Матрилин-3

Ген, кодирующий белок у вида Homo sapiens
МАТН3
Идентификаторы
ПсевдонимыMATN3 , DIPOA, EDM5, HOA, OADIP, OS2, матрилин 3, SEMDBCD
Внешние идентификаторыОМИМ : 602109; МГИ : 1328350; Гомологен : 1785; Генные карты : MATN3; OMA :MATN3 — ортологи
Ортологи
РазновидностьЧеловекМышь
Энтрез

4148

17182

Ансамбль

ENSG00000132031

ENSMUSG00000020583

UniProt

О15232

О35701

РефСек (мРНК)

NM_002381

NM_010770

RefSeq (белок)

NP_002372

NP_034900

Местоположение (UCSC)Хр 2: 19.99 – 20.01 МбХр 12: 9 – 9.02 Мб
Поиск в PubMed[3][4]
Викиданные
Просмотр/редактирование человекаПросмотр/редактирование мыши

Matrilin-3 — это белок , который у людей кодируется геном MATN3 . [ 5] [6] [7] Он связан с развитием многих типов хрящей, [8] и является частью семейства Matrilin, которое включает Matrilin-1, Matrilin-2, Matrilin-3 и Matrilin-4, семейство нитевидных адаптерных олигомерных внеклеточных белков, которые связаны с образованием хряща и кости, а также с поддержанием гомеостаза после развития. [8] Он считается внеклеточным матричным белком, который функционирует как адаптерный белок, [9] где субъединица Matrilin-3 может образовывать как гомотетрамеры, так и гетероолигомеры с субъединицами из Matrilin-1, который является белком матрикса хряща. Эта ограниченная ткань была сильно выражена в растущей скелетной ткани, а также в хрящах и костях. [8] [10]

Каждый член семейства Matrilin состоит из одного или двух доменов фактора Виллебранда A (vWFA), нескольких доменов, подобных эпидермальному фактору роста (EGF), и домена альфа-спирали скрученной спирали. [9] Matrilin-3 не содержит второго домена, подобного vWFA, который присутствует в остальных членах семейства Matrilin. [11] Он считается самым коротким и наименее сложным членом семейства, состоящим только из одного домена фактора Виллебранда A, четырех доменов эпидермального фактора роста и домена C-концевой спиральной спирали. [8] [9] Белок Matrilin-3 считается мультимерным белком, который может образовывать связи с тройными спиралями коллагена, декорином и бигликаном, поскольку он играет важную роль в качестве связующей молекулы в формировании сети суставного хряща. [12]

Функция Матрилина-3

Основная функция Matrilin-3 — усиление экспрессии коллагена II и аггрекана, что необходимо для поддержания эластичности и прочности хряща. Он не только поддерживает структуру хряща, но и его функцию и развитие заболеваний. [9] Matrilin-3 в основном экспрессируется в хряще до рождения, если только это не связано с развитием заболеваний во взрослом возрасте.

Структура

Белок матрилин-3 был отнесен к хромосомному региону 2 (2p24 - p23) с соответствующей мРНК 2,8 кб, которая была обнаружена экспрессированной в каждом типе исследованного хряща. [13] [8] Матрилин-3 организован в 7 доменов и состоит из 486 аминокислотных остатков. Нуклеотидная последовательность для Матрилина-3 у людей на 83% похожа на Матрилин-3 у мышей и на 61% на курицу. [8] Основные различия между различными видами в основном различаются в положительно заряженном N-концевом домене, который короче у курицы по сравнению с человеческим Матрилином-3. Куриный Матрилин-3 также отличается тем, что он не содержит вставки одного остатка аспарагиновой кислоты в своих четырех EGF-подобных доменах, как в последовательностях человеческого и мышиного Матрилина-3. [11]

У мышей Matrilin-3 экспрессируется только в развитии хряща скелетной системы. Однако, хотя Matrilin-1 продолжает экспрессироваться в тканях, которые остаются хрящевыми на протяжении всей жизни, Matrilin-3 в настоящее время не экспрессируется в этих тканях после рождения. [8] Предварительный тест иммуноблота показал, что экспрессия Matrilin-3 намного выше в тканях плода, чем у взрослых. [11] Однако это не означает, что Matrilin-3 не может экспрессироваться в зрелом хряще. Существует сильная корреляция между сильной экспрессией гена Matrilin-3 и повреждением тканей. [10] Сильная экспрессия гена Matrilin-3 последовательно связана с развитием остеоартрита, который может развиться из-за высоких уровней Matrilin-3, который разрушает суставной хрящ, что приводит к потере не только поверхности, но и пролиферирующих и гипертрофированных областей. [8]

Матрилин-3 играет решающую роль в поддержании структурной целостности хряща внеклеточного матрикса, и, как было показано, его уровень повышается при остеоартрите, а также он экспрессируется в костях в нормальных условиях. Он также регулирует компоненты внеклеточного матрикса кости. [9] Матрилин-3 взаимодействует с TGF-β и BMP-2 для поддержания гомеостаза внеклеточного матрикса хряща, а также для поддержания хондроцитов во время развития. [9] Типы хрящей, в которых был обнаружен Матрилин-3, представляют собой хрящевую ткань, которая включает суставной и эпифизарный хрящ, а также хрящевую закладку развивающихся костей. [9] Матрилин-3 необходим для формирования коллаген-зависимых сетей, поскольку он соединяет коллаген-независимую перицеллюлярную сеть и клетки, образуя нитевидные соединения. [9] В развитии скелета Матрилин-3 участвует в мезенхимальной дифференцировке, дедифференцировке, терминальной дифференцировке хондроцитов и поддержании минеральной плотности костей. [9]

Связь с болезнью

Остеоартрит вызывается полиморфизмами и мутациями в нескольких генах, особенно Matrilin-3. [9] Мутации Matrilin-3 связаны с заболеваниями скелета, такими как остеоартрит, и хондродисплазиями, такими как множественная эпифизарная дисплазия (MED) и спондилоэпиметафизарная дисплазия. [8] Корреляция между людьми с множественной эпифизарной дисплазией, или MED, была связана с мутациями в домене vWFA белка Matrilin-3. (ncbi) Точечные мутации в Matrilin-3 могут влиять на сворачивание и транспортировку белка, поскольку Matrilin-3 сохраняется и накапливается в эндоплазматическом ретикулуме, что приводит к уменьшению образования нитевидных сетей вокруг клеток. [9] Также было показано, что Матрилин-3 увеличивает уровень коллагена II и аггрекана, одновременно снижая уровень ADAMTS5 и MMP-13 в хондроцитах, что свидетельствует об уменьшении гипертрофии, вызванной воспалением. [9]

Было также показано, что когда Matrilin-3 связан с BMP2, фосфорилирование Smad1, опосредованное рецептором BMP, и экспрессия коллагена X предотвращаются в хондроцитах, что означает, что Matrilin-3 может действовать как антагонист, предотвращая гипертрофическую терминальную дифференцировку хондроцитов. [9] Связывание Matrilin-3 в целом увеличивает фосфорилирование AKT, увеличивая выживаемость хондроцитов и синтез ECM. [9] Сворачивание структуры белка, вызванное мутациями, вызывающими MED, наиболее заметно обнаруживается в цепях B центра домена vWFA. [8] Поскольку Matrilin-3 связан с заболеваниями скелета, такими как остеоартрит, показано, что его уровни повышены и присутствуют в средней и глубокой зоне хряща, а также, возможно, в субхондральной кости. В кости Matrilin-3 не только обнаруживается в еще не резорбированном кальцифицированном хряще, но также активно синтезируется остеобластами и остеоцитами. [11]

Заключение

Белок Matrilin-3 — это белок, связанный с развитием хрящей и костей, и состоит из одного домена фактора Виллебранда А, четырех доменов эпидермального фактора роста и домена C-концевой спиральной спирали. [8] [9] Экспрессия Matrilin-3 в основном присутствует в развитии хряща до рождения и прекращается во взрослом возрасте, если только она не связана с заболеваниями скелета, такими как остеоартрит, и хондродисплазиями, такими как множественная эпифизарная дисплазия (MED) и спондилоэпиметафизарная дисплазия. [8] Основная функция Matrilin-3 — усиление экспрессии коллагена II и аггрекана, что необходимо для поддержания эластичности и прочности хряща. [9]

Ссылки

  1. ^ abc GRCh38: Ensembl выпуск 89: ENSG00000132031 – Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ abc GRCm38: Ensembl выпуск 89: ENSMUSG00000020583 – 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. ^ Wagener R, Kobbe B, Paulsson M (октябрь 1997 г.). «Первичная структура матрилина-3, нового члена семейства белков внеклеточного матрикса, связанных с белком матрикса хряща (матрилином-1) и фактором фон Виллебранда». FEBS Lett . 413 (1): 129– 34. doi : 10.1016/S0014-5793(97)00895-8 . PMID  9287130. S2CID  44885277.
  6. ^ Belluoccio D, Trueb B (ноябрь 1997). "Matrilin-3 из куриного хряща". FEBS Lett . 415 (2): 212– 6. doi : 10.1016/S0014-5793(97)01126-5 . PMID  9350998. S2CID  10734417.
  7. ^ "Ген Энтреза: MATN3 матрилин 3".
  8. ^ abcdefghijkl Wang YC, Liu JS, Chen JY, Wu SQ, Wang GR, Nie J, Zhang SK, Guo QL, Luo JM (2015-12-01). «Множественные функции первого домена EGF в матрилине-3: секреция и стресс эндоплазматического ретикулума». Международный журнал молекулярной медицины . 36 (6): 1648– 1656. doi : 10.3892/ijmm.2015.2377 . ISSN  1107-3756. PMID  26499313.
  9. ^ abcdefghijklmnop Muttigi M, Han I, Park HK, Park H, Lee SH (2016-04-20). "Роль Matrilin-3 в развитии хряща и остеоартрите". International Journal of Molecular Sciences . 17 (4): 590. doi : 10.3390/ijms17040590 . ISSN  1422-0067. PMC 4849044. PMID 27104523  . 
  10. ^ ab Pullig O, Weseloh G, Klatt AR, Wagener R, Swoboda B (2002-04-01). "Matrilin-3 в человеческом суставном хряще: повышенная экспрессия при остеоартрите". Остеоартрит и хрящ . 10 (4): 253–263 . doi : 10.1053/joca.2001.0508 . ISSN  1063-4584. PMID  11950247.
  11. ^ abcd Klatt AR, Nitsche DP, Kobbe B, Mörgelin M, Paulsson M, Wagener R (2000-02-11). "Молекулярная структура и распределение в тканях Matrilin-3, белка внеклеточного матрикса, формирующего нити и экспрессируемого во время развития скелета*". Journal of Biological Chemistry . 275 (6): 3999– 4006. doi : 10.1074/jbc.275.6.3999 . ISSN  0021-9258. PMID  10660556.
  12. ^ Лориес Р. Дж., Люйтен Ф. П. (2018-01-01), Таккер Р. В., Уайт М. П., Эйсман Дж. А., Игараси Т. (ред.), «Глава 13 — Обзор биологии суставов и хрящей», Генетика биологии костей и заболеваний скелета (второе издание) , Academic Press, стр.  209–225 , ISBN 978-0-12-804182-6, получено 2023-04-27
  13. ^ Belluoccio D, Schenker T, Baici A, Trueb B (1998-11-01). "Характеристика человеческого Matrilin-3 (MATN3)". Genomics . 53 (3): 391– 394. doi :10.1006/geno.1998.5519. ISSN  0888-7543. PMID  9799608.
  • GeneReviews/NCBI/NIH/UW запись о множественной эпифизарной дисплазии, доминирующей

Дальнейшее чтение

  • Belluoccio D, Schenker T, Baici A, Trueb B (1998). «Характеристика человеческого матрилина-3 (MATN3)». Genomics . 53 (3): 391– 4. doi :10.1006/geno.1998.5519. PMID  9799608.
  • Sanger Centre T, Washington University Genome Sequencing Cente T (1999). «На пути к полной последовательности генома человека». Genome Res . 8 (11): 1097– 108. doi : 10.1101/gr.8.11.1097 . PMID  9847074.
  • Chapman KL, Mortier GR, Chapman K, et al. (2001). «Мутации в области, кодирующей домен фактора фон Виллебранда A матрилина-3, связаны с множественной эпифизарной дисплазией». Nat. Genet . 28 (4): 393– 6. doi :10.1038/ng573. PMID  11479597. S2CID  8316621.
  • Frank S, Schulthess T, Landwehr R и др. (2002). «Характеристика доменов матрилина coiled-coil обнаруживает семь новых изоформ». J. Biol. Chem . 277 (21): 19071– 9. doi : 10.1074/jbc.M202146200 . PMID  11896063.
  • Стефанссон С.Е., Йонссон Х., Ингварссон Т. и др. (2003). «Полногеномное сканирование остеоартрита рук: новая мутация матрилина-3». Являюсь. Дж. Хум. Жене . 72 (6): 1448–59 . doi : 10.1086/375556. ПМК  1180305 . ПМИД  12736871.
  • Jackson GC, Barker FS, Jakkula E и др. (2004). «Миссенс-мутации в бета-цепях одного A-домена матрилина-3 приводят к множественной эпифизарной дисплазии». J. Med. Genet . 41 (1): 52– 9. doi :10.1136/jmg.2003.011429. PMC  1757268. PMID  14729835 .
  • Mäkitie O, Mortier GR, Czarny-Ratajczak M и др. (2004). «Клинические и рентгенологические данные при множественной эпифизарной дисплазии, вызванной мутациями MATN3: описание 12 пациентов». Am. J. Med. Genet. A . 125 (3): 278– 84. doi :10.1002/ajmg.a.20486. PMID  14994237. S2CID  22407745.
  • Бороховиц З.У., Шеффер Д., Адир В. и др. (2004). «Спондило-эпи-метафизарная дисплазия (SEMD) матрилина 3 типа: гомозиготная мутация матрилина 3 в новой форме SEMD». Дж. Мед. Жене . 41 (5): 366–72 . doi :10.1136/jmg.2003.013342. ПМЦ  1735768 . ПМИД  15121775.
  • Mabuchi A, Haga N, Maeda K и др. (2005). «Новые и повторяющиеся мутации, сгруппированные в домене фактора фон Виллебранда A MATN3 при множественной эпифизарной дисплазии». Hum. Mutat . 24 (5): 439– 40. doi : 10.1002/humu.9286 . PMID  15459972. S2CID  29416307.
  • Hecht JT, Hayes E, Haynes R, Cole WG (2005). «Мутации COMP, функция хондроцитов и матрикс хряща». Matrix Biol . 23 (8): 525–33 . doi :10.1016/j.matbio.2004.09.006. PMID  15694129.
  • Оттен К., Вагенер Р., Паульссон М., Зауке Ф. (2006). «Мутации гена Matrilin-3, вызывающие хондродисплазии, мешают транспорту белков, тогда как мутация, связанная с остеоартритом рук, — нет». J. Med. Genet . 42 (10): 774– 9. doi :10.1136/jmg.2004.029462. PMC  1735938. PMID  16199550 .
  • Cotterill SL, Jackson GC, Leighton MP и др. (2006). «Множественные мутации эпифизарной дисплазии в MATN3 вызывают неправильное сворачивание A-домена и предотвращают секрецию мутантного матрилина-3». Hum. Mutat . 26 (6): 557– 65. doi :10.1002/humu.20263. PMC  2726956. PMID  16287128 .
  • Кимура К, Вакамацу А, Сузуки Й и др. (2006). «Диверсификация транскрипционной модуляции: крупномасштабная идентификация и характеристика предполагаемых альтернативных промоторов человеческих генов». Genome Res . 16 (1): 55– 65. doi :10.1101/gr.4039406. PMC  1356129. PMID  16344560 .
  • Элиассон ГДж, Вербрюгген Г, Стефанссон СЭ и др. (2006). «Характеристики рентгенологии рук пациентов, имеющих мутацию T(303)M в гене матрилина-3». Scand. J. Rheumatol . 35 (2): 138– 42. doi :10.1080/03009740500303215. PMID  16641049. S2CID  19719710.
  • Maeda K, Horikoshi T, Nakashima E и др. (2007). «MATN и LAPTM являются частями более крупных единиц транскрипции, производимых межгенным сплайсингом: межгенный сплайсинг может быть обычным явлением». DNA Res . 12 (5): 365–72 . doi : 10.1093/dnares/dsi017 . PMID  16769693.
  • Hills R, Mazzarella R, Fok K и др. (2007). «Идентификация мотива расщепления ADAMTS-4 с использованием фагового дисплея приводит к разработке флуорогенных пептидных субстратов и раскрывает матрилин-3 как новый субстрат». J. Biol. Chem . 282 (15): 11101– 9. doi : 10.1074/jbc.M611588200 . PMID  17311924.
  • Leighton MP, Nundlall S, Starborg T и др. (2007). «Снижение пролиферации хондроцитов и нарушение регуляции апоптоза в пластинке роста хряща являются ключевыми признаками мышиной модели эпифизарной дисплазии, вызванной мутацией matn3». Hum . Mol. Genet . 16 (14): 1728– 41. doi :10.1093/hmg/ddm121. PMC  2674230. PMID  17517694.


Значок заглушки

Эта статья о гене на хромосоме 2 человека — заглушка . Вы можете помочь Википедии, расширив ее.

Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Matrilin-3&oldid=1259919552"