Ретинальдегидсвязывающий белок 1 (RLBP1), также известный как клеточный ретинальдегидсвязывающий белок (CRALBP), представляет собой водорастворимый белок массой 36 кДа , который у человека кодируется геном RLBP1 . [5] [6] [7]
Открытие
Клеточный ретинолсвязывающий белок (CRBP) был впервые обнаружен в 1973 году в тканях легких Башором и др. [8] Было обнаружено три категории клеточных ретинолсвязывающих белков : клеточный ретинолсвязывающий белок, клеточный ретиноевый кислотосвязывающий белок и клеточный ретинальдегидсвязывающий белок (CRALBP). [8] [9] [10] CRALBP был впервые обнаружен в 1977 году после того, как он был очищен из сетчатки и ретинальных пигментных эпителиальных клеток. [10] [11]
Функция
Клеточный ретинальдегидсвязывающий белок переносит 11-цис-ретиналь (также известный как 11-цис-ретинальдегид) в качестве своих физиологических лигандов. Он играет важную роль в качестве акцептора 11-цис-ретиналя, который облегчает ферментативную изомеризацию всего 11-транс-ретиналя в 11-цис-ретиналь, в изомеризации палочки и колбочки зрительного цикла. [12] [13]
Распределение в тканях
CRALBP не только обнаружен в сетчатке и ретинальных пигментных эпителиальных клетках, но также экспрессируется в других типах клеток. Он в основном обнаружен в радужной оболочке , роговице , цилиарном эпителии, клетках Мюллера , шишковидной железе и олигодендроцитах зрительного нерва и мозга. Этот белок также обнаружен в других тканях, кроме вышеупомянутых, однако его функция в клетках, не связанных с глазами, пока неизвестна [14]
Клиническое значение
Когда молекула зрительного пигмента в фоторецепторах палочек и колбочек млекопитающих активируется фотонами света, молекула пигмента неспособна обнаружить следующий фотон света. Все молекулы ретиналя в хромофоре молекулы зрительного пигмента существуют в 11-транс-ретинальном состоянии после стимуляции фотонами. RLBP1 помогает преобразовывать 11-транс-ретиналь в светочувствительный 11- цис -ретиналь. Этот процесс является частью зрительного цикла, который включает вытеснение всех хромофоров, содержащих 11-транс-ретиналь, из фоторецепторов и последующее преобразование в состояние 11-цис-ретиналя в клетках пигментного эпителия сетчатки, как для палочек, так и для колбочек. Затем 11-цис-хромофор передается обратно в фоторецепторные клетки, где он подвергается слиянию со свободной молекулой опсина для регенерации зрительного пигмента. [15] [16] [13]
Расположение гена
Ген RLBP1 расположен на человеческой хромосоме 15 , а именно на 15q26. Ранее считалось, что этот ген имеет 8 экзонов и 7 интронов . [5] [17] Однако Фогель и др. продемонстрировали, что на самом деле на этой хромосоме есть 8 интронов. [18] Элемент гена, расположенный выше ранее считавшегося экзона 1, изначально считался энхансером . В действительности этот предполагаемый энхансер является основным промотором для этого гена. Недавно обнаруженный интрон 1 находится внутри и недалеко от конца промоторной области гена RLBP1. [18]
Мутации и связанные с ними заболевания
Мутации RLBP1 включают несколько заболеваний, связанных со зрением. Все они являются аутосомно -рецессивными, включая дистрофию Ботнии, белый точечный ретинит, пигментный ретинит , дистрофию палочек и колбочек Ньюфаундленда и белоточечное глазное дно . Характеристики связанных заболеваний различаются в зависимости от возраста, тяжести и скорости прогрессирования. Все они имеют схожие качества, такие как ухудшение работы фоторецепторов и более медленная адаптация к темноте, что в конечном итоге приводит к ухудшению зрения , часто приводящему к полной слепоте. [14]
дистрофия ботнии
Люди, страдающие дистрофией Ботнии, имеют гомозиготную замену пары оснований C на T в экзоне 7 гена RLBP1. Это приводит к миссенс-мутации с аргинина на триптофан в позиции 234 гена RLBP1. [19]
Белый точечный ретинит и белое пятно глазного дна
Катсанис и др. показали, что гомозиготное изменение экспрессии аминокислоты аргинина на глутамин в позиции 150 на RLBP1 приводит к возникновению белоточечного ретинита и/или белоточечного глазного дна. [20]
Ссылки
^ abc GRCh38: Ensembl выпуск 89: ENSG00000140522 – Ensembl , май 2017 г.
^ abc GRCm38: Ensembl выпуск 89: ENSMUSG00000039194 – Ensembl , май 2017 г.
^ "Human PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
^ "Mouse PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
^ ab Sparkes RS, Heinzmann C, Goldflam S, Kojis T, Saari JC, Mohandas T, Klisak I, Bateman JB, Crabb JW (январь 1992 г.). «Присвоение гена (RLBP1) клеточного белка, связывающего ретинальдегид (CRALBP), человеческой хромосоме 15q26 и мышиной хромосоме 7». Genomics . 12 (1): 58– 62. doi :10.1016/0888-7543(92)90406-I. PMID 1733864.
^ ab Bashor MM, Toft DO, Chytil F (декабрь 1973 г.). «In vitro связывание ретинола с компонентами тканей крысы». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 70 (12): 3483– 7. Bibcode : 1973PNAS ...70.3483B. doi : 10.1073/pnas.70.12.3483 . PMC 427264. PMID 4519641.
^ Saari JC, Bredberg L, Garwin GG (ноябрь 1982 г.). «Идентификация эндогенных ретиноидов, связанных с тремя клеточными ретиноидсвязывающими белками из бычьей сетчатки и ретинального пигментного эпителия». Журнал биологической химии . 257 (22): 13329– 33. doi : 10.1016/S0021-9258(18)33451-3 . PMID 6292186.
^ Stubbs GW, Saari JC, Futterman S (сентябрь 1979). "11-цис-Ретиналь-связывающий белок из бычьей сетчатки. Выделение и частичная характеристика". Журнал биологической химии . 254 (17): 8529– 33. doi : 10.1016/S0021-9258(19)86924-7 . PMID 468840.
^ Saari JC, Nawrot M, Kennedy BN, Garwin GG, Hurley JB, Huang J, Possin DE, Crabb JW (март 2001 г.). «Нарушение зрительного цикла у мышей с нокаутом клеточного ретинальдегидсвязывающего белка (CRALBP) приводит к задержке адаптации к темноте». Neuron . 29 (3): 739– 48. doi : 10.1016/S0896-6273(01)00248-3 . PMID 11301032.
^ ab Xue Y, Shen SQ, Jui J, Rupp AC, Byrne LC, Hattar S, Flannery JG, Corbo JC, Kefalov VJ (февраль 2015 г.). «CRALBP поддерживает зрительный цикл сетчатки млекопитающих и колбочковое зрение». Журнал клинических исследований . 125 (2): 727– 38. doi : 10.1172/JCI79651. PMC 4319437. PMID 25607845 .
^ ab Kennedy BN, Li C, Ortego J, Coca-Prados M, Sarthy VP, Crabb JW (февраль 2003 г.). "Регуляция транскрипции CRALBP в цилиарных эпителиальных клетках, клетках Мюллера сетчатки и пигментных эпителиальных клетках сетчатки". Experimental Eye Research . 76 (2): 257– 60. doi :10.1016/s0014-4835(02)00308-1. PMID 12565814.
^ Saari JC (август 2012 г.). «Метаболизм витамина А в зрительных циклах палочек и колбочек». Annual Review of Nutrition . 32 : 125–45 . doi :10.1146/annurev-nutr-071811-150748. PMID 22809103.
^ Wang JS, Kefalov VJ (март 2011). "Колбочковидный визуальный цикл". Progress in Retinal and Eye Research . 30 (2): 115–28 . doi :10.1016/j.preteyeres.2010.11.001. PMC 3073571. PMID 21111842 .
^ Intres R, Goldflam S, Cook JR, Crabb JW (октябрь 1994 г.). «Молекулярное клонирование и структурный анализ гена человека, кодирующего клеточный ретинальдегид-связывающий белок». Журнал биологической химии . 269 (41): 25411– 8. doi : 10.1016/S0021-9258(18)47265-1 . PMID 7929238.
^ ab Vogel JS, Bullen EC, Teygong CL, Howard EW (август 2007 г.). «Идентификация промотора гена RLBP1». Investigative Ophthalmology & Visual Science . 48 (8): 3872– 7. doi :10.1167/iovs.06-1523. PMID 17652763.
^ Burstedt MS, Sandgren O, Holmgren G, Forsman-Semb K (апрель 1999). «Дистрофия Ботнии, вызванная мутациями в гене клеточного ретинальдегидсвязывающего белка (RLBP1) на хромосоме 15q26». Investigative Ophthalmology & Visual Science . 40 (5): 995–1000 . PMID 10102298.
^ Кацанис Н., Шройер Н.Ф., Льюис Р.А., Кавендер Дж.К., Аль-Раджи А.А., Джабак М., Лупски-младший (июнь 2001 г.). «Fundus albipunctatus и белый точечный ретинит в родословной с мутацией R150Q в RLBP1». Клиническая генетика . 59 (6): 424–9 . doi :10.1034/j.1399-0004.2001.590607.x. PMID 11453974. S2CID 9196078.
Дальнейшее чтение
Crabb JW, Goldflam S, Harris SE, Saari JC (декабрь 1988 г.). «Клонирование кДНК, кодирующих клеточный ретинальдегидсвязывающий белок из бычьей и человеческой сетчатки, и сравнение структур белков». Журнал биологической химии . 263 (35): 18688– 92. doi : 10.1016/S0021-9258(18)37339-3 . PMID 3198595.
Dunn KC, Aotaki-Keen AE, Putkey FR, Hjelmeland LM (февраль 1996 г.). "ARPE-19, линия клеток пигментного эпителия сетчатки человека с дифференцированными свойствами". Experimental Eye Research . 62 (2): 155– 69. doi :10.1006/exer.1996.0020. PMID 8698076.
Bonaldo MF, Lennon G, Soares MB (сентябрь 1996 г.). «Нормализация и вычитание: два подхода к облегчению открытия генов». Genome Research . 6 (9): 791– 806. doi : 10.1101/gr.6.9.791 . PMID 8889548.
Сарти В. (декабрь 1996 г.). «Локализация клеточного ретинальдегидсвязывающего белка в роговице». Experimental Eye Research . 63 (6): 759– 62. doi :10.1006/exer.1996.0170. PMID 9068383.
Crabb JW, Carlson A, Chen Y, Goldflam S, Intres R, West KA, Hulmes JD, Kapron JT, Luck LA, Horwitz J, Bok D (март 1998 г.). «Структурная и функциональная характеристика рекомбинантного человеческого клеточного ретинальдегидсвязывающего белка». Protein Science . 7 (3): 746– 57. doi :10.1002/pro.5560070324. PMC 2143945 . PMID 9541407.
Burstedt MS, Sandgren O, Holmgren G, Forsman-Semb K (апрель 1999 г.). «Дистрофия Ботнии, вызванная мутациями в гене клеточного белка, связывающего ретинальдегид (RLBP1) на хромосоме 15q26». Investigative Ophthalmology & Visual Science . 40 (5): 995–1000 . PMID 10102298.
Morimura H, Berson EL, Dryja TP (апрель 1999 г.). «Рецессивные мутации в гене RLBP1, кодирующем клеточный белок, связывающий ретинальдегид, при форме белого точечного ретинита». Investigative Ophthalmology & Visual Science . 40 (5): 1000– 4. PMID 10102299.
Thumann G, Kociok N, Bartz-Schmidt KU, Esser P, Schraermeyer U, Heimann K (декабрь 1999 г.). «Обнаружение мРНК для белков, участвующих в метаболизме ретинола в пигментном эпителии радужной оболочки». Архив Graefe по клинической и экспериментальной офтальмологии . 237 (12): 1046– 51. doi :10.1007/s004170050343. PMID 10654176. S2CID 26118763.
Burstedt MS, Forsman-Semb K, Golovleva I, Janunger T, Wachtmeister L, Sandgren O (февраль 2001 г.). «Глазной фенотип дистрофии ботнии, аутосомно-рецессивного пигментного ретинита, связанного с мутацией R234W в гене RLBP1». Архивы офтальмологии . 119 (2): 260–7 . PMID 11176989.
Harrington JJ, Sherf B, Rundlett S, Jackson PD, Perry R, Cain S, Leventhal C, Thornton M, Ramachandran R, Whittington J, Lerner L, Costanzo D, McElligott K, Boozer S, Mays R, Smith E, Veloso N, Klika A, Hess J, Cothren K, Lo K, Offenbacher J, Danzig J, Ducar M (май 2001 г.). «Создание библиотек экспрессии белков по всему геному с использованием случайной активации экспрессии генов». Nature Biotechnology . 19 (5): 440– 5. doi :10.1038/88107. PMID 11329013. S2CID 25064683.
Кацанис Н., Шройер Н.Ф., Льюис Р.А., Кавендер Дж.К., Аль-Раджи А.А., Джабак М., Лупски-младший (июнь 2001 г.). «Fundus albipunctatus и белый точечный ретинит в родословной с мутацией R150Q в RLBP1». Клиническая генетика . 59 (6): 424–9 . doi :10.1034/j.1399-0004.2001.590607.x. PMID 11453974. S2CID 9196078.
Eichers ER, Green JS, Stockton DW, Jackman CS, Whelan J, McNamara JA, Johnson GJ, Lupski JR, Katsanis N (апрель 2002 г.). "Ньюфаундлендская палочко-колбочковая дистрофия, рано возникающая ретинальная дистрофия, вызвана мутациями сплайс-контакта в RLBP1". American Journal of Human Genetics . 70 (4): 955– 64. doi :10.1086/339688. PMC 379124 . PMID 11868161.
Golovleva I, Bhattacharya S, Wu Z, Shaw N, Yang Y, Andrabi K, West KA, Burstedt MS, Forsman K, Holmgren G, Sandgren O, Noy N, Qin J, Crabb JW (апрель 2003 г.). «Болезнетворные мутации в клеточном ретинальдегидсвязывающем белке усиливают и отменяют лигандные взаимодействия». Журнал биологической химии . 278 (14): 12397– 402. doi : 10.1074/jbc.M207300200 . PMID 12536144.
Wu Z, Yang Y, Shaw N, Bhattacharya S, Yan L, West K, Roth K, Noy N, Qin J, Crabb JW (апрель 2003 г.). «Картирование кармана связывания лиганда в клеточном ретинальдегидсвязывающем белке». Журнал биологической химии . 278 (14): 12390– 6. doi : 10.1074/jbc.M212775200 . PMID 12536149.
Fishman GA, Roberts MF, Derlacki DJ, Grimsby JL, Yamamoto H, Sharon D, Nishiguchi KM, Dryja TP (январь 2004 г.). «Новые мутации в гене клеточного белка, связывающего ретинальдегид (RLBP1), связанные с белоточечным ретинитом: доказательства межсемейной генетической гетерогенности и изменений глазного дна у гетерозигот». Архивы офтальмологии . 122 (1): 70– 5. doi :10.1001/archopht.122.1.70. PMID 14718298.
Nawrot M, West K, Huang J, Possin DE, Bretscher A, Crabb JW, Saari JC (февраль 2004 г.). «Клеточный ретинальдегидсвязывающий белок взаимодействует с ERM-связывающим фосфопротеином 50 в ретинальном пигментном эпителии». Investigative Ophthalmology & Visual Science . 45 (2): 393– 401. doi :10.1167/iovs.03-0989. PMID 14744877.
Внешние ссылки
Запись GeneReviews/NIH/NCBI/UW об обзоре пигментного ретинита