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Colágeno, tipo XVII, alfa 1

El colágeno XVII , anteriormente llamado BP180 , es una proteína transmembrana que desempeña un papel fundamental en el mantenimiento del vínculo entre los elementos estructurales intracelulares y extracelulares implicados en la adhesión epidérmica, identificados por Díaz y colegas en 1990. [5] [6]

COL17A1 es el nombre oficial del gen. Codifica la cadena alfa del colágeno tipo XVII. El colágeno XVII es una proteína transmembrana, como el colágeno XIII , XXIII y XXV . El colágeno XVII es un componente estructural de los hemidesmosomas, complejos multiproteicos en la zona de la membrana basal dérmica-epidérmica que median la adhesión de los queratinocitos a la membrana subyacente. También parece ser una proteína clave para mantener la integridad del epitelio corneal . [7] Las mutaciones en este gen están asociadas tanto con la epidermólisis ampollosa atrófica generalizada benigna como con la de la unión, [8] así como con erosiones corneales recurrentes , y la expresión de este gen es anormal en varios cánceres. [9] Existen dos formas homotriméricas del colágeno tipo XVII. La forma de longitud completa es la proteína transmembrana. Una forma soluble, denominada ectodominio o LAD-1, se genera mediante el procesamiento proteolítico de la forma de longitud completa. [10]

Estructura

El colágeno XVII es un homotrímero de tres cadenas alfa1(XVII) [11] y una proteína transmembrana en orientación tipo II. Cada cadena a de 180 kD contiene un dominio intracelular globular de aproximadamente 70 kDa, que interactúa con la integrina beta4 , la plectina y BP230 [12] [13] y es necesario para la unión estable de los hemidesmosomas a los filamentos intermedios de queratina . El gran ectodominio C-terminal con una masa molecular de aproximadamente 120 kDa consta de 15 subdominios colagenosos, caracterizados por secuencias de repetición GXY colagenosas típicas, flanqueadas por 16 tramos cortos no colagenosos. La estructura general del ectodominio es la de una triple hélice flexible, similar a una varilla [14] [15] con una estabilidad térmica significativa. [16] [17] La ​​parte proximal de la membrana del ectodominio, dentro de los aminoácidos 506-519, es responsable de la unión a la integrina alfa 6, esta unión parece ser importante para la integración del colágeno XVII en los hemidesmosomas [ cita requerida ] . El dominio colagenoso más grande, Col15, que contiene 232 aminoácidos (aminoácidos 567-808), contribuye significativamente a la estabilidad del homotrímero de colágeno XVII. El extremo C del colágeno XVII se une a la laminina 5, y la correcta integración de la laminina 5 en la matriz requiere colágeno XVII.

Patología

Las mutaciones en el gen del colágeno XVII humano, COL17A1 , conducen a la ausencia o alteraciones estructurales y mutaciones del colágeno XVII. [18] Las consecuencias funcionales incluyen una adhesión epidérmica disminuida y ampollas en la piel en respuesta a fuerzas de cizallamiento mínimas. El trastorno causado por mutaciones bialélicas COL17A1 se denomina epidermólisis ampollosa de la unión , una enfermedad cutánea autosómica recesiva con fenotipos clínicos variables. Las características morfológicas de la epidermólisis ampollosa de la unión son hemidesmosomas rudimentarios y separación de tejido subepidérmico. Las características clínicas distintivas, además de ampollas y erosiones de la piel y las membranas mucosas, incluyen distrofia ungueal, pérdida de cabello y anomalías dentales.

El colágeno XVII también desempeña un papel como autoantígeno en el penfigoide ampolloso (PA) y el herpes gestacional (HG), ambos trastornos ampollosos subepiteliales adquiridos. [19] [20] La mayoría de los epítopos inmunodominantes se encuentran dentro del dominio NC16A, [21] y la unión de los autoanticuerpos perturba las funciones adhesivas del colágeno XVII, y esto (junto con los procesos relacionados con la inflamación) conduce a la separación epidérmica-dérmica y a la formación de ampollas en la piel. [22]

Otras mutaciones hacen que el epitelio de la córnea del ojo se vuelva quebradizo, lo que da lugar a una distrofia recurrente por erosión corneal (ERED) hereditaria dominante. La secuenciación del exoma completo identificó por primera vez una mutación heterocigótica (c.2816C>T, p.T939I) que se segregaba con ERED en un gran pedigrí sueco que data de hace 200 años. [23] Se propuso otra mutación sinónima (c.3156C>T) para introducir un sitio donante críptico, lo que da lugar a un empalme aberrante , una teoría que posteriormente se confirmó en varias familias con ERED de diferentes países. [7] [24]

Cáncer

La expresión del gen COL17A1 es anormal en varios tipos de cáncer. [9] Por ejemplo, se encontró que es anormal en cinco tipos de cáncer epitelial, incluido el cáncer de mama, el cáncer de cuello uterino, el cáncer de cabeza y cuello y dos tipos de cáncer de pulmón. Se observó una expresión reducida en el cáncer de mama, mientras que se observó una expresión aumentada en los otros tipos de cáncer. [9]

Derramamiento

El colágeno XVII se desprende de forma constitutiva de la superficie del queratinocito dentro del dominio NC16A por acción de TACE (enzima convertidora de TNF-alfa), una metaloproteinasa de la familia ADAM. [25] El desprendimiento depende de la balsa lipídica. [26] El colágeno XVII es fosforilado extracelularmente por la ectocaseína quinasa 2 dentro del dominio NC16A, la fosforilación regula negativamente el desprendimiento del ectodominio. [27]

SPARC y osteogénesis imperfecta

El gen SPARC está completamente asociado con mutaciones homocigotas en el colágeno XVII, lo que a su vez provoca un tipo de osteogénesis imperfecta . [28] [29]

Interacciones

Se ha demostrado que el colágeno, tipo XVII, alfa 1 interactúa con la queratina 18 , [30] la actinina alfa 4 , [31] la distonina , [13] [32] la actinina, alfa 1 , [31] CTNND1 [33] y la ITGB4 . [34] [35]

Véase también

Referencias

  1. ^ abc GRCh38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSG00000065618 – Ensembl , mayo de 2017
  2. ^ abc GRCm38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSMUSG00000025064 – Ensembl , mayo de 2017
  3. ^ "Referencia de PubMed humana:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
  4. ^ "Referencia PubMed de ratón:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU . .
  5. ^ Franzke CW, Bruckner P, Bruckner-Tuderman L (2005). "Proteínas transmembrana colágenas: perspectivas recientes sobre biología y patología". J. Biol. Chem . 280 (6): 4005–4008. doi : 10.1074/jbc.R400034200 . PMID:  15561712.
  6. ^ Diaz LA, Ratrie H, Saunders WS, Futamura S, Squiquera HL, Anhalt GJ, Giudice GJ (octubre de 1990). "Aislamiento de un ADNc epidérmico humano correspondiente al autoantígeno de 180 kD reconocido por sueros de penfigoide ampolloso y herpes gestacional. Inmunolocalización de esta proteína en el hemidesmosoma". Journal of Clinical Investigation . 86 (4): 1088–1094. doi :10.1172/JCI114812. ISSN  0021-9738. PMC 296836 . PMID  1698819. 
  7. ^ ab Oliver V, van Bysterveldt K, Cadzow M, et al. (2016). "Una mutación que altera el empalme de COL17A1 es prevalente en erosiones corneales recurrentes hereditarias". Oftalmología . 123 (4): 709–722. doi : 10.1016/j.ophtha.2015.12.008 . PMID  26786512.
  8. ^ Bardhan A, Bruckner-Tuderman L, Chapple IL, Fine JD, Harper N, Has C, Magin TM, Marinkovich MP, Marshall JF, McGrath JA, Mellerio JE (24 de septiembre de 2020). "Epidermólisis ampollosa". Nature Reviews Disease Primers . 6 (1): 78. doi :10.1038/s41572-020-0210-0. ISSN  2056-676X. PMID  32973163. S2CID  221861310.
  9. ^ abc Thangavelu P, Krenács T, Dray E, Duijf P (2016), "En los cánceres epiteliales, la metilación aberrante del promotor COL17A1 predice su expresión incorrecta y una mayor invasión", Clin Epigenetics , 8 : 120, doi : 10.1186/s13148-016-0290-6 , PMC 5116176 , PMID  27891193 
  10. ^ "Gen Entrez: colágeno COL17A1, tipo XVII, alfa 1".
  11. ^ Hirako Y, Usukura J, Nishizawa Y, Owaribe K (1996). "Demostración de la forma molecular de BP180, un antígeno de penfigoide ampolloso de 180 kDa y su potencial para la formación de trímeros" . J. Biol. Chem . 271 (23): 13739–13745. doi : 10.1074/jbc.271.23.13739 . PMID:  8662839.
  12. ^ Hopkinson SB, Findlay K, Jones JC, Jones JC (1998). "La interacción de BP180 (colágeno tipo XVII) y la integrina alfa 6 es necesaria para la estabilización de la estructura del hemidesmosoma". J. Invest. Dermatol . 111 (6): 1015–1022. doi : 10.1046/j.1523-1747.1998.00452.x . PMID  9856810.
  13. ^ ab Hopkinson SB, Jones JC (enero de 2000). "El extremo N de la proteína transmembrana BP180 interactúa con el dominio N-terminal de BP230, mediando así el anclaje del citoesqueleto de queratina a la superficie celular en el sitio del hemidesmosoma". Mol. Biol. Cell . 11 (1): 277–86. doi :10.1091/mbc.11.1.277. ISSN  1059-1524. PMC 14774. PMID 10637308  . 
  14. ^ Hirako Y, Usukura J, Nishizawa Y, Owaribe K (1996). "Demostración de la forma molecular de BP180, un antígeno de penfigoide ampolloso de 180 kDa y su potencial para la formación de trímeros". J. Biol. Chem . 271 (23): 13739–13745. doi : 10.1074/jbc.271.23.13739 . PMID:  8662839.
  15. ^ Hirako Y, Usukura J, Uematsu J, Hashimoto T, Kitajima Y, Owaribe K (1998). "La escisión de BP180, un antígeno de penfigoide ampolloso de 180 kDa, produce un polipéptido extracelular colágeno de 120 kDa". J. Biol. química . 273 (16): 9711–9717. doi : 10.1074/jbc.273.16.9711 . PMID  9545306.
  16. ^ Schacke H, Schumann H, Hammami-Hauasli N, Raghunath M, Bruckner-Tuderman L (1998). "Dos formas de colágeno XVII en los queratinocitos. Una proteína transmembrana de longitud completa y un ectodominio soluble". J. Biol. Chem . 273 (40): 25937–25943. doi : 10.1074/jbc.273.40.25937 . PMID  9748270.
  17. ^ Areida SK, Reinhardt DP, Muller PK, Fietzek PP, Kowitz J, Marinkovich MP, Notbohm H (2001). "Propiedades del ectodominio de colágeno tipo XVII. Evidencia de plegamiento de triple hélice de n- a c-terminal". J. Biol. Chem . 276 (2): 1594–1601. doi : 10.1074/jbc.M008709200 . PMID  11042218.
  18. ^ Zillikens D, Giudice GJ (1999). "Colágeno BP180/tipo XVII: su papel en trastornos adquiridos y hereditarios de la unión dermoepidérmica". Arch. Dermatol. Res . 291 (4): 187–194. doi :10.1007/s004030050392. PMID  10335914. S2CID  27592712.
  19. ^ Zillikens D (1999). "Enfermedad cutánea adquirida de los hemidesmosomas". J. Dermatol. Sci . 20 (2): 134–154. doi :10.1016/S0923-1811(99)00019-5. PMID  10379705.
  20. ^ Diaz LA, Ratrie H, Saunders WS, Futamura S, Squiquera HL, Anhalt GJ, Giudice GJ (octubre de 1990). "Aislamiento de un ADNc epidérmico humano correspondiente al autoantígeno de 180 kD reconocido por sueros de penfigoide ampolloso y herpes gestacional. Inmunolocalización de esta proteína en el hemidesmosoma". The Journal of Clinical Investigation . 86 (4): 1088–1094. doi :10.1172/JCI114812. ISSN  0021-9738. PMC 296836 . PMID  1698819. 
  21. ^ Giudice GJ, Emery DJ, Zelickson BD, Anhalt GJ, Liu Z, Diaz LA (15 de noviembre de 1993). "Los autoanticuerpos contra el penfigoide ampolloso y el herpes gestacional reconocen un sitio no colagenoso común en el ectodominio BP180". Journal of Immunology . 151 (10): 5742–5750. doi :10.4049/jimmunol.151.10.5742. ISSN  0022-1767. PMID  8228259.
  22. ^ Liu Z, Diaz LA, Troy JL, Taylor AF, Emery DJ, Fairley JA, Giudice GJ (noviembre de 1993). "Un modelo de transferencia pasiva de la enfermedad autoinmune órgano-específica, penfigoide ampolloso, utilizando anticuerpos generados contra el antígeno hemidesmosómico, BP180". The Journal of Clinical Investigation . 92 (5): 2480–2488. doi :10.1172/JCI116856. ISSN  0021-9738. PMC 288433 . PMID  7693763. 
  23. ^ Jonsson F, Byström B, Davidson A, et al. (2015). "Las mutaciones en el colágeno, tipo XVII, alfa 1 (COL17A1) causan distrofia erosiva recurrente epitelial (ERED)". Hum. Mutat . 36 (4): 463–473. doi : 10.1002/humu.22764 . PMID:  25676728. S2CID  : 13562400.
  24. ^ Lin B, Le D, Chem Y, et al. (2016). "La secuenciación del exoma completo y el análisis de segregación confirman que una mutación en COL17A1 es la causa de la distrofia por erosión recurrente epitelial en un gran pedigrí dominante previamente mapeado en el cromosoma 10q23-q24". PLOS ONE . ​​11 (6): e0157418. Bibcode :2016PLoSO..1157418L. doi : 10.1371/journal.pone.0157418 . PMC 4911149 . PMID  27309958. 
  25. ^ Franzke CW, Tasanen K, Borradori L, Huotari V, Bruckner-Tuderman L (2004). "Desprendimiento de colágeno XVII/BP180: los motivos estructurales influyen en la escisión de la superficie celular". J. Biol. Chem . 279 (23): 24521–24529. doi : 10.1074/jbc.M308835200 . PMID  15047704.
  26. ^ Zimina EP, Bruckner-Tuderman L, Franzke C (2005). "El desprendimiento del ectodominio del colágeno XVII depende del microambiente de la membrana plasmática". J Biol Chem . 280 (40): 34019–24. doi : 10.1074/jbc.M503751200 . PMID  16020548.
  27. ^ Zimina EP, Fritsch A, Schermer B, Bakulina AY, Bashkurov M, Benzing T, Bruckner-Tuderman L (2007). "La fosforilación extracelular del colágeno XVII por la ectocaseína quinasa 2 inhibe el desprendimiento del ectodominio". J Biol Chem . 282 (31): 22737–46. doi : 10.1074/jbc.M701937200 . PMID  17545155.
  28. ^ Referencia GH. "Gen SPARC". Referencia de Genetics Home .
  29. ^ "Entrada OMIM - # 616507 - OSTEOGÉNESIS IMPERFECTA, TIPO XVII; OI17". omim.org .
  30. ^ Aho S, Uitto J (marzo de 1999). "Antígeno del penfigoide ampolloso de 180 kD/colágeno tipo XVII: expresión específica de tejido e interacciones moleculares con la queratina 18". J. Cell. Biochem . 72 (3): 356–67. doi :10.1002/(SICI)1097-4644(19990301)72:3<356::AID-JCB5>3.0.CO;2-M. ISSN  0730-2312. PMID  10022517. S2CID  30404639.
  31. ^ ab Gonzalez AM, Otey C, Edlund M, Jones JC (diciembre de 2001). "Interacciones de un componente del hemidesmosoma y miembros de la familia de la actinina". J. Cell Sci . 114 (Pt 23): 4197–206. doi :10.1242/jcs.114.23.4197. ISSN  0021-9533. PMID  11739652.
  32. ^ Koster J, Geerts Dirk, Favre Bertrand, Borradori Luca, Sonnenberg Arnoud (enero de 2003). "Análisis de las interacciones entre BP180, BP230, plectina y la integrina alfa6beta4 importantes para el ensamblaje de hemidesmosomas". J. Cell Sci . 116 (Pt 2): 387–99. doi :10.1242/jcs.00241. ISSN  0021-9533. PMID  12482924. S2CID  16745491.
  33. ^ Aho S, Rothenberger K, Uitto J (junio de 1999). "Catenina p120ctn humana: expresión específica de tejido de isoformas e interacciones moleculares con colágeno BP180/tipo XVII". J. Cell. Biochem . 73 (3): 390–9. doi :10.1002/(SICI)1097-4644(19990601)73:3<390::AID-JCB10>3.0.CO;2-1. ISSN  0730-2312. PMID  10321838. S2CID  43899550.
  34. ^ Aho S, Uitto J (febrero de 1998). "Interacción directa entre los dominios intracelulares del antígeno 2 del penfigoide ampolloso (BP180) y la integrina beta 4, componentes hemidesmosómicos de los queratinocitos basales". Biochem. Biophys. Res. Commun . 243 (3): 694–9. doi :10.1006/bbrc.1998.8162. ISSN  0006-291X. PMID  9500991.
  35. ^ Schaapveld RQ, Borradori L, Geerts D, van Leusden MR, Kuikman I, Nievers MG, Niessen CM, Steenbergen RD, Snijders PJ, Sonnenberg A (julio de 1998). "La formación de hemidesmosomas es iniciada por la subunidad de integrina beta4, requiere la formación compleja de beta4 y HD1/plectina e implica una interacción directa entre beta4 y el antígeno 180 del penfigoide ampolloso". J. Cell Biol . 142 (1): 271–84. doi :10.1083/jcb.142.1.271. ISSN  0021-9525. PMC 2133016. PMID 9660880  . 

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