Костный сиалопротеин - Bone sialoprotein

МПФН
Идентификаторы
Псевдонимы	МПФН, BNSP, BSP, BSP-II, SP-II, интегрин-связывающий сиалопротеин
Внешние идентификаторы	OMIM: 147563 MGI: 96389 ГомолоГен: 3644 Генные карты: МПФН
Расположение гена (человек) Chr. Хромосома 4 (человек)[1] Группа 4q22.1 Начинать 87,799,554 бп[1] Конец 87,812,435 бп[1]
Расположение гена (Мышь) Chr. Хромосома 5 (мышь)[2] Группа 5 E5 | 5 50,68 см Начинать 104,299,171 бп[2] Конец 104,311,469 бп[2]
Генная онтология Молекулярная функция • связывание интегрина • молекулярная функция Сотовый компонент • внеклеточный матрикс • внеклеточная область • мембрана • внеклеточный • везикул Биологический процесс • развитие биоминеральной ткани • минерализация костей • клеточный ответ на стимул фактора роста • клеточная адгезия • организация внеклеточного матрикса • дифференцировка остеобластов • окостенение • положительная регуляция клеточной адгезии Источники:Amigo / QuickGO
Ортологи
Разновидность	Человек	Мышь
Entrez	3381	15891
Ансамбль	ENSG00000029559	ENSMUSG00000029306
UniProt	P21815	Q61711
RefSeq (мРНК)	NM_004967	NM_008318
RefSeq (белок)	NP_004958	NP_032344
Расположение (UCSC)	Chr 4: 87,8 - 87,81 Мб	Chr 5: 104,3 - 104,31 Мб
PubMed поиск	[3]	[4]
Викиданные
Просмотр / редактирование человека Просмотр / редактирование мыши

Костный сиалопротеин (BSP) является составной частью минерализованные ткани Такие как кость, дентин, цемент и кальцинированный хрящ. BSP является важным компонентом внеклеточного матрикса кости и, как предполагается, составляет примерно 8% всех неколлагеновых белков, обнаруженных в кости и цементе.^[5] BSP, а SIBLING белок, был первоначально выделен из кортикальной кости крупного рогатого скота как гликопептид массой 23 кДа с высоким сиаловая кислота содержание.^[6][7]

Человеческий вариант BSP называется костный сиалопротеин 2 также известный как клеточно-связывающий сиалопротеин или же интегрин-связывающий сиалопротеин и кодируется МПФН ген.^[8]

Структура

Нативный BSP имеет кажущуюся молекулярную массу 60-80 кДа на основе SDS-СТРАНИЦА, что является значительным отклонением от прогнозируемого веса (на основе кДНК последовательность) приблизительно 33 кДа.^[9] КДНК BSP млекопитающих кодируют белки, содержащие в среднем 317 аминокислот, которые включают секреторный сигнальный пептид из 16 остатков. Среди кДНК млекопитающих, охарактеризованных в настоящее время, существует примерно 45% консервативности идентичности последовательностей и дополнительных 10-23% консервативных замен. Белок очень кислый (pKa ~ 3,9).^[10] и содержит большое количество остатков Glu, составляющих ~ 22% от общего количества аминокислот.

Прогнозирование вторичной структуры и анализ гидрофобности показывают, что первичная последовательность BSP имеет открытую гибкую структуру с потенциалом для образования областей α-спираль и немного β-лист.^[11] Однако большинство исследований продемонстрировали, что BSP не имеет α-спиральной или β-листовой структуры по данным 1D ЯМР.^[10][12] и круговой дихроизм.^[13] Анализ нативного белка с помощью электронной микроскопии подтверждает, что белок имеет протяженную структуру длиной примерно 40 нм.^[14] Эта гибкая конформация предполагает, что белок имеет несколько структурных доменов, однако было высказано предположение, что может быть несколько пространственно сегментированных функциональных доменов, включая гидрофобный коллаген -связывающий домен (rattus norvegicus остатки 36-57),^[15] а гидроксиапатит -ядерная область смежных остатков глутаминовой кислоты (rattus norvegicus остатки 78-85, 155-164)^[13] и классический интегрин -связывающий мотив (RGD) возле С-конца (rattus norvegicus остатки 288-291).

Было продемонстрировано, что BSP подвергается обширной посттрансляционной модификации с углеводами и другими модификациями, составляющими приблизительно 50% молекулярной массы нативного белка.^[16][17] Эти модификации, которые включают N- и O-связанные гликозилирование, тирозин сульфатирование и серин и треонин фосфорилирование, делают белок очень гетерогенным.

Трехмерная модель костного сиалопротеина человека была разработана с использованием методов молекулярного моделирования, как показано на рисунке выше. Модель предполагает, что белок обеспечивает гибкий шаблон для быстрой самосборки ионов кальция и фосфата, таким образом, зародыша роста кристаллов гидроксиапатита.^[18]

Функция

Количество BSP в кости и дентине примерно одинаково,^[19] однако функция BSP в этих минерализованных тканях неизвестна. Одна из возможностей состоит в том, что BSP действует как ядро ​​для образования первого апатит кристаллы.^[20] Поскольку апатит формируется вдоль коллагеновых волокон внутри внеклеточного матрикса, BSP может помочь направить, перенаправить или подавить рост кристаллов.

Дополнительными функциями BSP являются ангиогенез и защита от лизиса клеток, опосредованного комплементом. Регуляция гена BSP важна для минерализации костного матрикса и роста опухоли в кости.^[21]

Рекомендации

1. ГРЧ38: Ансамбль выпуск 89: ENSG00000029559 - Ансамбль, Май 2017
2. GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000029306 - Ансамбль, Май 2017
3. "Справочник человека по PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
4. "Ссылка на Mouse PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
5. Фишер Л. В., Макбрайд О. В., Термин Д. Д., Янг М. Ф. (февраль 1990 г.). «Костный сиалопротеин человека. Выведенная последовательность белка и хромосомная локализация». J. Biol. Chem. 265 (4): 2347–51. PMID  2404984.
6. Уильямс PA, Peacocke AR (ноябрь 1965). «Физические свойства гликопротеина кортикальной кости крупного рогатого скота (костный сиалопротеин)». Биохим. Биофиз. Acta. 101 (3): 327–35. Дои:10.1016/0926-6534(65)90011-4. PMID  5862222.
7. Селедка GM (февраль 1964 г.). «Сравнение сиалопротеина бычьей кости и оросомукоида сыворотки». Природа. 201 (4920): 709. Дои:10.1038 / 201709a0. PMID  14139700. S2CID  4210187.
8. Керр Дж. М., Фишер Л. В., Термин Дж. Д., Ван М. Г., Макбрайд О. В., Молодой М. Ф. (август 1993 г.). «Ген костного сиалопротеина человека (IBSP): геномная локализация и характеристика». Геномика. 17 (2): 408–15. Дои:10.1006 / geno.1993.1340. PMID  8406493.
9. Фишер Л.В., Уитсон С.В., Авиоли Л.В., Термин Д.Д. (октябрь 1983 г.). «Матричный сиалопротеин развивающейся кости». J. Biol. Chem. 258 (20): 12723–7. PMID  6355090.
10. Стаббс Дж. Т., Минц К. П., Иэнс Э. Д., Торчиа Д. А., Фишер Л. В. (август 1997 г.). «Характеристика природного и рекомбинантного костного сиалопротеина: определение областей связывания минералов и клеточной адгезии и структурный анализ домена RGD». J. Bone Miner. Res. 12 (8): 1210–22. Дои:10.1359 / jbmr.1997.12.8.1210. PMID  9258751. S2CID  26407786.
11. Шапиро Х.С., Чен Дж., Врана Дж. Л., Чжан К., Блюм М., Содек Дж. (Ноябрь 1993 г.). «Характеристика сиалопротеина костей свиньи: первичная структура и клеточная экспрессия». Матрица. 13 (6): 431–40. Дои:10.1016 / s0934-8832 (11) 80109-5. PMID  8309422.
12. Фишер Л.В., Торчиа Д.А., Фор Б., Янг М.Ф., Федарко Н.С. (январь 2001 г.). «Гибкие структуры белков SIBLING, костного сиалопротеина и остеопонтина». Biochem. Биофиз. Res. Сообщество. 280 (2): 460–5. Дои:10.1006 / bbrc.2000.4146. PMID  11162539.
13. Тай С.Э., Рэттрей К.Р., Уорнер К.Дж., Гордон Дж.А., Содек Дж., Хантер Г.К., Голдберг HA (март 2003 г.). «Выделение гидроксиапатит-зародышевых доменов костного сиалопротеина». J. Biol. Chem. 278 (10): 7949–55. Дои:10.1074 / jbc.M211915200. PMID  12493752.
14. Олдберг А., Францен А., Хейнегард Д. (декабрь 1988 г.). «Первичная структура клеточно-связывающего сиалопротеина кости». J. Biol. Chem. 263 (36): 19430–2. PMID  3198635.
15. Тай CE, Хантер GK, Голдберг HA (апрель 2005 г.). «Идентификация коллагенсвязывающего домена I типа костного сиалопротеина и характеристика механизма взаимодействия». J. Biol. Chem. 280 (14): 13487–92. Дои:10.1074 / jbc.M408923200. PMID  15703183.
16. Кинне Р. В., Фишер Л. В. (июль 1987 г.). «Кератансульфат протеогликан в компактной кости кролика - это костный сиалопротеин II». J. Biol. Chem. 262 (21): 10206–11. PMID  2956253.
17. Ганс Б., Ким Р. Х., Содек Дж. (1999). «Костный сиалопротеин». Крит. Rev. Oral Biol. Med. 10 (1): 79–98. Дои:10.1177/10454411990100010401. PMID  10759428.
18. Винсент К., Даррант М.С. (2013). «Структурно-функциональная модель костного сиалопротеина человека» (PDF). J. Mol. График. Модель. 39: 108–117. Дои:10.1016 / j.jmgm.2012.10.007. PMID  23261880.
19. Цинь С., Брунн Дж. К., Джонс Дж., Джордж А., Рамачандран А., Горски Дж. П., Батлер В. Т. (апрель 2001 г.). «Сравнительное исследование белков, богатых сиаловой кислотой, в костях и дентине крыс». Евро. J. Oral Sci. 109 (2): 133–41. Дои:10.1034 / j.1600-0722.2001.00001.x. PMID  11347657.
20. Хантер Г.К., Гольдберг HA (август 1994 г.). «Модуляция образования кристаллов костными фосфопротеинами: роль богатых глутаминовой кислотой последовательностей в нуклеации гидроксиапатита костным сиалопротеином». Biochem. J. 302 (Pt 1) (Pt 1): 175–9. Дои:10.1042 / bj3020175. ЧВК  1137206. PMID  7915111.
21. Огата Ю. (апрель 2008 г.). «Костный сиалопротеин и его механизм регуляции транскрипции». J. Periodont. Res. 43 (2): 127–35. Дои:10.1111 / j.1600-0765.2007.01014.x. PMID  18302613.

внешняя ссылка

• Человек МПФН расположение генома и МПФН страница сведений о гене в Браузер генома UCSC.

дальнейшее чтение

• Карадаг А., Фишер Л. В. (2006). «Костный сиалопротеин усиливает миграцию стромальных клеток костного мозга через матрицы, связывая ММР-2 с альфа (v) бета3-интегрином». J. Bone Miner. Res. 21 (10): 1627–36. Дои:10.1359 / jbmr.060710. PMID  16995818. S2CID  84886034.
• Барнс Г.Л., Джавед А., Уоллер С.М. и др. (2003). «Связанные с остеобластами факторы транскрипции Runx2 (Cbfa1 / AML3) и MSX2 опосредуют экспрессию костного сиалопротеина в метастатических клетках рака груди человека». Рак Res. 63 (10): 2631–7. PMID  12750290.
• Карлинфанте Дж., Вассилиу Д., Свенссон О. и др. (2003). «Дифференциальная экспрессия остеопонтина и костного сиалопротеина в костных метастазах карциномы молочной железы и простаты». Clin. Exp. Метастаз. 20 (5): 437–44. Дои:10.1023 / А: 1025419708343. PMID  14524533. S2CID  341938.
• Hwang Q, Cheifetz S, Total CM, et al. (2009). «Костный сиалопротеин не взаимодействует с прогелатиназой A (MMP-2) и не опосредует активацию MMP-2». BMC Рак. 9: 121. Дои:10.1186/1471-2407-9-121. ЧВК  2679042. PMID  19386107.
• Стиркарсдоттир У., Халлдорссон Б.В., Гретарсдоттир С. и др. (2009). «Новые варианты последовательности, связанные с минеральной плотностью кости». Nat. Genet. 41 (1): 15–7. Дои:10,1038 / нг.284. PMID  19079262. S2CID  9876454.
• Чжан Л., Хоу Х, Лу С. и др. (2010). «Прогностическое значение костного сиалопротеина и остеопонтина для метастазов в кости у пациентов с удаленным китайским немелкоклеточным раком легкого: большое когортное ретроспективное исследование». Рак легких. 67 (1): 114–9. Дои:10.1016 / j.lungcan.2009.03.017. PMID  19376608.
• Рока Х., Фимфилаи М., Гопалакришнан Р. и др. (2005). «Кооперативные взаимодействия между RUNX2 и сайтами связывания гомеодоменного белка имеют решающее значение для остеобласт-специфической экспрессии гена костного сиалопротеина». J. Biol. Chem. 280 (35): 30845–55. Дои:10.1074 / jbc.M503942200. PMID  16000302.
• Ламур В., Детри С., Санчес С. и др. (2007). «Репрессия, опосредованная Runx2 и гистондеацетилазой 3, облегчается при дифференцировке клеток остеобластов человека, что обеспечивает высокую экспрессию сиалопротеинов в костях». J. Biol. Chem. 282 (50): 36240–9. Дои:10.1074 / jbc.M705833200. PMID  17956871.
• Огата Ю. (2008). «Костный сиалопротеин и его механизм регуляции транскрипции». J. Periodont. Res. 43 (2): 127–35. Дои:10.1111 / j.1600-0765.2007.01014.x. PMID  18302613.
• Папотти М., Калебич Т., Воланте М. и др. (2006). «Костный сиалопротеин является предиктором метастазов в кости при резектабельном немелкоклеточном раке легкого: ретроспективное исследование случай-контроль». J. Clin. Онкол. 24 (30): 4818–24. Дои:10.1200 / JCO.2006.06.1952. PMID  17050866.
• Франк О., Хайм М., Якоб М. и др. (2002). «Количественный анализ RT-PCR в реальном времени стромальных клеток костного мозга человека во время остеогенной дифференцировки in vitro». J. Cell. Биохим. 85 (4): 737–46. Дои:10.1002 / jcb.10174. PMID  11968014. S2CID  23595289.
• Йергес Л. М., Клей Л., Каули Дж. А. и др. (2009). "Исследование ассоциации с высокой плотностью 383 генов-кандидатов на объемную МПК шейки бедра и поясничного отдела позвоночника среди мужчин пожилого возраста". J. Bone Miner. Res. 24 (12): 2039–49. Дои:10.1359 / jbmr.090524. ЧВК  2791518. PMID  19453261.
• Гордон Дж. А., Содек Дж., Хантер Г. К., Голдберг HA (2009). «Костный сиалопротеин стимулирует фокальные сигнальные пути, связанные с адгезией: роль в миграции и выживании клеток рака груди и простаты». J. Cell. Биохим. 107 (6): 1118–28. Дои:10.1002 / jcb.22211. PMID  19492334. S2CID  36937586.
• Араки С., Мезава М., Сасаки Ю. и др. (2009). «Регулирование транскрипции гена сиалопротеина кости человека паратироидным гормоном опосредуется двумя элементами ответа цАМФ». J. Cell. Биохим. 106 (4): 618–25. Дои:10.1002 / jcb.22039. PMID  19127545. S2CID  5586385.
• Wuttke M, Müller S, Nitsche DP, Paulsson M, Hanisch FG, Maurer P (сентябрь 2001 г.). «Структурная характеристика человеческого рекомбинантного и костного сиалопротеина кости. Функциональные последствия для прикрепления клеток и связывания гидроксиапатита». J. Biol. Chem. 276 (39): 36839–48. Дои:10.1074 / jbc.M105689200. PMID  11459848.
• Хилбиг Х., Винер Т., Армбрустер Ф. П. и др. (2005). «Влияние поверхностей дентальных имплантатов на экспрессию костного сиалопротеина в клетках, полученных из кости нижней челюсти человека». Med. Sci. Монит. 11 (4): BR111–5. PMID  15795688.
• Коллер Д.Л., Итикава С., Лай Д. и др. (2010). "Общегеномное исследование минеральной плотности костной ткани у женщин европейского происхождения в пременопаузе и репликации у афроамериканок". J. Clin. Эндокринол. Метаб. 95 (4): 1802–9. Дои:10.1210 / jc.2009-1903. ЧВК  2853986. PMID  20164292.
• Strausberg RL, Feingold EA, Grouse LH, et al. (2002). «Создание и первоначальный анализ более 15 000 полноразмерных последовательностей кДНК человека и мыши». Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 99 (26): 16899–903. Дои:10.1073 / pnas.242603899. ЧВК  139241. PMID  12477932.
• Фудзисава Р. (2002). «[Последние достижения в исследованиях белков костного матрикса]». Ниппон Риншо. 60 Дополнение 3: 72–8. PMID  11979972.
• Лойбл С., Кенигс А., Кауфманн М., Коста С.Д., Бишофф Дж. (Декабрь 2006 г.). «[PTHrP и костный сиалопротеин как прогностические маркеры развития метастазов в кости у пациентов с раком груди]». Центрбл Гынаколь (на немецком). 128 (6): 330–5. Дои:10.1055 / с-2006-942314. PMID  17213971.
• Уччелло М., Малагуарнера Г., Ваканте М. и др. (2011). «Сывороточные уровни сиалопротеинов в костях и метастазы в кости». J. Cancer Res. Ther. 7 (2): 115–9. Дои:10.4103/0973-1482.82912. PMID  21768695.