při transportu folátů přes choroidální plexus do mozkomíšního moku; základní mechanismus pro to však nebyl stanoven.[28] PCFT je exprimován na sinusové (bazolaterální) membráně hepatocytů, na apikální kartáčové hranici membrány proximálního tubulu ledviny, bazolaterální membráně pigmentového epitelu sítnice a placentě.[9][29][30] V buňkách a / nebo membránových váčcích pocházejících z těchto tkání je výrazná aktivita transportu folátu s nízkým pH, což v některých případech svědčí o procesu transportu folátu spojeného s protony.[31][32][33][34][35] Není však jasné, do jaké míry přispívá PCFT k transportu folátů přes tyto epitely.

Důsledky ztráty funkce PCFT

Fyziologická role PCFT je známá na základě fenotypu subjektů se ztrátou funkce mutací tohoto genu - vzácná autozomální dědičná porucha, dědičná malabsorpce folátu (HFM).[8][27][36] Tyto subjekty mají dvě hlavní abnormality: (i) závažné systémové nedostatek folátu a (ii) porucha přenosu folátů z krve přes choroidalis plexus do CSF ​​s velmi nízké hladiny folátu v mozkomíšním moku, i když je hladina folátu v krvi korigována nebo supranormální.[37] Obvykle těžká anémie makrocytární, vždy doprovází nedostatek folátu. Někdy se vyskytuje pancytopenie a / nebo hypogamaglobulinémie a / nebo dysfunkce T-buněk, které mohou vést k infekcím, jako je pneumonie způsobená Pneumocystis jirovecii. Mohou existovat příznaky GI včetně průjmu a mukositidy. Nedostatek folátu v CNS je spojen s řadou neurologických nálezů, včetně opoždění vývoje a záchvatů. Byl popsán fenotyp myší s nulovou hodnotou PCFT a odráží mnoho nálezů u lidí.[38] PCFT byl původně uváděn jako nízkoafinitní heme přepravce.[25] Role PCFT v homeostáze hemu a železa je však vyloučena pozorováním, že lidé nebo myši s mutacemi PCFT se ztrátou funkce nejsou žehlička nedostatek hemu a anémie a všechny další systémové důsledky ztráty tohoto transportéru jsou zcela korigovány vysokodávkovaným orálním nebo nízkodávkovaným parenterálním folátem.[27][36]

Potenciální farmakologická role

Kvůli Warburgův efekt a narušené zásobování krví, lidské epiteliální rakoviny rostou v kyselém prostředí, protože laktát je produkován během anaerobní glykolýzy. Protože aktivita PCFT je optimální při nízkém pH a její exprese a významná transportní aktivita s nízkým pH jsou přítomny v lidských rakovinách,[39][40] existuje zájem o využití těchto vlastností vývojem antifolátů, které mají vysokou afinitu k tomuto transportéru a velmi nízkou afinitu k redukovanému folátovému nosiči, který dodává antifoláty do normálních tkání, a tím zprostředkovává toxicitu těchto látek.[41] S těmito vlastnostmi se vyvíjí nová třída inhibitorů inkorporace jednoho uhlíku do purinů.[41] Pemetrexed, antifolátový inhibitor primárně thymidylát syntázy, je dobrým substrátem pro PCFT i při neutrálním pH ve srovnání s jinými antifoláty a foláty.[19]

Reference

  1. ^ A b C GRCh38: Vydání souboru 89: ENSG00000076351 - Ensembl, Květen 2017
  2. ^ A b C GRCm38: Vydání souboru 89: ENSMUSG00000020829 - 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. ^ „Entrez Gene: transportér folátu spojený s protony PCFT“.
  6. ^ Shayeghi M, Latunde-Dada GO, Oakhill JS, Laftah AH, Takeuchi K, Halliday N, Khan Y, Warley A, McCann FE, Hider RC, Frazer DM, Anderson GJ, Vulpe CD, Simpson RJ, McKie AT (září 2005) . "Identifikace střevního transportéru hemu". Buňka. 122 (5): 789–801. doi:10.1016 / j.cell.2005.06.025. PMID  16143108. S2CID  9130882.
  7. ^ Sharma S, Dimasi D, Bröer S, Kumar R, Della NG (duben 2007). "Exprese hemového proteinu 1 (HCP1) a funkční analýza v sítnici a retinálním pigmentovém epitelu". Exp. Cell Res. 313 (6): 1251–9. doi:10.1016 / j.yexcr.2007.01.019. PMID  17335806.
  8. ^ A b C d E Qiu, A; Jansen, M; Sakaris, A; Min, SH; Chattopadhyay, S; Tsai, E; Sandoval, C; Zhao, R; Akabas, MH; Goldman, ID (1. prosince 2006). "Identifikace střevního transportéru folátu a molekulární základ pro dědičnou malabsorpci folátu". Buňka. 127 (5): 917–28. doi:10.1016 / j.cell.2006.09.041. PMID  17129779. S2CID  1918658.
  9. ^ A b C Zhao, R; Unal, ES; Shin, DS; Goldman, ID (6. dubna 2010). „Membránová topologická analýza protonově vázaného folátového transportéru (PCFT-SLC46A1) metodou substituované cysteinové přístupnosti“. Biochemie. 49 (13): 2925–31. doi:10.1021 / bi9021439. PMC  2866095. PMID  20225891.
  10. ^ Duddempudi, PK; Goyal, R; Datum, SS; Jansen, M (2013). „Vymezení extracelulárního povrchu přístupného pro vodu s folátovým transportérem spojeným s vodou“. PLOS ONE. 8 (10): e78301. doi:10.1371 / journal.pone.0078301. PMC  3799626. PMID  24205192.
  11. ^ Unal, ES; Zhao, R; Qiu, A; Goldman, ID (červen 2008). „N-vázaná glykosylace a její dopad na elektroforetickou mobilitu a funkci lidského transportéru folátu spojeného s protony (HsPCFT)“. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembrány. 1778 (6): 1407–14. doi:10.1016 / j.bbamem.2008.03.009. PMC  2762823. PMID  18405659.
  12. ^ Zhao, R; Goldman, ID (2013). „Transportéry folátů a thiaminů zprostředkované pomocnými nosiči (SLC19A1-3 a SLC46A1) a receptory folátu“. Molekulární aspekty medicíny. 34 (2–3): 373–85. doi:10.1016 / j.mam.2012.07.006. PMC  3831518. PMID  23506878.
  13. ^ Hou, Z; Kugel Desmoulin, S; Etnyre, E; Olive, M; Hsiung, B; Cherian, C; Wloszczynski, PA; Moin, K; Latherly, LH (10. února 2012). „Identifikace a funkční dopad homo-oligomerů lidského transportéru folátu spojeného s protony“. The Journal of Biological Chemistry. 287 (7): 4982–95. doi:10.1074 / jbc.m111.306860. PMC  3281668. PMID  22179615.
  14. ^ Wilson, MR; Kugel, S; Huang, J; Wilson, LJ; Wloszczynski, PA; Ye, J; Spíše LH; Hou, Z (1. července 2015). „Strukturní determinanty oligonizace transportéru folátu vázaného na lidský proton: role motivů GXXXG a identifikace oligomerních rozhraní na transmembránových doménách 3 a 6“. The Biochemical Journal. 469 (1): 33–44. doi:10.1042 / bj20150169. PMC  4713120. PMID  25877470.
  15. ^ A b Hou, Z; Matherly, LH (2014). Biologie hlavních transportérů folátu SLC19A1 a SLC46A1. Aktuální témata v oblasti membrán. 73. 175–204. doi:10.1016 / B978-0-12-800223-0.00004-9. ISBN  9780128002230. PMC  4185403. PMID  24745983.
  16. ^ A b C d E F Qiu, A; Min, SH; Jansen, M; Malhotra, U; Tsai, E; Cabelof, DC; Spíše LH; Zhao, R; Akabas, MH; Goldman, ID (listopad 2007). „Transportéry střevní foláty hlodavců (SLC46A1): sekundární struktura, funkční vlastnosti a reakce na dietní omezení folátů“. American Journal of Physiology. Fyziologie buněk. 293 (5): C1669–78. doi:10.1152 / ajpcell.00202.2007. PMID  17898134.
  17. ^ Umapathy, NS; Gnana-Prakasam, JP; Martin, PM; Mysona, B; Dun, Y; Smith, SB; Ganapathy, V; Prasad, PD (listopad 2007). „Klonování a funkční charakterizace protonově vázaného elektrogenního folátového transportéru a analýza jeho exprese v typech buněk sítnice“. Investigativní oftalmologie a vizuální věda. 48 (11): 5299–305. doi:10.1167 / iovs.07-0288. PMC  3850295. PMID  17962486.
  18. ^ A b C Nakai, Y; Inoue, K; Abe, N; Hatakeyama, M; Ohta, KY; Otagiri, M; Hayashi, Y; Yuasa, H (srpen 2007). "Funkční charakterizace lidského protonu spojeného folátového transportéru / proteinu nosního hemu 1 heterologně exprimovaného v savčích buňkách jako folátový transportér". The Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 322 (2): 469–76. doi:10.1124 / jpet.107.122606. PMID  17475902. S2CID  23277839.
  19. ^ A b Zhao, R; Qiu, A; Tsai, E; Jansen, M; Akabas, MH; Goldman, ID (září 2008). „Transportér folátu spojený s protony: dopad na transport pemetrexedu a na antifolátové aktivity ve srovnání se sníženým transportérem folátu“. Molekulární farmakologie. 74 (3): 854–62. doi:10,1124 / mol 108,045443. PMC  2716086. PMID  18524888.
  20. ^ Urquhart, BL; Gregor, JC; Chande, N; Knauer, MJ; Tirona, RG; Kim, RB (únor 2010). "Lidský protonem spojený folátový transportér (hPCFT): modulace intestinální exprese a funkce léky". American Journal of Physiology. Fyziologie gastrointestinálního traktu a jater. 298 (2): G248–54. doi:10.1152 / ajpgi.00224.2009. PMID  19762432.
  21. ^ Stark, M; Gonen, N; Assaraf, YG (9. října 2009). "Funkční prvky v minimálním promotoru lidského transportéru folátu spojeného s protony". Sdělení o biochemickém a biofyzikálním výzkumu. 388 (1): 79–85. doi:10.1016 / j.bbrc.2009.07.116. PMID  19643086.
  22. ^ Diop-Bove, NK; Wu, J; Zhao, R; Locker, J; Goldman, ID (srpen 2009). „Hypermethylace lidského protonu spojeného folátového transportéru (SLC46A1) s minimální transkripční regulační oblastí v antifolát-rezistentní buněčné linii HeLa“. Molecular Cancer Therapeutics. 8 (8): 2424–31. doi:10.1158 / 1535-7163.mct-08-0938. PMC  2735101. PMID  19671745.
  23. ^ Gonen, N; Assaraf, YG (29. října 2010). „Povinný transportér střevní kyseliny listové PCFT (SLC46A1) je regulován nukleárním respiračním faktorem 1“. The Journal of Biological Chemistry. 285 (44): 33602–13. doi:10.1074 / jbc.m110.135640. PMC  2962458. PMID  20724482.
  24. ^ Eloranta, JJ; Zaïr, ZM; Hiller, C; Häusler, S; Stieger, B; Kullak-Ublick, GA (listopad 2009). „Vitamin D3 a jeho jaderný receptor zvyšují expresi a aktivitu lidského transportéru folátu spojeného s protony“. Molekulární farmakologie. 76 (5): 1062–71. doi:10,1124 / mol. 109,055392. PMID  19666701. S2CID  11155598.
  25. ^ A b C Shayeghi, M; Latunde-Dada, GO; Oakhill, JS; Laftah, AH; Takeuchi, K; Halliday, N; Khan, Y; Warley, A; McCann, FE; Hider, RC; Frazer, DM; Anderson, GJ; Vulpe, CD; Simpson, RJ; McKie, AT (9. září 2005). "Identifikace střevního transportéru hemu". Buňka. 122 (5): 789–801. doi:10.1016 / j.cell.2005.06.025. PMID  16143108. S2CID  9130882.
  26. ^ Subramanian, VS; Marchant, JS; Said, HM (leden 2008). „Apikální cílení na membránu a obchodování s lidským transportérem spojeným s protony v polarizovaném epitelu“. American Journal of Physiology. Fyziologie buněk. 294 (1): C233–40. doi:10.1152 / ajpcell.00468.2007. PMID  18003745.
  27. ^ A b C Geller, J; Kronn, D; Jayabose, S; Sandoval, C (leden 2002). "Dědičná malabsorpce folátu: rodinná zpráva a přehled literatury". Lék. 81 (1): 51–68. doi:10.1097/00005792-200201000-00004. PMID  11807405. S2CID  27156694.
  28. ^ Grapp, M; Wrede, A; Schweizer, M; Hüwel, S; Galla, HJ; Snaidero, N; Simons, M; Bückers, J; Nízká, PS; Urlaub, H; Gärtner, J; Steinfeld, R (2013). „Transcytóza plexus choroid a pendlování exozomu dodávají folát do mozkového parenchymu“. Příroda komunikace. 4: 2123. doi:10.1038 / ncomms3123. PMID  23828504.
  29. ^ Bozard, BR; Ganapathy, PS; Duplantier, J; Mysona, B; Ha, Y; Roon, P; Smith, R; Goldman, ID; Prasad, P; Martin, PM; Ganapathy, V; Smith, SB (červen 2010). "Molekulární a biochemická charakterizace folátových transportních proteinů v sítnicových Müllerových buňkách". Investigativní oftalmologie a vizuální věda. 51 (6): 3226–35. doi:10,1167 / iovs.09-4833. PMC  2891475. PMID  20053979.
  30. ^ Williams, PJ; Mistry, HD; Morgan, L (duben 2012). „Exprese folátového transportéru klesá v lidské placentě během těhotenství a v preeklampsii.“ Těhotenská hypertenze. 2 (2): 123–31. doi:10.1016 / j.preghy.2011.12.001. PMID  26105097.
  31. ^ Horne, DW; Reed, KA; Hoefs, J; Said, HM (červenec 1993). „Transport 5-methyltetrahydrofolátu ve vezikulách bazolaterální membrány z lidských jater“. American Journal of Clinical Nutrition. 58 (1): 80–4. doi:10.1093 / ajcn / 58.1.80. PMID  8317394.
  32. ^ Chancy, CD; Kekuda, R; Huang, W; Prasad, PD; Kuhnel, JM; Sirotnak, FM; Roon, P; Ganapathy, V; Smith, SB (7. července 2000). „Exprese a diferenciální polarizace transportéru-1 s redukovanou folátem a folátového receptoru alfa v savčím retinálním pigmentovém epitelu“. The Journal of Biological Chemistry. 275 (27): 20676–84. doi:10.1074 / jbc.m002328200. PMID  10787414.
  33. ^ Zhao, R; Diop-Bove, N; Visentin, M; Goldman, ID (21. srpna 2011). "Mechanismy membránového transportu folátů do buněk a přes epitel". Každoroční přehled výživy. 31: 177–201. doi:10.1146 / annurev-nut-072610-145133. PMC  3885234. PMID  21568705.
  34. ^ Keating, E; Lemos, C; Azevedo, I; Martel, F (únor 2006). "Porovnání charakteristik absorpce kyseliny listové buňkami lidského placentárního choriokarcinomu při kyselém a fyziologickém pH". Kanadský žurnál fyziologie a farmakologie. 84 (2): 247–55. doi:10.1139 / y05-129. PMID  16900951.
  35. ^ Bhandari, SD; Joshi, SK; McMartin, KE (22. ledna 1988). "Vazba folátu a transport krysími ledvinovými kartáčovými membránovými vezikuly". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembrány. 937 (2): 211–8. doi:10.1016 / 0005-2736 (88) 90243-x. PMID  2892531.
  36. ^ A b Diop-Bove, N; Kronn, D; Goldman, ID; Pagon, RA; Adam, MP; Ardinger, HH; Wallace, SE; Amemiya, A; Bean, LJH; Bird, TD; Dolan, ČR; Fong, CT; Smith, RJH; Stephens, K (1993). "Dědičná malabsorpce folátu". PMID  20301716. Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc)
  37. ^ Torres, A; Newton, SA; Crompton, B; Borzutzky, A; Neufeld, EJ; Notarangelo, L; Berry, GT (26. května 2015). Sériové monitorování 5-methyltetrahydrofolátu v mozkomíšním moku k vedení léčby vrozené malabsorpce folátu v důsledku deficitu transportéru folátu spojeného s protony (PCFT). Zprávy JIMD. 24. str. 91–6. doi:10.1007/8904_2015_445. ISBN  978-3-662-48226-1. PMC  4582027. PMID  26006721.
  38. ^ Salojin, KV; Cabrera, RM; Sun, W; Chang, WC; Lin, C; Duncan, L; Platt, KA; Přečtěte si, R; Vogel, P; Liu, Q; Finnell, RH; Oravecz, T (5. května 2011). „Myší model dědičné malabsorpce folátu: delece genu PCFT vede k systémovému deficitu folátu“. Krev. 117 (18): 4895–904. doi:10.1182 / krev-2010-04-279653. PMID  21346251.
  39. ^ Kugel Desmoulin, S; Wang, L; Hales, E; Polin, L; Bílá, K; Kushner, J; Stout, M; Hou, Z; Cherian, C; Gangjee, A; Latherly, LH (prosinec 2011). „Terapeutické cílení nového 6-substituovaného pyrrolo [2,3-d] pyrimidin thienoyl antifolátu na lidské pevné nádory na základě selektivního vychytávání transportéru folátu spojeného s protony“. Molekulární farmakologie. 80 (6): 1096–107. doi:10,1124 / mol 1111,073833. PMC  3228537. PMID  21940787.
  40. ^ Zhao, R; Gao, F; Hanscom, M; Goldman, ID (15. ledna 2004). „Prominentní aktivita transportu methotrexátu s nízkým pH v lidských solidních nádorech: příspěvek k zachování farmakologické aktivity methotrexátu v buňkách HeLa bez redukovaného folátového nosiče“. Klinický výzkum rakoviny. 10 (2): 718–27. doi:10.1158 / 1078-0432.ccr-1066-03. PMID  14760095.
  41. ^ A b Desmoulin, SK; Hou, Z; Gangjee, A; Spíše LH (prosinec 2012). „Transportér folátu spojený s lidskými protony: biologie a terapeutické aplikace na rakovinu“. Biologie a terapie rakoviny. 13 (14): 1355–73. doi:10,4161 / cbt.22020. PMC  3542225. PMID  22954694.