Stanniocalcin - Stanniocalcin - Wikipedia

Stanniocalcin (původně pojmenovaný hypokalcin nebo teleokalcin nebo parathyrin)[1] je rodina hormonů, které regulují vápník a fosfát rovnováha v těle. První objevený stanniocalcin byl z ryb a byl identifikován jako hlavní látka snižující vápník (hypokalcemický ) faktor.[2] Byl izolován ze zvláštních orgánů u zvaných ryb částice Stannia, odtud název stanniocalcin. Chemicky jsou stanniocalciny glykosylovaný proteiny (tj. proteiny obsahující uhlohydráty, nebo glykoproteiny ) mající molekulovou hmotnost 50 kDa. Existují v molekulárních párech (homodimery ) a jsou spojeny disulfidová vazba. Stanniocalciny se skládají z přibližně 250 aminokyselin.[3]

Objev

V roce 1839 německý anatom Hermann Friedrich Stannius objevil pár nových struktur uvnitř ledvin jesetera a kostnatých ryb. Věřil, že jsou jakýmsi druhem nadledvina (nachází se u savců) u těchto ryb. V roce 1896 francouzský fyziolog A. Petit prokázal, že odstranění jedné ze struktur vedlo k degeneraci druhé. Navrhl, aby tyto struktury byly endokrinní orgány. V roce 1908 italský zoolog Ercole Giacomini jako první popsal, že tyto struktury byly přítomny pouze u ryb, kterým chybí příštítná tělíska. Rozlišoval je a pojmenoval je „zadní interrenální“ od přední části ledviny, kterou nazval „přední interrenální“.[4] Francouzský fyziolog M. Fontaine uvedl, že krvinky byly odpovědné za kontrolu hladiny vápníku v krvi. V roce 1971 Peter K.T. U muže se objevil Pang z Yaleovy univerzity halančík, Heterocyklus fundulus, že krvinky řídí metabolismus vápníku. Zjistil, že odstranění tělesa vedlo k vývoji ledvinový kámen a zvýšení hladiny vápníku v séru.[5] V polovině 70. let se potvrdilo, že částice vylučují faktor, který může snižovat hladinu vápníku, podobně jako v případě kalcitonin ale úplně jiný. a Pang dal budoucí jméno „hypokalcin“.[6][7] Chemická sloučenina byla izolována v roce 1986 z losos sockeye (Oncorhynchus nerka), a protože to bylo od teleostu, říkalo se mu „teleokalcin“.[2][8] Lepší izolace byla hlášena v roce 1988 od různých druhů, včetně úhoře říčního, tilapie, zlatých ryb a kaprů. Bylo zjištěno, že hypokalcin i teleokalcin jsou stejné.[3] Bylo přesvědčivě prokázáno, že izolovaná sloučenina je faktorem, který snižuje hladinu vápníku u těchto ryb.[9][10] V roce 1990 bylo vypracováno přesné chemické složení a biosyntetická válka, která dostala název „stanniocalcin“, protože bylo zjištěno, že jej vyrábějí výlučně tělní buňky Stannia.[11] Kompletní aminokyselinová sekvence byla popsána v roce 1995.[12]

Struktura

Stanniocalcin je glykoprotein, který existuje v homodimeru, tj. Ve dvou podobných peptidových molekulách. Každá jednotlivá molekula je složena ze 179 aminokyselin. Peptidová sekvence je charakterizována přítomností 11 zbytků poloviny Cys a jednoho N-vázaná glykosylace stránky.[12] Skutečná aminokyselinová sekvence a celková délka se u jednotlivých druhů liší, tedy od molekulové hmotnosti. U většiny druhů má velikost 54 kDa.[3] I když je to jen 44 kDa Atlantský losos.[13] U lososů byl homodimer spojen jedinou intermonomerní disulfidovou vazbou na Cys169. Každý monomer zase obsahuje pět intramonomerních disulfidových vazeb vytvořených mezi Cys12-Cys26, Cys21-Cys41, Cys32-Cys81, Cys65-Cys95 a Cys102-Cys137.[14] Jeho syntéza je regulována expresí mRNA STC (stannioclacin). Sekvence STC mRNA se u jednotlivých druhů liší. Například u lososa má délku přibližně 2 kilobáze a kóduje primární produkt translace 256 aminokyselin. Prvních 33 zbytků obsahuje pre-pro (neaktivní formu) oblast hormonu, zatímco zbývajících 223 zbytků tvoří zralou formu hormonu. Jedna N-vázaná, glykosylační konsenzuální sekvence byla identifikována v oblasti kódující protein, stejně jako lichý počet polovičních cysteinových zbytků, přičemž druhý z nich by umožňoval vazbu mezi řetězci nebo dimerizaci monomerních podjednotek.[15]

Funkce

U kostnatých ryb je stanniocalcin hlavním hormonem, který reguluje hladinu vápníku. I když je také přítomen další hormon snižující vápník, kalcitonin, tyto ryby vyžadují účinnější hormon, protože vápník rychle vstupuje do jejich krve žábry a střevní stěnou. Cílovými místy stanniocalsinu jsou tedy žábry a střeva, kde je přímo inhibována absorpce (absorpce) vápníku.[16] Zvýšení sérového vápníku spouští uvolňování stanniocalcinu. Na rozdíl od kalcitoninu také reguluje hladinu fosfátů.[17] Inhibuje vylučování fosfátů z ledvin.[1]

Variace u jiných zvířat

Stanniocalcin byl také detekován u savců. U savců existují dvě varianty forem, STC1, která je zásadně podobná rybím stanniocalcinu, a STC2, která se liší strukturou a funkcí. U bezobratlých, sladkovodní pijavice bylo zjištěno, že obsahují hormon. V pijavicích se produkuje v tukových buňkách (adipocyty ).[18]

STC1

STC1 byl objeven v roce 1995 z lidské ledviny. Bylo prokázáno, že extrakt z lidské ledviny má stejný účinek na inhibici vápníku, když je injikován do ryby.[19] Gen, který produkuje STC1, STC1 se nachází v krátkém rameni lidského chromozomu 8 (poloha p21.2). STC1 mRNA se tvoří v srdci, plicích, játrech, nadledvinách, prostatě a vaječnících, což naznačuje, že se jedná o místa syntézy. Vaječník obsahuje nejvyšší hladinu mRNA STC1. Rybí stanniocalcin a savčí STC1 jsou úzce spjaty a jejich struktura je přibližně z 50% podobná.[20] Oba jsou zodpovědní za rovnováhu vápníku a fosfátů.[21] U savců je převládající funkcí STC1 aktivace reabsorpce fosfátů v tenkém střevě a proximálních tubulech ledvin.[22]

STC2

STC2 byl objeven z databáze lidské DNA.[23] V člověku STC2 vyrábí STC2 gen, který se nachází v dlouhém rameni lidského chromozomu 5 (poloha q35.1). Je velmi odlišný od STC1 a vykazuje pouze 34% podobnost. STC2 mRNA se nachází ve slinivce břišní, ledvinách, slezině a kosterních svalech.[20]

Lékařský význam

Je známo, že savčí stanniocalciny souvisejí s vývojem rakoviny, jako je rakovina prsu a vaječníků. U těchto druhů rakoviny se nadměrně produkují jak STC1, tak STC2. Jejich umístění v chromozomech jsou místy genů pro tvorbu nádorů.[22] U rakoviny prsu zvýšené hormony odpovídají zvýšeným estrogenovým receptorům. Zvýšený STC1 je konkrétně spojen s jinými typy rakoviny, včetně leukémie, kolorektálního karcinomu, karcinomu a rakoviny plic.[24] STC2 souvisí s rakovinou děložního čípku,[25] a rakovina vaječníků.[26]

Reference

  1. ^ A b Suzuki, Nobuo (2015). „Stanniocalcin“. V Takei, Yoshio; Ando, ​​Hironori; Tsutsui, Kazuyoshi (eds.). Příručka hormonů: Srovnávací endokrinologie pro základní a klinický výzkum. Oxford (UK): Academic Press. 247–249. ISBN  978-0-12-801067-9.
  2. ^ A b Wagner, GF; Hampong, M; Park, CM; Copp, DH (1986). „Čištění, charakterizace a biologická zkouška teleokalcinu, glykoproteinu z lososích tělísek Stannia“. Obecná a srovnávací endokrinologie. 63 (3): 481–91. doi:10.1016/0016-6480(86)90149-8. PMID  3557071.
  3. ^ A b C Lafeber, FP; Hanssen, RG; Choy, YM; Flik, ​​G; Herrmann-Erlee, MP; Pang, PK; Bonga, SE (1988). „Identifikace hypokalcinu (teleokalcinu) izolovaného z pstruhů Stannius corpuscles“ (PDF). Obecná a srovnávací endokrinologie. 69 (1): 19–30. doi:10.1016/0016-6480(88)90048-2. PMID  3360288.
  4. ^ Nadkarni, V. B .; Gorbman, Aubrey (1966). "Struktura corpuscle of Stannius in normal and radiothyroidectomized chinook fingerlings and spawn Pacific Pacific". Acta Zoologica. 47 (1–2): 61–66. doi:10.1111 / j.1463-6395.1966.tb00741.x.
  5. ^ Pang, Peter K. T. (1971). „Vztah mezi těly Stannia a regulací sérových elektrolytů u killifish, Heterocyklus fundulus". Journal of Experimental Zoology. 178 (1): 1–8. doi:10.1002 / jez.1401780102.
  6. ^ Pang, PK; Pang, RK (1974). „Aktivita vápníku a hypokalcinu v životním prostředí ve stanniuských částech sumcového kanálu, Ictalurus punctatus (Rafinesque) ". Obecná a srovnávací endokrinologie. 23 (2): 239–241. doi:10.1016/0016-6480(74)90133-6. PMID  4837805.
  7. ^ Olivereau, M; Olivereau, J (1978). "Prolaktin, hyperkalcémie a krvinky Stannia v úhořích s mořskou vodou". Výzkum buněk a tkání. 186 (1): 81–96. doi:10.1007 / bf00219656. PMID  627014.
  8. ^ Wagner, Graham F .; Friesen, Henry G. (1989). "Studie o struktuře a fyziologii lososího teleokalcinu". Fyziologie a biochemie ryb. 7 (1–6): 367–374. doi:10.1007 / BF00004730. PMID  24221795.
  9. ^ Lafeber, FP; Flik, ​​G; Wendelaar Bonga, SE; Perry, SF (1988). „Hypocalcin ze Stannius corpuscles inhibuje vychytávání vápníku žábrami u pstruhů“. Americký žurnál fyziologie. 254 (6 Pt 2): R891-6. PMID  3381914.
  10. ^ Lafeber, FP; Perry, SF (1988). „Experimentální hyperkalcémie vyvolává uvolňování hypokalcinu a inhibuje příliv Ca2 + do větví ve sladkovodním pstruhu“. Obecná a srovnávací endokrinologie. 72 (1): 136–143. doi:10.1016 / 0016-6480 (88) 90189-x. PMID  3181737.
  11. ^ Flik, ​​G; Labedz, T; Neelissen, JA; Hanssen, RG; Wendelaar Bonga, SE; Pang, PK (1990). "Duhové pstruhy ze Stania: syntéza stanniocalcinu in vitro". Americký žurnál fyziologie. 258 (5 Pt 2): R1157-1164. PMID  2337196.
  12. ^ A b Yamashita, Kunihiko; Koide, Yoshio; Itoh, Hiromichi; Kawada, Naoki; Kawauchi, Hiroshi (1995). „Kompletní aminokyselinová sekvence lososího stanu stanniocalcinu, hormonu regulujícího vápník v teleostech“. Molekulární a buněčná endokrinologie. 112 (2): 159–167. doi:10.1016/0303-7207(95)03590-4.
  13. ^ Wagner, GF; Jaworski, EM; Haddad, M (1998). "Stanniocalcin v mořském lososovi: struktura, funkce a regulace". Americký žurnál fyziologie. 274 (4 Pt 2): R1177-1185. PMID  9575986.
  14. ^ Hulova, Irena; Kawauchi, Hiroshi (1999). „Přiřazení disulfidových vazeb v stanniocalcinu z lososa obecného“. Sdělení o biochemickém a biofyzikálním výzkumu. 257 (2): 295–299. doi:10.1006 / bbrc.1999.0466. PMID  10198206.
  15. ^ Wagner, Graham F .; Dimattia, Gabriel E .; Davie, James R .; Copp, D. Harold; Friesen, Henry G. (1992). "Molekulární klonování a analýza sekvence cDNA lososa coho lososa stanniocalcin". Molekulární a buněčná endokrinologie. 90 (1): 7–15. doi:10.1016 / 0303-7207 (92) 90095-N. PMID  1363790.
  16. ^ Flik, ​​G (1990). "Hypokalcinová fyziologie". Pokrok v klinickém a biologickém výzkumu. 342: 578–585. PMID  2200039.
  17. ^ Wagner, GF; Jaworski, EM; Haddad, M (1998). „Stanniocalcin v lososovi z mořské vody: struktura, funkce a regulace“. Americký žurnál fyziologie. 274 (4 Pt 2): R1177-1185. PMID  9575986.
  18. ^ Tanega, třešeň; Radman, Dennis P .; Květiny, Bree; Sterba, Thomas; Wagner, Graham F. (2004). "Důkazy pro stanniocalcin a související receptor u annelidů". Peptidy. 25 (10): 1671–1679. doi:10.1016 / j.peptides.2004.02.024. PMID  15476934.
  19. ^ Wagner, GF; Guiraudon, CC; Milliken, C; Copp, DH (1995). „Imunologické a biologické důkazy o hormonu podobném stanniocalcinu v lidské ledvině“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 92 (6): 1871–1875. doi:10.1073 / pnas.92.6.1871. PMC  42384. PMID  7892193.
  20. ^ A b Ishibashi, Kenichi; Imai, Masashi (2002). "Vyhlídka na endokrinní / parakrinní systém stanniocalcinu u savců". American Journal of Physiology. 282 (3): F367 – F375. doi:10.1152 / ajprenal.00364.2000. PMID  11832417.
  21. ^ Madsen, KL; Tavernini, MM; Yachimec, C; Mendrick, DL; Alfonso, PJ; Buergin, M; Olsen, HS; Antonaccio, MJ; Thomson, AB; Fedorak, RN (1998). „Stanniocalcin: nový protein regulující transport vápníku a fosfátů napříč střevem savců“. Americký žurnál fyziologie. 274 (1 Pt 1): G96-102. PMID  9458778.
  22. ^ A b Yeung, B.H.Y .; Law, A.Y.S .; Wong, Chris K.C. (2012). "Vývoj a role stanniocalcinu". Molekulární a buněčná endokrinologie. 349 (2): 272–280. doi:10.1016 / j.mce.2011.11.007. PMID  22115958.
  23. ^ Wagner, Graham F .; Dimattia, Gabriel E. (2006). "Rodina proteinů stanniocalcinu". Časopis experimentální zoologie Část A: Srovnávací experimentální biologie. 305A (9): 769–780. doi:10.1002 / jez.a.313. PMID  16902962.
  24. ^ Chu, S.-J .; Zhang, J .; Zhang, R .; Lu, W.-W .; Zhu, J.-S. (2015). "Vývoj a funkce stanniocalcinů v rakovině". Mezinárodní žurnál imunopatologie a farmakologie. 28 (1): 14–20. doi:10.1177/0394632015572745. PMID  25816401.
  25. ^ Wang, Yuxia; Gao, Ying; Cheng, Hairong; Yang, Guichun; Tan, Wenhua (2015). „Stanniocalcin 2 podporuje proliferaci buněk a rezistenci na cisplatinu u rakoviny děložního čípku“. Sdělení o biochemickém a biofyzikálním výzkumu. 466 (3): 362–368. doi:10.1016 / j.bbrc.2015.09.029. PMID  26361149.
  26. ^ Wu, Jingjing; Lai, Maode; Shao, Changshun; Wang, Jian; Wei, Jian-Jun (2015). „Nadměrná exprese STC2 zprostředkovaná HMGA2 je biomarkerem agresivity vysoce závažného karcinomu vaječníků“. Zprávy o onkologii. 34 (3): 1494–502. doi:10.3892 / nebo 2015.4120. PMID  26165228.

externí odkazy