Коллаген, тип IV, альфа 1 - Collagen, type IV, alpha 1

COL4A1
Protein COL4A1 PDB 1li1.png
Доступные конструкции
PDBПоиск ортолога: PDBe RCSB
Идентификаторы
ПсевдонимыCOL4A1, HANAC, ICH, POREN1, arresten, BSVD, RATOR, коллаген типа IV альфа 1, коллаген типа IV альфа 1 цепь, BSVD1, PADMAL, COL4A1s
Внешние идентификаторыOMIM: 120130 MGI: 88454 ГомолоГен: 20437 Генные карты: COL4A1
Расположение гена (человек)
Хромосома 13 (человек)
Chr.Хромосома 13 (человек)[1]
Хромосома 13 (человек)
Genomic location for COL4A1
Genomic location for COL4A1
Группа13q34Начинать110,148,963 бп[1]
Конец110,307,157 бп[1]
Экспрессия РНК шаблон
PBB GE COL4A1 211980 at fs.png

PBB GE COL4A1 211981 at fs.png
Дополнительные данные эталонного выражения
Ортологи
РазновидностьЧеловекМышь
Entrez

1282

12826

Ансамбль

ENSG00000187498

ENSMUSG00000031502

UniProt

P02462

P02463

RefSeq (мРНК)

NM_001845
NM_001303110

NM_009931

RefSeq (белок)

NP_001290039
NP_001836

NP_034061

Расположение (UCSC)Chr 13: 110.15 - 110.31 МбChr 8: 11.2 - 11.31 Мб
PubMed поиск[3][4]
Викиданные
Просмотр / редактирование человекаПросмотр / редактирование мыши

Коллагеновая альфа-1 (IV) цепь (COL4A1) - это белок что у людей кодируется COL4A1 ген на хромосома 13.[5][6] Он повсеместно экспрессируется во многих тканях и типах клеток.[7] COL4A1 является субъединицей коллаген IV типа и играет роль в ангиогенез.[8] Мутации в гене связаны с заболеваниями мозг, мышца, почка, глаз, и сердечно-сосудистая система.[9][10][11][12] В COL4A1 ген также содержит один из 27 SNP связано с повышенным риском ишемическая болезнь сердца.[13]

Структура

Ген

В COL4A1 ген находится на хромосоме 13 в полосе 13q34 и содержит 54 экзоны.[5] Этот ген производит 2 изоформы через альтернативное сращивание.[14]

Протеин

COL4A1 принадлежит к семейству коллагенов IV типа и содержит три домена: короткий N-концевой домен, длинный трехспиральный 7S домен в его центре и неколлагеновый 1 (NC1) домен в его центре. C-терминал.[14][15] Тройной спиральный домен содержит прерванные повторы G-X-Y, которые, как предполагается, обеспечивают гибкость домена.[14] Домен NC1 состоит из двух тримерных колпачков, каждая из которых содержит два фрагмента альфа 1 и один фрагмент альфа 2, которые образуют шестиконечный пропеллер, расположенный вокруг осевого туннеля. Взаимодействие между этими двумя крышками происходит вдоль большой плоской границы раздела и стабилизируется ковалентный поперечная связь между цепями альфа 1 и альфа 2 через две крышки.[15]

Функция

Коллаген IV типа является основным структурным компонентом подвальные мембраны, который содержит два или три белка COL4A1.[9] Таким образом, COL4A1 широко распространен и обнаружен во всех типах базальных мембран.[10] Домен NC1 COL4A1 является важной антиангиогенной молекулой, контролирующей образование новых капилляры.[16] NC1 связывается с α1β1 интегрин и ингибирует специфические пути передачи сигналов интегрина в эпителиальных клетках сосудов. Он также регулирует HIF-1α и VEGF экспрессия, предположительно путем подавления Сигнализация MAPK каскад. Эти данные могут объяснить противоопухолевую функцию NC1.[17]

Клиническое значение

Мутации в COL4A1 экзоны 24 и 25 связаны с HANAC (аутосомно-доминантный наследственный ангиопатия с нефропатия, аневризмы, и мышечные судороги ).[18] Также было подтверждено, что мутации в COL4A1 гены встречаются у некоторых пациентов с порэнцефалия и шизэнцефалия.[19][20]

Было обнаружено, что у людей новая мутация гена COL4A1, кодирующего коллаген типа IV, связана с аутосомно-доминантной врожденной катарактой в китайской семье. Эта мутация не была обнаружена у здоровых членов семьи или у 200 неродственных контролей. В этом исследовании анализ последовательности подтвердил, что аминокислотный остаток Gly782 является высококонсервативным.[11] Это сообщение о новой мутации в гене COL4A1 является первым сообщением о несиндромальной аутосомно-доминантной врожденной катаракте, которое подчеркивает важную роль коллагена IV типа в физиологических и оптических свойствах хрусталика.[11]

Кроме того, в области сердечно-сосудистой системы области COL4A1 и COL4A2 на хромосоме 13q34 представляют собой высоко реплицируемый локус ишемической болезни сердца. В нормальной стенке артерий коллаген IV типа ингибирует пролиферацию гладкомышечных клеток. Соответственно, было продемонстрировано, что экспрессия белка коллагена типа IV в клетках гладких мышц сосудов человека регулируется как белком SMAD3, так и опосредованной TGFβ стимуляцией мРНК.[12] В целом был сделан вывод, что патогенез ишемической болезни сердца может регулироваться генами COL4A1 и COL4A2.[12]

Также сообщалось об аутосомно-рецессивной энцефалопатии, связанной с мутациями в этом гене.[21]

Клинический маркер

Мультилокусное исследование генетической шкалы риска, основанное на комбинации 27 локусов, включая ген COL4A1, выявило лиц с повышенным риском как эпизодов, так и рецидивов ИБС, а также увеличения клинической пользы от терапии статинами. Исследование было основано на когортном исследовании сообщества (исследование Malmo Diet and Cancer) и четырех дополнительных рандомизированных контролируемых исследованиях когорт первичной профилактики (JUPITER и ASCOT) и когорт вторичной профилактики (CARE и PROVE IT-TIMI 22).[13]

Рекомендации

  1. ^ а б c ГРЧ38: Ансамбль выпуск 89: ENSG00000187498 - Ансамбль, Май 2017
  2. ^ а б c GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000031502 - 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. ^ Сойнинен Р., Хака-Риску Т., Прокоп Д. Д., Трюггвасон К. (декабрь 1987 г.). «Полная первичная структура альфа-1-цепи коллагена базальной мембраны человека (тип IV)». Письма FEBS. 225 (1–2): 188–94. Дои:10.1016/0014-5793(87)81155-9. PMID  3691802.
  6. ^ «Ген Энтреза: коллаген COL4A1, тип IV, альфа 1».
  7. ^ «BioGPS - ваша система генного портала». biogps.org. Получено 2016-10-11.
  8. ^ Пэн, Гуйчэн; Линь, Маохуань; Чжан, Кун; Чен, Цзе; Ван, Ифан; Ян, Ю; Ван, Цзинфэн; Хуан, Хуэй (19.06.2013). «Гемоглобин A1c может выявить больше профилей сердечно-сосудистых и метаболических рисков у китайской популяции с отрицательным OGTT». Международный журнал медицинских наук. 10 (8): 1028–1034. Дои:10.7150 / ijms.5905. ISSN  1449-1907. ЧВК  3691802. PMID  23801890.
  9. ^ а б Пэн Г, Линь М, Чжан К., Чен Дж, Ван Й, Ян Й, Ван Дж, Хуанг Х (2013-06-19). «Гемоглобин A1c может идентифицировать профиль сердечно-сосудистого и метаболического риска у OGTT-отрицательного населения Китая». Международный журнал медицинских наук. 10 (8): 1028–34. Дои:10.7150 / ijms.5905. ЧВК  3691802. PMID  23801890.
  10. ^ а б Пейссел Б., Гэн Л., Каллури Р., Каштан С., Реннке Х. Г., Галло Г. Р., Йошиока К., Сан М. Дж., Хадсон Б. Г., Нилсон Э. Г. (октябрь 1995 г.). «Сравнительное распределение цепей коллагена альфа 1 (IV), альфа 5 (IV) и альфа 6 (IV) в нормальных тканях взрослого человека и плода, а также в почках пациентов с Х-сцепленным синдромом Альпорта». Журнал клинических исследований. 96 (4): 1948–57. Дои:10.1172 / JCI118241. ЧВК  185832. PMID  7560087.
  11. ^ а б c Ся XY, Ли Н, Цао X, Ву ЦЙ, Ли Т.Ф., Чжан Ц., Ли У.В., Цуй YX, Ли XJ, Сюэ ЦЙ (01.01.2014). «Новая мутация гена COL4A1 приводит к аутосомно-доминантной несиндромальной врожденной катаракте в китайской семье». BMC Medical Genetics. 15: 97. Дои:10.1186 / s12881-014-0097-2. ЧВК  4236509. PMID  25124159.
  12. ^ а б c Тернер А.В., Никпай М., Сильва А., Лау П., Мартинюк А., Линсеман Т.А., Субейранд С., Макферсон Р. (октябрь 2015 г.). «Функциональное взаимодействие между локусами риска COL4A1 / COL4A2 и SMAD3 для ишемической болезни сердца». Атеросклероз. 242 (2): 543–52. Дои:10.1016 / j.atherosclerosis.2015.08.008. PMID  26310581.
  13. ^ а б Mega JL, Stitziel NO, Smith JG, Chasman DI, Caulfield MJ, Devlin JJ, Nordio F, Hyde CL, Cannon CP, Sacks FM, Poulter NR, Sever PS, Ridker PM, Braunwald E, Melander O, Kathiresan S, Sabatine MS (Июнь 2015 г.). «Генетический риск, события ишемической болезни сердца и клиническая польза от терапии статинами: анализ испытаний первичной и вторичной профилактики». Ланцет. 385 (9984): 2264–71. Дои:10.1016 / S0140-6736 (14) 61730-X. ЧВК  4608367. PMID  25748612.
  14. ^ а б c «COL4A1 - предшественник цепи альфа-1 (IV) коллагена - Homo sapiens (Human) - ген и белок COL4A1». www.uniprot.org. Получено 2016-10-11.
  15. ^ а б Чем, Мануэль Э .; Генрих, Стефан; Хубер, Роберт; Райс, Альберт; Манн, Карлхайнц; Кюн, Клаус; Тимпл, Руперт; Буренков, Глеб П .; Бартуник, Ханс Д. (2002-05-14). «Кристаллическая структура 1.9-A неколлагенового (NC1) домена коллагена IV плаценты человека демонстрирует стабилизацию за счет нового типа ковалентной поперечной связи Met-Lys». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 99 (10): 6607–6612. Дои:10.1073 / pnas.062183499. ISSN  0027-8424. ЧВК  124450. PMID  12011424.
  16. ^ Maragoudakis ME, Missirlis E, Karakiulakis GD, Sarmonica M, Bastakis M, Tsopanoglou N (январь 1993 г.). «Биосинтез базальной мембраны как мишень для разработки ингибиторов ангиогенеза с противоопухолевыми свойствами». Kidney International. 43 (1): 147–50. Дои:10.1038 / ки.1993.24. PMID  7679456.
  17. ^ Судхакар А., Ниберг П., Кешамуни В.Г., Маннам А.П., Ли Дж., Сугимото Х., Косгроув Д., Каллури Р. (октябрь 2005 г.). "Домен NC1 коллагена альфа1 типа IV человека проявляет отчетливую антиангиогенную активность, опосредованную интегрином альфа1бета1". Журнал клинических исследований. 115 (10): 2801–10. Дои:10.1172 / JCI24813. ЧВК  1199529. PMID  16151532.
  18. ^ Plaisier E, Gribouval O, Alamowitch S, Mougenot B, Prost C, Verpont MC, Marro B, Desmettre T, Cohen SY, Roullet E, Dracon M, Fardeau M, Van Agtmael T, Kerjaschki D, Antignac C, Ronco P (декабрь 2007). «Мутации COL4A1 и наследственная ангиопатия, нефропатия, аневризмы и мышечные судороги». Медицинский журнал Новой Англии. 357 (26): 2687–95. Дои:10.1056 / NEJMoa071906. PMID  18160688.
  19. ^ Йонеда Й, Хагиноя К., Като М, Осака Х, Йокочи К., Араи Х, Какита А, Ямамото Т, Оцуки Й, Симидзу С., Вада Т, Кояма Н., Мино Й, Кондо Н., Такахаши С., Хирабаяси С., Таканаши Дж. , Окумура А., Кумагай Т., Хираи С., Набетани М., Сайто С., Хаттори А., Ямасаки М., Кумакура А., Суго И., Нишияма К., Миятаке С., Цурусаки Ю., Дои Х, Мияке Н., Мацумото Н., Сайцу Х (январь 2013). «Фенотипический спектр мутаций COL4A1: от порэнцефалии до шизэнцефалии». Анналы неврологии. 73 (1): 48–57. Дои:10.1002 / ana.23736. PMID  23225343.
  20. ^ Smigiel R, Cabala M, Jakubiak A, Kodera H, Sasiadek MJ, Matsumoto N, Sasiadek MM, Saitsu H (апрель 2016 г.). «Новая мутация COL4A1 у младенца с тяжелым дисморфическим синдромом с шизэнцефалией, перивентрикулярными кальцификациями и катарактой, напоминающей врожденную инфекцию». Исследование врожденных дефектов. Часть A, Клиническая и молекулярная тератология. 106 (4): 304–7. Дои:10.1002 / bdra.23488. PMID  26879631.
  21. ^ Ярамис А., Лохмюллер Х, Тёпф А, Сонмезлер Э, Йилмаз Э, Хиз С, Йис У, Гунгор С., Ипек Полат А, Эдем П., Белтран С., Лори С., Ярамис А., Хорват Р., Октай Y (2020) COL4A1- связанная аутосомно-рецессивная энцефалопатия у 2 турецких детей. Neurol Genet 6 (1): e392

дальнейшее чтение

  • Tryggvason K, Soininen R, Hostikka SL, Ganguly A, Huotari M, Prockop DJ (1990). «Структура генов коллагена человека IV типа». Летопись Нью-Йоркской академии наук. 580: 97–111. Дои:10.1111 / j.1749-6632.1990.tb17922.x. PMID  2186699.
  • Hinek A (июль 1994 г.). «Природа и многочисленные функции связывающего эластин / ламинин белка 67 кДа». Адгезия клеток и коммуникация. 2 (3): 185–93. Дои:10.3109/15419069409004436. PMID  7827955.
  • Стендер М., Науманн Ю., Вик В., Веллер М. (май 1999 г.). «Трансформирующий фактор роста-бета и p-21: множественные молекулярные мишени опосредованного декорином подавления неопластического роста». Исследования клеток и тканей. 296 (2): 221–7. Дои:10.1007 / s004410051283. PMID  10382266.
  • Курпакус Уитер М., Кернаки К.А., Хазлетт Л.Д. (май 1999 г.). «Белки клеток роговицы и патология глазной поверхности». Биотехника и гистохимия. 74 (3): 146–59. Дои:10.3109/10520299909047967. PMID  10416788.
  • Гебрехивет Б., Першке Е.И., Хонг Й., Муньос П., Горевич П.Д. (июнь 1992 г.). «Короткие аминокислотные последовательности, происходящие от рецептора C1q (C1q-R), демонстрируют гомологию с альфа-цепями рецепторов фибронектина и витронектина и коллагена типа IV». Журнал биологии лейкоцитов. 51 (6): 546–56. Дои:10.1002 / jlb.51.6.546. PMID  1377218.
  • Гупта С., Батчу РБ, Датта К. (октябрь 1991 г.). «Очистка, частичная характеристика связывающего гиалуроновую кислоту белка почки крысы и его локализация на поверхности клетки». Европейский журнал клеточной биологии. 56 (1): 58–67. PMID  1724753.
  • Паралкар В.М., Нандедкар А.К., Пойнтер Р.Х., Клейнман Н.К., Редди А.Х. (октябрь 1990 г.). «Взаимодействие остеогенина, гепарин-связывающего морфогенетического белка кости, с коллагеном IV типа». Журнал биологической химии. 265 (28): 17281–4. PMID  2211625.
  • Эрнандес М.Р., Иго Ф., Нойфельд А.Х. (август 1986 г.). «Внеклеточный матрикс головки зрительного нерва человека». Американский журнал офтальмологии. 102 (2): 139–48. Дои:10.1016/0002-9394(86)90134-0. PMID  2426947.
  • Aumailley M, Wiedemann H, Mann K, Timpl R (сентябрь 1989 г.). «Связывание нидогена и комплекса ламинин-нидоген с коллагеном базальной мембраны IV типа». Европейский журнал биохимии / FEBS. 184 (1): 241–8. Дои:10.1111 / j.1432-1033.1989.tb15013.x. PMID  2506015.
  • Pihlajaniemi T, Tryggvason K, Myers JC, Kurkinen M, Lebo R, Cheung MC, Prockop DJ, Boyd CD (июнь 1985 г.). «Клоны кДНК, кодирующие про-альфа1 (IV) цепь проколлагена человека IV типа, обнаруживают необычную гомологию аминокислотных последовательностей в двух половинах карбоксиконцевого домена». Журнал биологической химии. 260 (12): 7681–7. PMID  2581969.
  • Бринкер Дж. М., Гудас Л. Дж., Лоидл Х. Р., Ван С. Ю., Розенблум Дж., Кефалидес Н. А., Майерс Дж. К. (июнь 1985 г.). «Ограниченная гомология между человеческим альфа 1 типа IV и другими цепями проколлагена». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 82 (11): 3649–53. Дои:10.1073 / pnas.82.11.3649. ЧВК  397843. PMID  2582422.
  • Сойнинен Р., Хуотари М., Гангули А., Прокоп Д. Д., Трюггвасон К. (август 1989 г.). «Структурная организация гена альфа-1 цепи человеческого коллагена IV типа». Журнал биологической химии. 264 (23): 13565–71. PMID  2701944.
  • Зибольд Б., Дойцманн Р., Кюн К. (октябрь 1988 г.). «Расположение внутри- и межмолекулярных дисульфидных связей в карбоксиконцевой, неколлагеновой агрегации и сшивающем домене коллагена типа IV базальной мембраны». Европейский журнал биохимии / FEBS. 176 (3): 617–24. Дои:10.1111 / j.1432-1033.1988.tb14321.x. PMID  2844531.
  • Pöschl E, Pollner R, Kühn K (сентябрь 1988 г.). «Гены альфа-1 (IV) и альфа 2 (IV) цепей коллагена базальной мембраны человека типа IV расположены друг к другу и разделены двунаправленным промотором уникальной структуры». Журнал EMBO. 7 (9): 2687–95. ЧВК  457057. PMID  2846280.
  • Bowcock AM, Hebert JM, Christiano AM, Wijsman E, Cavalli-Sforza LL, Boyd CD (1988). «Ген коллагена про альфа 1 (IV) связан с локусом D13S3 на дистальном конце хромосомы 13q человека». Цитогенетика и клеточная генетика. 45 (3–4): 234–6. Дои:10.1159/000132460. PMID  2891465.
  • Соломон Э., Хайорнс Л. Р., Спурр Н., Куркинен М., Барлоу Д., Хоган Б. Л., Далглиш Р. (май 1985 г.). «Хромосомные отнесения генов, кодирующих человеческий коллаген типа II, III и IV: дисперсное семейство генов». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 82 (10): 3330–4. Дои:10.1073 / pnas.82.10.3330. ЧВК  397769. PMID  2987919.
  • Soininen R, Huotari M, Hostikka SL, Prockop DJ, Tryggvason K (ноябрь 1988 г.). «Структурные гены альфа-1 и альфа-2 цепей коллагена человека типа IV дивергентно кодируются на противоположных цепях ДНК и имеют перекрывающуюся промоторную область». Журнал биологической химии. 263 (33): 17217–20. PMID  3182844.
  • Brazel D, Oberbäumer I, Dieringer H, Babel W., Glanville RW, Deutzmann R, Kühn K (ноябрь 1987 г.). «Завершение аминокислотной последовательности альфа-1 цепи коллагена базальной мембраны человека (тип IV) выявляет 21 нетриплетное прерывание, расположенное в коллагеновом домене». Европейский журнал биохимии / FEBS. 168 (3): 529–36. Дои:10.1111 / j.1432-1033.1987.tb13450.x. PMID  3311751.

внешняя ссылка