Кератин 5

КРТ5
Доступные структуры
ПДБПоиск ортолога: PDBe RCSB
Идентификаторы
ПсевдонимыKRT5 , CK5, DDD, DDD1, EBS2, K5, KRT5A, кератин 5, EBS2E, EBS2B, EBS2C, EBS1, EBS2A, EBS2F, EBS2D
Внешние идентификаторыОМИМ : 148040; МГИ : 96702; гомологен : 55461; Генные карты : KRT5; ОМА :KRT5 - ортологи
Ортологи
РазновидностьЧеловекМышь
Энтрез

3852

110308

Ансамбль

ENSG00000186081

ENSMUSG00000061527

UniProt

Р13647

Q922U2

RefSeq (мРНК)

NM_000424

NM_027011

RefSeq (белок)

NP_000415

NP_081287

Местоположение (UCSC)Хр 12: 52.51 – 52.52 МбХр 15: 101.62 – 101.62 Мб
Поиск в PubMed[3][4]
Викиданные
Просмотр/редактирование человекаПросмотр/редактирование мыши

Кератин 5 , также известный как KRT5 , K5 или CK5 , представляет собой белок , который кодируется у людей геном KRT5 . [ 5] [6] [7] Он димеризуется с кератином 14 и образует промежуточные филаменты (IF), составляющие цитоскелет базальных эпителиальных клеток . [8] [9] Этот белок участвует в нескольких заболеваниях, включая простой буллезный эпидермолиз и рак молочной железы и легких. [9] [ 10] [11]

Структура

Кератин 5, как и другие члены семейства кератинов , является промежуточным филаментным белком. Эти полипептиды характеризуются центральным стержневым доменом из 310 остатков, который состоит из четырех сегментов альфа-спирали (спираль 1A, 1B, 2A и 2B), соединенных тремя короткими линкерными областями (L1, L1-2 и L2). [8] Концы центрального стержневого домена, которые называются мотивом инициации спирали (HIM) и мотивом терминации спирали (HTM), высококонсервативны. Они особенно важны для стабилизации спирали , образования гетеродимера и образования филаментов. [12] По обе стороны от центрального стержня лежат вариабельные, неспиральные головные и хвостовые области, которые выступают из поверхности IF и обеспечивают специфичность для различных полипептидов IF. [8]

Центральные стержни IF содержат гептадные повторы (повторяющиеся семь остатков) гидрофобных остатков, которые позволяют двум различным белкам IF переплетаться в спиральную структуру посредством гидрофобных взаимодействий . [8] Эти гетеродимеры образуются между специфическими парами кератина типа I (кислого) и типа II (основного). K5, кератин типа II, образует пару с кератином типа I K14. [13] Димеры спиральной структуры подвергаются ступенчатой ​​сборке и объединяются антипараллельным образом, образуя взаимодействия конец в конец с другими спиральными структурами, образуя большие промежуточные нити размером 10 нм. [8] [14]

Функция

Кератин 5 (и K14) экспрессируются в основном в базальных кератиноцитах эпидермиса , в частности в многослойном эпителии, выстилающем кожу и пищеварительный тракт. [9] [13] Промежуточные филаменты кератина составляют цитоскелетный каркас внутри эпителиальных клеток, который вносит вклад в архитектуру клетки и обеспечивает клеткам способность выдерживать механические и немеханические нагрузки . [9] [14] [15] Кератиновые пары K5/K14 способны подвергаться обширному связыванию из-за неспирального хвоста K15, действующего как слабый сшивающий агент на поверхности промежуточных филаментов. Это связывание увеличивает эластичность и, следовательно, механическую устойчивость промежуточных филаментов. [15]

Промежуточные филаменты K5/K14 прикреплены к десмосомам базальных клеток через десмоплакин и плакофилин-1 , соединяя клетки с их соседями. [16] В гемидесмосоме плектин и BPAG1 связываются с трансмембранными белками α6β4 интегрином , типом молекулы клеточной адгезии , и BP180/коллагеном XVII , связывая филаменты K5/K14 в базальных клетках с базальной пластинкой . [14]

Клиническая значимость

Простой буллезный эпидермолиз

Простой буллезный эпидермолиз (EBS) — это наследственное заболевание кожи, сопровождающееся образованием волдырей, связанное с мутациями в K5 или K14. [9] [17] [18] Мутации, вызывающие EBS, в основном являются миссенс-мутациями , но небольшое количество случаев возникает из -за вставок или делеций . Их механизм действия — доминантно-негативное вмешательство , при котором мутировавшие белки кератина нарушают структуру и целостность цитоскелета. [9] Эта дезорганизация цитоскелета также приводит к потере прикрепления к гемидесмосомам и десмосомам, в результате чего базальные клетки теряют связь с базальной пластинкой и друг с другом. [14] [16]

Было отмечено, что тяжесть EBS зависит от положения мутации в белке, а также от типа кератина (K5 или K14), содержащего мутацию. Мутации, которые происходят в любой из двух областей «горячих точек» из 10-15 остатков, расположенных на обоих концах центрального стержневого домена (HIM и HTM), как правило, совпадают с более тяжелыми формами EBS, тогда как мутации в других местах обычно приводят к более легким симптомам. Поскольку области «горячих точек» содержат последовательности инициации и терминации альфа-спирального стержня, мутации в этих местах обычно оказывают большее влияние на стабилизацию спирали и образование гетеродимера. [12] [17] Кроме того, мутации в K5, как правило, приводят к более тяжелым симптомам, чем мутации в K14, возможно, из-за большей стерической интерференции . [17]

Рак

Кератин 5 служит биомаркером для нескольких различных типов рака, включая рак груди и легких. [10] [11] Его часто тестируют вместе с кератином 6 , используя антитела CK5/6 , которые нацелены на обе формы кератина. [19]

Базальноподобный рак молочной железы, как правило, имеет худшие результаты, чем другие типы рака молочной железы из-за отсутствия таргетной терапии. [ 11] [20] [21] Эти виды рака молочной железы не экспрессируют рецептор человеческого эпидермального фактора роста-2 или рецепторы эстрогена или прогестерона , что делает их невосприимчивыми к трастузумабу/герцептину и гормональной терапии , которые очень эффективны против других типов рака молочной железы. В связи с тем, что экспрессия K5 наблюдается только в базальных клетках, он служит важным биомаркером для скрининга пациентов с базальноподобным раком молочной железы, чтобы убедиться, что они не получают неэффективного лечения. [20]

Исследования рака легких также показали, что плоскоклеточные карциномы приводят к опухолям с повышенным уровнем K5, и что они с большей вероятностью возникают из стволовых клеток, экспрессирующих K5, чем из клеток без экспрессии K5. [10] K5 также служит маркером мезотелиомы и может использоваться для различения мезотелиомы от легочной аденокарциномы . [22] Аналогичным образом, его можно использовать для различения папилломы , которая положительна для K5, от папиллярной карциномы , которая отрицательна для K5. [23] Он также может служить маркером базальноклеточной карциномы , переходноклеточной карциномы , опухолей слюнных желез и тимомы . [22]

Экспрессия K5 связана с промежуточным фенотипом клеток, подвергающихся эпителиально-мезенхимальному переходу (EMT). Этот процесс играет большую роль в прогрессировании опухолей и метастазировании , поскольку он позволяет опухолевым клеткам перемещаться по всему телу и колонизировать отдаленные участки. Поэтому K5 может быть полезен для идентификации метастазов базальных клеток. [24]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abc GRCh38: Ensembl выпуск 89: ENSG00000186081 – Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ abc GRCm38: Ensembl выпуск 89: ENSMUSG00000061527 – 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. ^ «Ген Энтрез: кератин KRT5 5 (простой буллезный эпидермолиз, типы Даулинга-Меары/Кобнера/Вебера-Кокейна)» .
  6. ^ Lersch R, Fuchs E (январь 1988). «Последовательность и экспрессия кератина типа II, K5, в эпидермальных клетках человека». Молекулярная и клеточная биология . 8 (1): 486–93 . doi :10.1128/mcb.8.1.486. PMC 363157. PMID  2447486 . 
  7. ^ Eckert RL, Rorke EA (июнь 1988 г.). «Последовательность человеческого эпидермального кератина 58-кДа (#5) типа II обнаруживает отсутствие консервации последовательности 5' выше по течению между коэкспрессированными эпидермальными кератинами». DNA . 7 (5): 337– 45. doi :10.1089/dna.1.1988.7.337. PMID  2456903.
  8. ^ abcde Chan YM, Yu QC, LeBlanc-Straceski J, Christiano A, Pulkkinen L, Kucherlapati RS, Uitto J, Fuchs E (апрель 1994 г.). «Мутации в неспиральном линкерном сегменте L1-2 кератина 5 у пациентов с простым буллезным эпидермолизом Вебера-Коккейна». Journal of Cell Science . 107 (4): 765– 74. doi :10.1242/jcs.107.4.765. PMID  7520042.
  9. ^ abcdef Atkinson SD, McGilligan VE, Liao H, Szeverenyi I, Smith FJ, Moore CB, McLean WH (октябрь 2011 г.). «Разработка аллель-специфической терапевтической siRNA для мутаций кератина 5 при простом буллезном эпидермолизе». Журнал исследовательской дерматологии . 131 (10): 2079– 86. doi : 10.1038/jid.2011.169 . PMID  21716320.
  10. ^ abc Mulvihill MS, Kratz JR, Pham P, Jablons DM, He B (февраль 2013 г.). «Роль стволовых клеток в восстановлении дыхательных путей: последствия для происхождения рака легких». Chinese Journal of Cancer . 32 (2): 71– 4. doi : 10.5732 /cjc.012.10097 (неактивен 2024-11-02). PMC 3845611. PMID  23114089. {{cite journal}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на ноябрь 2024 г. ( ссылка )
  11. ^ abc van de Rijn M, Perou CM, Tibshirani R, Haas P, Kallioniemi O, Kononen J, Torhorst J, Sauter G, Zuber M, Köchli OR, Mross F, Dieterich H, Seitz R, Ross D, Botstein D, Brown P (декабрь 2002 г.). «Экспрессия цитокератинов 17 и 5 определяет группу карцином молочной железы с плохим клиническим исходом». The American Journal of Pathology . 161 (6): 1991– 1996. doi :10.1016/S0002-9440(10)64476-8. PMC 1850928 . PMID  12466114. 
  12. ^ ab Shinkuma, Satoru и др. «Новая мутация кератина 5 в африканской семье с простым буллезным эпидермолизом указывает на важность аминокислоты, расположенной на пограничном участке между доменами H1 и Coil 1A». Acta Dermato-Venereologica 93.5 (2013): 585-587.
  13. ^ ab Ramírez A, Bravo A, Jorcano JL, Vidal M (ноябрь 1994 г.). «Последовательности 5' гена бычьего кератина 5 направляют специфичную для тканей и типов клеток экспрессию гена lacZ у взрослых и во время развития». Дифференциация; Исследования в области биологического разнообразия . 58 (1): 53– 64. doi :10.1046/j.1432-0436.1994.5810053.x. PMID  7532601.
  14. ^ abcd Буамер, Джамал-Эддин и др. «Взаимодействие плектина с кератинами 5 и 14: зависимость от нескольких доменов плектина и четвертичной структуры кератина». Журнал исследовательской дерматологии 134.11 (2014): 2776-2783.
  15. ^ ab Coulombe PA, Омари МБ (февраль 2002 г.). "«Жесткие» и «мягкие» принципы, определяющие структуру, функцию и регуляцию промежуточных филаментов кератина». Current Opinion in Cell Biology . 14 (1): 110– 22. doi :10.1016/S0955-0674(01)00301-5. PMID  11792552.
  16. ^ аб Интонг, Лизбет Р.А. и Деди Ф. Мюррелл. «Наследственный буллезный эпидермолиз: новые диагностические критерии и классификация». Клиники дерматологии 30.1 (2012): 70-77.
  17. ^ abc Liovic M, Stojan J, Bowden PE, Gibbs D, Vahlquist A, Lane EB, Komel R (июнь 2001 г.). «Новая мутация кератина 5 (K5V186L) в семье с EBS-K: консервативная замена может привести к развитию различных фенотипов заболевания». Журнал исследовательской дерматологии . 116 (6): 964– 9. doi : 10.1046/j.1523-1747.2001.01334.x . PMID  11407988..
  18. ^ Bardhan A, Bruckner-Tuderman L, Chapple IL, Fine JD, Harper N, Has C, Magin TM, Marinkovich MP, Marshall JF, McGrath JA, Mellerio JE (2020-09-24). "Буллезный эпидермолиз". Nature Reviews Disease Primers . 6 (1): 78. doi :10.1038/s41572-020-0210-0. ISSN  2056-676X. PMID  32973163. S2CID  221861310.
  19. ^ Роберт Терлевич, Семир Вранич. «Цитокератин 5/6».Тема завершена: 3 июня 2019 г. Исправлено: 8 декабря 2019 г.
  20. ^ ab Cheang MC, Voduc D, Bajdik C, Leung S, McKinney S, Chia SK, Perou CM, Nielsen TO (март 2008 г.). «Базальноподобный рак молочной железы, определяемый пятью биомаркерами, имеет более высокую прогностическую ценность, чем трижды негативный фенотип». Clinical Cancer Research . 14 (5): 1368– 76. doi : 10.1158/1078-0432.CCR-07-1658 . PMID  18316557.
  21. ^ Cheang MC, van de Rijn M, Nielsen TO (2008). «Профилирование экспрессии генов рака молочной железы». Annual Review of Pathology . 3 : 67–97 . doi :10.1146/annurev.pathmechdis.3.121806.151505. PMID  18039137.
  22. ^ ab Chu PG, Weiss LM (январь 2002 г.). «Экспрессия цитокератина 5/6 в эпителиальных новообразованиях: иммуногистохимическое исследование 509 случаев». Modern Pathology . 15 (1): 6– 10. doi : 10.1038/modpathol.3880483 . PMID  11796835.
  23. ^ Ван, Ю и др. «Анализ экспрессии циклина D1, цитокератина 5/6 и цитокератина 8/18 в папилломах молочной железы и папиллярных карциномах». Diagn Pathol 8.8 (2013).
  24. ^ Savagner P (октябрь 2010 г.). «Феномен эпителиально-мезенхимального перехода (ЭМП)». Annals of Oncology . 21 (Suppl 7): vii89 – vii92 . doi :10.1093/annonc/mdq292. PMC 3379967. PMID  20943648 .  

Дальнейшее чтение

  • Шуиленга-Хут П.Х., ван дер Влис П., Йонкман М.Ф., Ваандерс Э., Байс CH, Шеффер Х. (апрель 2003 г.). «Анализ мутаций всех генов кератина 5 и 14 у пациентов с простым буллезным эпидермолизом и выявление новых мутаций». Человеческая мутация . 21 (4): 447. doi : 10.1002/humu.9124 . PMID  12655565. S2CID  20859513.
  • Seibert JA, Boone JM (март 2005 г.). «Физика рентгеновской визуализации для технологов ядерной медицины. Часть 2: Взаимодействие рентгеновских лучей и формирование изображения». Журнал технологий ядерной медицины . 33 (1): 3–18 . PMID  15731015.
  • Ohtsuki M, Tomic-Canic M, Freedberg IM, Blumenberg M (ноябрь 1992 г.). «Регуляция экспрессии эпидермального кератина ретиноевой кислотой и тиреоидным гормоном». Журнал дерматологии . 19 (11): 774– 80. doi :10.1111/j.1346-8138.1992.tb03779.x. PMID  1284070. S2CID  21553618.
  • Lane EB, Rugg EL, Navsaria H, Leigh IM, Heagerty AH, Ishida-Yamamoto A, Eady RA (март 1992 г.). «Мутация в консервативном пептиде терминации спирали кератина 5 при наследственном образовании волдырей на коже». Nature . 356 (6366): 244– 6. Bibcode :1992Natur.356..244L. doi :10.1038/356244a0. PMID  1372711. S2CID  4343956.
  • Tavakkol A, Griffiths CE, Keane KM, Palmer RD, Voorhees JJ (август 1992 г.). «Клеточная локализация мРНК для клеточного белка II, связывающего ретиноевую кислоту, и ядерного рецептора ретиноевой кислоты-гамма 1 в обработанной ретиноевой кислотой коже человека». Журнал исследовательской дерматологии . 99 (2): 146– 50. doi :10.1111/1523-1747.ep12616781. PMID  1378478.
  • Rosenberg M, Fuchs E, Le Beau MM, Eddy RL, Shows TB (1991). «Три эпидермальных и один простой эпителиальный ген кератина II типа сопоставлены с человеческой хромосомой 12». Цитогенетика и клеточная генетика . 57 (1): 33– 8. doi :10.1159/000133109. PMID  1713141.
  • Ryynänen M, Knowlton RG, Uitto J (ноябрь 1991 г.). «Картирование мутации простого буллезного эпидермолиза на хромосоме 12». American Journal of Human Genetics . 49 (5): 978–84 . PMC  1683248. PMID  1718160 .
  • Бонифас Дж. М., Ротман А. Л., Эпштейн Э. Х. (ноябрь 1991 г.). «Простой буллезный эпидермолиз: данные о аномалиях гена кератина в двух семьях». Наука . 254 (5035): 1202–5 . Бибкод : 1991Sci...254.1202B. дои : 10.1126/science.1720261. ПМИД  1720261.
  • Lersch R, Fuchs E (январь 1988). «Последовательность и экспрессия кератина типа II, K5, в эпидермальных клетках человека». Молекулярная и клеточная биология . 8 (1): 486–93 . doi :10.1128/mcb.8.1.486. PMC  363157. PMID  2447486 .
  • Galup C, Darmon MY (июль 1988 г.). «Выделение и характеристика клона кДНК, кодирующего человеческий эпидермальный кератин K5. Последовательность карбокситерминальной половины этого кератина». Журнал исследовательской дерматологии . 91 (1): 39– 42. doi :10.1111/1523-1747.ep12463286. PMID  2455002.
  • Eckert RL, Rorke EA (июнь 1988 г.). «Последовательность человеческого эпидермального кератина 58-кДа (#5) типа II обнаруживает отсутствие консервации последовательности 5' выше по течению между коэкспрессированными эпидермальными кератинами». DNA . 7 (5): 337– 45. doi :10.1089/dna.1.1988.7.337. PMID  2456903.
  • Lersch R, Stellmach V, Stocks C, Giudice G, Fuchs E (сентябрь 1989 г.). «Изоляция, последовательность и экспрессия гена человеческого кератина K5: транскрипционная регуляция кератинов и понимание парного контроля». Молекулярная и клеточная биология . 9 (9): 3685– 97. doi :10.1128/mcb.9.9.3685. PMC  362429. PMID  2476664 .
  • Rugg EL, Morley SM, Smith FJ, Boxer M, Tidman MJ, Navsaria H, Leigh IM, Lane EB (ноябрь 1993 г.). «Недостающие звенья: мутации кератина Вебера-Кокейна вовлекают домен линкера L12 в эффективную функцию цитоскелета». Nature Genetics . 5 (3): 294– 300. doi :10.1038/ng1193-294. PMID  7506097. S2CID  155219.
  • Kouklis PD, Hutton E, Fuchs E (ноябрь 1994 г.). «Создание связи: прямое связывание между промежуточными филаментами кератина и десмосомальными белками». Журнал клеточной биологии . 127 (4): 1049– 60. doi :10.1083/jcb.127.4.1049. PMC  2200061. PMID  7525601 .
  • Stephens K, Zlotologici A, Smith L, Ehrlich P, Wijsman E, Livingston RJ, Sybert VP (март 1995). «Эпидермолиз буллезный простой: мутация кератина 5 является полностью доминантным аллелем в функции эпидермального цитоскелета». American Journal of Human Genetics . 56 (3): 577–85 . PMC  1801159 . PMID  7534039.
  • Ehrlich P, Sybert VP, Spencer A, Stephens K (май 1995 г.). «Распространенная мутация гена кератина 5 при простом буллезном эпидермолизе — Вебера-Кокейна». Журнал исследовательской дерматологии . 104 (5): 877– 9. doi : 10.1111/1523-1747.ep12607050 . PMID  7537780.
  • Wanner R, Förster HH, Tilmans I, Mischke D (июнь 1993 г.). «Аллельные вариации человеческих кератинов K4 и K5 обеспечивают полиморфные маркеры в кластере генов кератина типа II на хромосоме 12». Журнал исследовательской дерматологии . 100 (6): 735– 41. doi :10.1111/1523-1747.ep12475671. PMID  7684424.
  • Dong W, Ryynänen M, Uitto J (1993). «Идентификация мутации лейцина в пролин в гене кератина 5 в семье с генерализованным типом Кебнера простого буллезного эпидермолиза». Human Mutation . 2 (2): 94– 102. doi : 10.1002/humu.1380020206 . PMID  7686424. S2CID  24921690.
  • Chan YM, Yu QC, Fine JD, Fuchs E (август 1993 г.). «Генетическая основа простого буллезного эпидермолиза Вебера-Коккейна». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 90 (15): 7414– 8. Bibcode : 1993PNAS ...90.7414C. doi : 10.1073/pnas.90.15.7414 . PMC  47148. PMID  7688477.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Кератин_5&oldid=1254920158"