Коллаген, тип IV, альфа 1
Белок, обнаруженный в организме человека
COL4A1
Доступные структуры
ПДБПоиск ортолога: PDBe RCSB
Идентификаторы
ПсевдонимыCOL4A1 , HANAC, ICH, POREN1, арестен, BSVD, RATOR, коллаген типа IV альфа 1, цепь коллагена типа IV альфа 1, BSVD1, PADMAL, COL4A1s
Внешние идентификаторыОМИМ : 120130; МГИ : 88454; гомологен : 20437; GeneCards : COL4A1; OMA :COL4A1 — ортологи
Ортологи
РазновидностьЧеловекМышь
Энтрез

1282

12826

Ансамбль

ENSG00000187498

ENSMUSG00000031502

UniProt

Р02462

Р02463

RefSeq (мРНК)

NM_001845
NM_001303110

NM_009931

RefSeq (белок)

NP_001290039
NP_001836

NP_034061

Местоположение (UCSC)Хр 13: 110.15 – 110.31 МбХр 8: 11.25 – 11.36 Мб
Поиск в PubMed[3][4]
Викиданные
Просмотр/редактирование человекаПросмотр/редактирование мыши

Цепь коллагена альфа-1(IV) (COL4A1) — это белок , который у людей кодируется геном COL4A1 на хромосоме 13. [5] [6] Он повсеместно экспрессируется во многих тканях и типах клеток. [ 7] COL4A1 — это субъединица коллагена типа IV , играющая роль в ангиогенезе . [8] Мутации в гене связаны с заболеваниями мозга , мышц , почек , глаз и сердечно -сосудистой системы . [9] [10] [11] [12] Ген COL4A1 также содержит один из 27 однонуклеотидных полиморфизмов , связанных с повышенным риском ишемической болезни сердца . [13]

Структура

Ген

Ген COL4A1 находится на хромосоме 13 в полосе 13q34 и содержит 54 экзона .[5] Этот ген производит 2 изоформы посредством альтернативного сплайсинга . [14]

Белок

COL4A1 принадлежит к семейству коллагена IV типа и содержит три домена: короткий N-концевой домен, длинный трехспиральный домен 7S в его центре и неколлагеновый домен 1 (NC1) на его C-конце . [14] [15] Трехспиральный домен содержит прерванные повторы GXY, которые, как предполагается, обеспечивают гибкость домена. [14] Домен NC1 состоит из двух тримерных колпачков, каждый из которых содержит два фрагмента альфа 1 и один фрагмент альфа 2, которые образуют шестикратный пропеллер, расположенный вокруг осевого туннеля. Взаимодействие между этими двумя колпачками происходит вдоль большого плоского интерфейса и стабилизируется ковалентной поперечной связью между цепями альфа 1 и альфа 2 через два колпачка. [15]

Функция

Коллаген типа IV является основным структурным компонентом базальных мембран , который содержит два или три белка COL4A1. [9] Таким образом, COL4A1 широко распространен и встречается во всех типах базальных мембран. [10] Домен NC1 COL4A1 является важной антиангиогенной молекулой для контроля образования новых капилляров . [16] NC1 связывается с интегрином α1β1 и ингибирует специфические сигнальные пути интегрина в сосудистых эпителиальных клетках. Он также регулирует экспрессию HIF-1α и VEGF , предположительно, путем ингибирования каскада сигнализации MAPK . Эти результаты могут объяснить противоопухолевую функцию NC1. [17]

Клиническое значение

Мутации в экзонах 24 и 25 гена COL4A1 связаны с HANAC ( аутосомно-доминантная наследственная ангиопатия с нефропатией , аневризмами и мышечными судорогами ). [18] Также было подтверждено, что мутации в гене COL4A1 встречаются у некоторых пациентов с порэнцефалией и шизэнцефалией . [19] [20]

У людей была обнаружена новая мутация гена COL4A1, кодирующего коллаген IV типа, связанная с аутосомно-доминантной врожденной катарактой в китайской семье. Эта мутация не была обнаружена у здоровых членов семьи или у 200 неродственных контрольных лиц. В этом исследовании анализ последовательности подтвердил, что аминокислотный остаток Gly782 был высококонсервативным. [11] Этот отчет о новой мутации в гене COL4A1 является первым отчетом о несиндромной аутосомно-доминантной врожденной катаракте, который подчеркивает важную роль коллагена IV типа в физиологических и оптических свойствах хрусталика. [11]

Кроме того, в сердечно-сосудистой сфере регионы COL4A1 и COL4A2 на хромосоме 13q34 являются высокореплицируемым локусом для ишемической болезни сердца. В нормальной стенке артерий коллаген типа IV действует, ингибируя пролиферацию гладкомышечных клеток. Соответственно, было продемонстрировано, что экспрессия белка коллагена типа IV в гладкомышечных клетках 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

Исследование оценки генетического риска по нескольким локусам, основанное на комбинации 27 локусов, включая ген COL4A1, выявило лиц с повышенным риском как инцидентных, так и рецидивирующих событий ишемической болезни сердца, а также улучшенную клиническую пользу от терапии статинами. Исследование было основано на исследовании когорт сообщества (исследование диеты Мальмё и рака) и четырех дополнительных рандомизированных контролируемых испытаниях первичных профилактических когорт (JUPITER и ASCOT) и вторичных профилактических когорт (CARE и PROVE IT-TIMI 22). [13]

Ссылки

  1. ^ abc GRCh38: Ensembl выпуск 89: ENSG00000187498 – Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ abc GRCm38: Ensembl выпуск 89: ENSMUSG00000031502 – Ensembl , май 2017 г.
  3. ^ "Human PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  4. ^ "Mouse PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  5. ^ Soininen R, Haka-Risku T, Prockop DJ, Tryggvason K (декабрь 1987 г.). «Полная первичная структура альфа-1-цепи коллагена базальной мембраны человека (тип IV)». FEBS Letters . 225 ( 1– 2): 188– 94. doi : 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 11 октября 2016 г.
  8. ^ Пэн, Гуйчэн; Линь, Маохуань; Чжан, Кунь; Чэнь, Цзе; Ван, Ифан; Ян, Юй; Ван, Цзинфэн; Хуан, Хуэй (2013-06-19). «Гемоглобин A1c может идентифицировать больше сердечно-сосудистых и метаболических рисков у китайской популяции с отрицательным результатом OGTT». Международный журнал медицинских наук . 10 (8): 1028– 1034. doi : 10.7150/ijms.5905. ISSN  1449-1907. PMC 3691802. PMID 23801890  . 
  9. ^ ab Peng G, Lin M, Zhang K, Chen J, Wang Y, Yang Y, Wang J, Huang H (2013-06-19). «Гемоглобин A1c может идентифицировать больше сердечно-сосудистых и метаболических рисков у китайской популяции с отрицательным результатом OGTT». Международный журнал медицинских наук . 10 (8): 1028– 34. doi :10.7150/ijms.5905. PMC 3691802. PMID  23801890 . 
  10. ^ ab Peissel B, Geng L, Kalluri R, Kashtan C, Rennke HG, Gallo GR, Yoshioka K, Sun MJ, Hudson BG, Neilson EG (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 синдромом Альпорта, сцепленным с Х-хромосомой". Журнал клинических исследований . 96 (4): 1948–57 . doi :10.1172/JCI118241. PMC 185832. PMID  7560087 . 
  11. ^ abc Xia XY, Li N, Cao X, Wu QY, Li TF, Zhang C, Li WW, Cui YX, Li XJ, Xue CY (2014-01-01). "Новая мутация гена COL4A1 приводит к аутосомно-доминантной несиндромной врожденной катаракте в китайской семье". BMC Medical Genetics . 15 : 97. doi : 10.1186/s12881-014-0097-2 . PMC 4236509 . PMID  25124159. 
  12. ^ abc Turner AW, Nikpay M, Silva A, Lau P, Martinuk A, Linseman TA, Soubeyrand S, McPherson R (октябрь 2015 г.). «Функциональное взаимодействие между локусами риска COL4A1/COL4A2 и SMAD3 для ишемической болезни сердца». Атеросклероз . 242 (2): 543–52 . doi :10.1016/j.atherosclerosis.2015.08.008. PMID  26310581.
  13. ^ ab 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 терапии статинами: анализ испытаний первичной и вторичной профилактики». Lancet . 385 (9984): 2264– 71. doi :10.1016/S0140-6736(14)61730-X. PMC 4608367 . PMID  25748612. 
  14. ^ abc "COL4A1 - Предшественник цепи коллагена альфа-1(IV) - Homo sapiens (Человек) - Ген и белок COL4A1". www.uniprot.org . Получено 11 октября 2016 г.
  15. ^ ab Than, Manuel E.; Henrich, Stefan; Huber, Robert; Ries, Albert; Mann, Karlheinz; Kühn, Klaus; Timpl, Rupert; Bourenkov, Gleb P.; Bartunik, Hans D. (2002-05-14). "1,9-A кристаллическая структура неколлагенового (NC1) домена коллагена IV человеческой плаценты демонстрирует стабилизацию посредством нового типа ковалентной перекрестной связи Met-Lys". Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 99 (10): 6607– 6612. Bibcode : 2002PNAS...99.6607T. doi : 10.1073/pnas.062183499 . ISSN  0027-8424. PMC 124450 . PMID  12011424. 
  16. ^ Maragoudakis ME, Missirlis E, Karakiulakis GD, Sarmonica M, Bastakis M, Tsopanoglou N (январь 1993 г.). «Биосинтез базальной мембраны как цель для разработки ингибиторов ангиогенеза с противоопухолевыми свойствами». Kidney International . 43 (1): 147–50 . doi : 10.1038/ki.1993.24 . PMID  7679456.
  17. ^ Судхакар А., Нюберг 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. doi : 10.1172/JCI24813. ПМК 1199529 . ПМИД  16151532. (Отозвано, см. doi :10.1172/JCI135305, PMID  31895054, Retraction Watch . Если это преднамеренная ссылка на отозванную статью, замените на . ){{retracted|...}}{{retracted|...|intentional=yes}}
  18. ^ Плезье Э, Грибуваль О, Аламович С, Мугено Б, Прост С, Верпон MC, Марро Б, Десметтр Т, Коэн СЮ, Рулле Е, Дракон М, Фардо М, Ван Агтмаэль Т, Керьяшки Д, Антиньяк С, Ронко П ( декабрь 2007 г.). «Мутации COL4A1 и наследственная ангиопатия, нефропатия, аневризмы и мышечные судороги». Медицинский журнал Новой Англии . 357 (26): 2687–95 . doi : 10.1056/NEJMoa071906 . ПМИД  18160688.
  19. ^ Йонеда Ю, Хагиноя К, Като М, Осака Х, Ёкочи К, Араи Х, Какита А, Ямамото Т, Оцуки Ю, Симидзу С, Вада Т, Кояма Н, Мино Ю, Кондо Н, Такахаси С, Хирабаяши С, Таканаши Дж., Окумура А., Кумагай Т., Хираи С., Набетани М., Сайто С., Хаттори. А, Ямасаки М, Кумакура А, Суго Ю, Нисияма К, Миятаке С, Цурусаки Ю, Дои Х, Мияке Н, Мацумото Н, Сайтсу Х (январь 2013 г.). «Фенотипический спектр мутаций COL4A1: от порэнцефалии до шизэнцефалии». Анналы неврологии . 73 (1): 48–57 . doi :10.1002/ana.23736. PMID  23225343. S2CID  3218598.
  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». Birth Defects Research. Часть A, Клиническая и молекулярная тератология . 106 (4): 304–7 . doi :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, Бельтран С, Лори С, Ярамис А, Хорват Р, Октай Ю (2020) COL4A1 -ассоциированная аутосомно-рецессивная энцефалопатия у 2 турецких детей. Нейрол Генет 6(1):e392

Дальнейшее чтение

  • Tryggvason K, Soininen R, Hostikka SL, Ganguly A, Huotari M, Prockop DJ (1990). «Структура генов коллагена IV типа человека». Annals of the New York Academy of Sciences . 580 (1): 97– 111. Bibcode : 1990NYASA.580...97T. doi : 10.1111/j.1749-6632.1990.tb17922.x. PMID  2186699. S2CID  44878809.
  • Hinek A (июль 1994 г.). «Природа и множественные функции белка, связывающего эластин/ламинин массой 67 кДа». Клеточная адгезия и коммуникация . 2 (3): 185–93 . doi :10.3109/15419069409004436. PMID  7827955.
  • Ständer M, Naumann U, Wick W, Weller M (май 1999). «Трансформирующий фактор роста-бета и p-21: множественные молекулярные цели декорин-опосредованного подавления неопластического роста». Cell and Tissue Research . 296 (2): 221– 7. doi :10.1007/s004410051283. PMID  10382266. S2CID  20282995.
  • Kurpakus Wheater M, Kernacki KA, Hazlett LD (май 1999). «Белки роговичных клеток и патология поверхности глаза». Biotechnic & Histochemistry . 74 (3): 146– 59. doi :10.3109/10520299909047967. PMID  10416788.
  • Ghebrehiwet B, Peerschke EI, Hong Y, Munoz P, Gorevic PD (июнь 1992 г.). «Короткие аминокислотные последовательности, полученные из рецептора C1q (C1q-R), демонстрируют гомологию с альфа-цепями рецепторов фибронектина и витронектина и коллагена типа IV». Journal of Leukocyte Biology . 51 (6): 546– 56. doi :10.1002/jlb.51.6.546. PMID  1377218. S2CID  1214598.
  • Гупта С., Батчу Р.Б., Датта К. (октябрь 1991 г.). «Очистка, частичная характеристика белка, связывающего гиалуроновую кислоту почек крысы, и его локализация на поверхности клеток». Европейский журнал клеточной биологии . 56 (1): 58–67 . PMID  1724753.
  • Paralkar VM, Nandedkar AK, Pointer RH, Kleinman HK, Reddi AH (октябрь 1990 г.). «Взаимодействие остеогенина, гепарин-связывающего костного морфогенетического белка, с коллагеном типа IV». Журнал биологической химии . 265 (28): 17281– 4. doi : 10.1016/S0021-9258(17)44900-3 . PMID  2211625.
  • Hernandez MR, Igoe F, Neufeld AH (август 1986). «Внеклеточный матрикс зрительного нерва человека». American Journal of Ophthalmology . 102 (2): 139– 48. doi :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 типа IV». European Journal of Biochemistry . 184 (1): 241– 8. doi : 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.). «cDNA клоны, кодирующие цепь pro-alpha1(IV) человеческого проколлагена IV типа, обнаруживают необычную гомологию аминокислотных последовательностей в двух половинах карбоксильно-концевого домена». Журнал биологической химии . 260 (12): 7681– 7. doi : 10.1016/S0021-9258(17)39662-X . PMID  2581969.
  • Brinker JM, Gudas LJ, Loidl HR, Wang SY, Rosenbloom J, Kefalides NA, Myers JC (июнь 1985 г.). «Ограниченная гомология между человеческим альфа 1 типа IV и другими проколлагеновыми цепями». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 82 (11): 3649– 53. Bibcode : 1985PNAS...82.3649B. doi : 10.1073 /pnas.82.11.3649 . PMC  397843. PMID  2582422.
  • Soininen R, Huotari M, Ganguly A, Prockop DJ, Tryggvason K (август 1989). «Структурная организация гена альфа-1 цепи человеческого коллагена IV типа». Журнал биологической химии . 264 (23): 13565– 71. doi : 10.1016/S0021-9258(18)80034-5 . PMID  2701944.
  • Siebold B, Deutzmann R, Kühn K (октябрь 1988 г.). «Расположение внутри- и межмолекулярных дисульфидных связей в карбокситерминальном, неколлагеновом агрегированном и сшивающем домене коллагена IV типа базальной мембраны». European Journal of Biochemistry . 176 (3): 617– 24. doi :10.1111/j.1432-1033.1988.tb14321.x. PMID  2844531.
  • Pöschl E, Pollner R, Kühn K (сентябрь 1988 г.). «Гены для цепей альфа 1(IV) и альфа 2(IV) базальной мембраны коллагена IV типа человека расположены голова к голове и разделены двунаправленным промотором уникальной структуры». The EMBO Journal . 7 (9): 2687– 95. doi :10.1002/j.1460-2075.1988.tb03122.x. PMC  457057 . PMID  2846280.
  • Bowcock AM, Hebert JM, Christiano AM, Wijsman E, Cavalli-Sforza LL, Boyd CD (1988). «Ген коллагена pro alpha 1 (IV) связан с локусом D13S3 на дистальном конце человеческой хромосомы 13q». Cytogenetics and Cell Genetics . 45 ( 3– 4): 234– 6. doi :10.1159/000132460. PMID  2891465.
  • Solomon E, Hiorns LR, Spurr N, Kurkinen M, Barlow D, Hogan BL, Dalgleish R (май 1985). «Хромосомные назначения генов, кодирующих коллаген человека II, III и IV типов: дисперсное семейство генов». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 82 (10): 3330– 4. Bibcode : 1985PNAS...82.3330S. doi : 10.1073/pnas.82.10.3330 . PMC  397769. PMID  2987919 .
  • Soininen R, Huotari M, Hostikka SL, Prockop DJ, Tryggvason K (ноябрь 1988 г.). «Структурные гены для цепей альфа 1 и альфа 2 коллагена IV типа человека кодируются по-разному на противоположных цепях ДНК и имеют перекрывающуюся промоторную область». Журнал биологической химии . 263 (33): 17217– 20. doi : 10.1016/S0021-9258(19)77818-1 . 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 пределах коллагенового домена». European Journal of Biochemistry . 168 (3): 529–36 . doi :10.1111/j.1432-1033.1987.tb13450.x. PMID  3311751.
  • Запись GeneReviews/NCBI/NIH/UW о расстройствах, связанных с COL4A1 — аутосомно-доминантная порэнцефалия 1-го типа; заболевание мелких сосудов головного мозга с кровоизлиянием; наследственная ангиопатия с нефропатией, аневризмами и мышечными спазмами
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Коллаген,_тип_IV,_альфа_1&oldid=1232037697"