Wikipedia

NPC2

Epididimisni sekretorni protein E1, znan i kao NPC međućelijski holesterolski transporter 2 ili NPC2) je protein koji je povezan sa Niemann-Pickovom bolešću tip C.[1] kodiran je genom HE1.

NPC2
Identifikatori
Aliasi
Vanjski ID-jeviGeneCards: [2]
Ortolozi
VrsteČovjekMiš
Entrez

n/a

n/a

Ensembl

n/a

n/a

UniProt

n
a

n/a

RefSeq (mRNK)

n/a

n/a

RefSeq (bjelančevina)

n/a

n/a

Lokacija (UCSC)n/an/a
PubMed pretragan/an/a
Wikipodaci
Pogledaj/uredi – čovjek
Protein Niemann-Pickive bolesti, tip C2
Identifikatori
SimbolNPC2
NCBI gen10577
HGNC14537
OMIM601015
RefSeqNM_006432
UniProtP61916
Ostali podaci
LokusHrom. 14 q24.3
Pretraga za
StruktureSwiss-model
DomeneInterPro

Hibridnom radijacijskom analizom i uključivanjem unutar mapiranih klonova, Naureckiene et al. (2000) mapirači su gen HE1 u hromosomskoj sekvenci 14q24.3.[2]

Kloniranje i ekspresija

uredi

Kirchhoff et al. (1990) izvorno su klonirali HE1 diferencijalnim skriningom biblioteke cDNK ljudskog epididimisa. Krull et al (1993) utvrdili su da je HE1 visoko eksprimiran u svim dijelovima epididimisa. Kirchhoff et al. (1996) klonirali su cDNK HE1 pune dužine i otkrili da odgovara genu jedne kopije koji je kod sisara dobro konzherviran.[3][4][5]

HE1 glikoprotein sa 151 aminokiselinom ima molekulsku masu od 25 do 27 kD i sadrži signal od 19 aminokiselina koji, zajedno sa homolozima brojnih vrsta sisara, predstavlja glavnu sekretornu komponentu epididimske tečnosti. Analizom Northern blot-a, Naureckiene et al. (2000) otkrili su jedan transkript od 0,9 kb u svim ispitivanim tkivima, s najvišim nivoima u sjemenicima, bubrezima i jetri, a najnižim u plućima i mišićima. Subćelijska frakcionacija pacovske jetre pokazala je da je HE1 lizosomski protein.

Funkcija gena

uredi

S obzirom na njegovo lizosomsko mjesto i prethodnu identifikaciju kao proteina koji veže holesterol, Naureckiene et al. (2000) pretpostavili su da HE1 može biti uključen u Niemann-Pickovu bolest tip C2. HE1 nije bio detektibilan u fibroblastima kod NPC2 pacijenata, ali je bio prisutan u fibroblastima iz nepotvrđenih kontrola i NPC1 pacijenata. Liječenje NPC2 fibroblasta egzogenim rekombinantnim HE1 proteinom poboljšalo je lizosomsku akumulaciju holesterolskog lipoproteina male gustoće.

Friedland et al. (2003) izvijestili su o kristalnoj strukturi proteina NPC2 i okarakterizirali njegova svojstva vezanja liganda. Ljudski NPC2 veže analog holesterol-dehidroergosterola sa submikromolarnim afinitetom i na kiselom i na neutralnom pH. Struktura goveđeg proteina otkrila je labavo nabijeno područje koje prodire s površine u hidrofobno jezgro, koje tvori susjedne male šupljine sa ukupnim volumenom od približno 160 angstrema. Predložili su da ovo područje predstavlja početno mjesto vezivanja holesterola koje se širi, kako bi primilo molekulu holesterola od približno 740 angstrema.[6]

Mutacije u genu NPC2 povezane sa Niemann-Pickovom bolešću tipa C2 uzrokujući abnormalno visoku akumulaciju holesterola u ćelijama. Ko et al. (2003) otkrili su da prečišćeni NPC2, lučeni topivi protein, veže holesterol specifično sa mnogo većim afinitetom nego što je ranije prijavljeno. Genetičke i biohemijske studije identificirale su promjene pojedinačnih aminokiselina koje sprečavaju vezivanje holesterola i obnavljanje normalnog nivoa holesterola u mutiranim ćelijama. Aminokiseline koje utiču na vezivanje holesterola okružuju hidrofobni džep u strukturi proteina NPC2, identificirajući potencijalno mjesto vezanja za sterol. Na osnovu evolucijske analize i mutageneze, tri druge regije proteina NPC2 postale su važne, uključujući jednu potrebnu za efikasno lučenje.[7]

U pacijenta s Niemann-Pickovom bolešću tipa C1, kod kojeg su pronađene mutacije u genu NPC1, Blom et al. (2003) pokazali su da je NPC2 bio reguliran i akumuliran u kasnim endocitnim organelama koje su čuvale holesterol. Sugerirali su da NPC1 može upravljati endocitnim transportom NPC2.[8]

2-hibridnim screeningom biblioteke ekspresije cDNK ljudskog srca, Harrison et al. (2009) otkrili su da je NGBR komunicirao s NPC2. Većina NPC2 lokalizirana je u lizosomima u stabilnom stanju, ali je C-terminalni domen NGBR u interakciji s novonastalim NPC2 u lumenu endoplazmatskog retikuluma i stabilizirao je NPC2 protiv proteasomske degradacije. Nokdaun NGBR u ljudskim ćelijskim linijama ili nokaut Ngbr u fibroblastima mišjeg embriona smanjio je sadržaj NPC2, što je dovelo do povećane akumulacije unutarćelijskog holesterola i gubitka senzora na sterol.[9]

Molekulska genetika

uredi

U dva pacijenta s Niemann-Pickovom bolešću tipa C, Naureckiene et al. (2000) identificirali su homozigotne mutacije u genu HE1. Park et al. (2003) identificirali su sedam različitih mutacija u genu NPC2, kao osnovu Niemann-Pickove bolesti tipa C.[10]

U šest nepovezanih pacijenata s NPC2, Verot et al (2007) identificirali su pet različitih mutacija u genu NPC2. Autori su naveli da je do danas identificirano ukupno 15 mutacija koje uzrokuju bolesti u 22 nepovezane porodice. E20X bila je najčešća mutacija, čineći 34% mutiranih alela.[11]

Korelacije genotip/fenotip

uredi

Millat et al. (2001) izvijestili su o prvom sveobuhvatnom istraživanju osan nepovezanih porodica s NPC2, porijeklom iz Francuske, Alžira, Italije, Njemačke, Češke i Turske.[12] Ovi slučajevi su predstavljali uglavnom sve pacijente sa NPC2 koji su prijavljeni, kao i one koji su poznati autorima. Svih 16 mutiranih alela je identificirano, što , međutim, predstavljasamo pet različitih mutacija, sve sa ozbiljnim uticajem na protein: dvije nonsens mutacije, glu20 u ter (E20X) i glu118 u ter (E118X), 1-bp delecija (27delG), preradna (IVS2 + 5G-A) i misens mutacija (S67P), što rezultira smanjenim količinama abnormalnog proteina HE1. E20X, s ukupnom učestalošću alela od 56%, utvrđen je kao uobičajeni mutantni alel. U sedam porodica homozigotnost za E20X, E118X, S67P i složena heterozigotnost za mutacije E20X i 27delG rezultirali su teškim i brzim tokom bolesti, a starost nakon smrti bila je od šest mjeseci do četiri godine. Izuzetna karakteristika bila je izražena zahvaćenost pluća, što je kod šest pacijenata dovelo do rane smrti uzrokovane respiratornom insuficijencijom. Dva pacijenta su također imala tešku nervnu bolest, koja se pojavila tokom peroda dojenčeta. Suprotno tome, mutacija prerade odgovarala je vrlo različitoj kliničkoj prezentaciji, s maloljetničkim početkom nervnih simptoma i produženim preživljavanjem. Ova mutacija generirala je višestruke transkripte, uključujući minutni udio normalno prferađene RNK, što može objasniti blaži fenotip.

Životinjski model

uredi

Proteini NPC1 i NPC2 potrebni su za izlazak lipida iz lizosoma. Da bi stekli uvid u normalnu funkciju NPC2 i istražili njegove interakcije, ako postoje, sa NPC1, Sleat et al. (2004) stvorili su mišji hipomorf Npc2, koji je eksprimirao 0 do 4% zaostalog proteina u različitim tkivima i ispitali njegov fenotip u prisustvu i odsustvu Npc1. Fenotipovi pojedinačnih mutanata Npc1 i Npc2 i dvostrukog mutanta Npc1/Npc2 bili su slični ili identični u pogledu pojave i napredovanja bolesti, patologije, skladištenja neurona i biohemije akumulacije lipida. Ova otkrića pružila su genetičke dokaze da proteini NPC1 i NPC2 funkcioniraju zajedno, kako bi olakšali unutarćelijski transport lipida iz lizosoma u druga ćelijska mjesta.[13]

Reference

uredi
  1. ^ [1]
  2. ^ Naureckiene, S., Sleat, D. E., Lackland, H., Fensom, A., Vanier, M. T., Wattiaux, R., Jadot, M., Lobel, P. Identification of HE1 as the second gene of Niemann-Pick C disease. Science 290: 2298-2301, 2000. PubMed: 11125141
  3. ^ Kirchhoff, C., Osterhoff, C., Habben, I., Ivell, R., Kirchhoff, C. Cloning and analysis of mRNAs expressed specifically in the human epididymis. Int. J. Androl. 13: 155-167, 1990. Note: Erratum. Int. J. Androl. 13: 327 only, 1990. PubMed: 1693137
  4. ^ Kirchhoff, C., Osterhoff, C., Young, L. Molecular cloning and characterization of HE1, a major secretory protein of the human epididymis. Biol. Reprod. 54: 847-856, 1996. PubMed: 8924505
  5. ^ Krull, N., Ivell, R., Osterhoff, C., Kirchhoff, C. Region-specific variation of gene expression in the human epididymis as revealed by in situ hybridization with tissue-specific cDNAs. Molec. Reprod. Dev. 34: 16-24, 1993. PubMed: 8418812
  6. ^ Friedland, N., Liou, H.-L., Lobel, P., Stock, A. M. Structure of a cholesterol-binding protein deficient in Niemann-Pick type C2 disease. Proc. Nat. Acad. Sci. 100: 2512-2517, 2003. PubMed: 12591954
  7. ^ Ko, D. C., Binkley, J., Sidow, A., Scott, M. P. The integrity of a cholesterol-binding pocket in Niemann-Pick C2 protein is necessary to control lysosome cholesterol levels. Proc. Nat. Acad. Sci. 100: 2518-2525, 2003. PubMed: 12591949
  8. ^ Blom, T. S., Linder, M. D., Snow, K., Pihko, H., Hess, M. W., Jokitalo, E., Veckman, V., Syvanen, A.-C., Ikonen, E. Defective endocytic trafficking of NPC1 and NPC2 underlying infantile Niemann-Pick type C disease. Hum. Molec. Genet. 12: 257-272, 2003. PubMed: 12554680
  9. ^ Harrison, K. D., Miao, R. Q., Fernandez-Hernando, C., Suarez, Y., Davalos, A., Sessa, W. C. Nogo-B receptor stabilizes Niemann-Pick type C2 protein and regulates intracellular cholesterol trafficking. Cell Metab. 10: 208-218, 2009. PubMed: 19723497
  10. ^ Park, W. D., O'Brien, J. F., Lundquist, P. A., Kraft, D. L., Vockley, C. W., Karnes, P. S., Patterson, M. C., Snow, K. Identification of 58 novel mutations in Niemann-Pick disease type C: correlation with biochemical phenotype and importance of PTC1-like domains in NPC1. Hum. Mutat. 22: 313-325, 2003. PubMed: 12955717
  11. ^ Verot, L., Chikh, K., Freydiere, E., Honore, R., Vanier, M. T., Millat, G. Niemann-Pick C disease: functional characterization of three NPC2 mutations and clinical and molecular update on patients with NPC2. Clin. Genet. 71: 320-330, 2007. PubMed: 17470133
  12. ^ Millat, G., Chikh, K., Naureckiene, S., Sleat, D. E., Fensom, A. H., Higaki, K., Elleder, M., Lobel, P., Vanier, M. T. Niemann-Pick disease type C: spectrum of HE1 mutations and genotype/phenotype correlations in the NPC2 group. Am. J. Hum. Genet. 69: 1013-1021, 2001. PubMed: 11567215
  13. ^ Sleat, D. E., Wiseman, J. A., El-Banna, M., Price, S. M., Verot, L., Shen, M. M., Tint, G. S., Vanier, M. T., Walkley, S. U., Lobel, P. Genetic evidence for nonredundant functional cooperativity between NPC1 and NPC2 in lipid transport. Proc. Nat. Acad. Sci. 101: 5886-5891, 2004. PubMed: 15071184

Vanjski linkovi

uredi
Preuzeto iz "https://bs.wikipedia.org/w/index.php?title=NPC2&oldid=3334478"