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Esmalte

La esmalteina es una proteína de la matriz del esmalte (EMP) que en los humanos está codificada por el gen ENAM . [5] [6] Es parte de las no amelogeninas , que comprenden el 10% del total de proteínas de la matriz del esmalte. [7] Es una de las proteínas clave que se cree que está involucrada en la amelogénesis (desarrollo del esmalte). Se cree que la formación de la intrincada arquitectura del esmalte está rigurosamente controlada en los ameloblastos mediante interacciones de varias moléculas de proteínas de la matriz orgánica que incluyen: esmalte, amelogenina , ameloblastina , tuftelina , sialofosfoproteína de la dentina y una variedad de enzimas. La esmalteina es la proteína más grande (~168 kDa) en la matriz del esmalte de los dientes en desarrollo y es la menos abundante (abarca aproximadamente del 1 al 5%) del total de proteínas de la matriz del esmalte. [6] Está presente predominantemente en la superficie del esmalte en crecimiento.

Estructura

Se cree que la esmalteina es el miembro más antiguo de la familia de proteínas de la matriz del esmalte (EMP), y los estudios en animales muestran una notable conservación filogenética del gen. [8] Todos los demás EMP se derivan de la esmalteina, como la amelogenina. [9] Las EMP pertenecen a una familia más amplia de proteínas denominadas "fosfoproteínas secretoras de unión a calcio" (SCPP). [10]

Al igual que otras proteínas de la matriz del esmalte, la esmalteina sufre extensas modificaciones postraduccionales (principalmente fosforilación), procesamiento y secreción por parte de proteasas. La esmaltena tiene tres fosfoserinas putativas (Ser 54 , Ser 191 y Ser 216 en humanos) fosforiladas por una quinasa de la vía secretora asociada a Golgi ( FAM20C ) basada en sus motivos distintivos Ser-x-Glu (SxE). [11] El principal producto secretor del gen ENAM tiene 1103 aminoácidos (post-secreción) y tiene un punto isoeléctrico ácido que oscila entre 4,5 y 6,5 (dependiendo del fragmento). [12]

En la etapa secretora, la enzima metaloproteinasa-20 de matriz ( MMP20 ) escinde proteolíticamente la proteína esmaltada secretada inmediatamente después de su liberación, en varios polipéptidos más pequeños; cada uno con sus propias funciones. Sin embargo, la proteína completa (~168 kDa) y su fragmento derivado más grande (~89 kDa) son indetectables en la etapa secretora; estos existen sólo en el frente de mineralización. [7] Los fragmentos de polipéptidos más pequeños permanecen incrustados en el esmalte, a lo largo de toda la matriz del esmalte en etapa secretora. Estos se unen fuertemente al mineral y detienen el crecimiento de los cristales sembrados.

Función

La función primaria de las proteínas actúa en el frente de mineralización; Sitios de crecimiento donde es la interfaz entre la membrana plasmática del ameloblasto y el extremo alargado de los cristales. Las actividades clave de la esmalteina se pueden resumir:

Se especula que esta proteína podría interactuar con la amelogenina u otras proteínas de la matriz del esmalte y ser importante para determinar el crecimiento de la longitud de los cristalitos del esmalte. El mecanismo de esta co-interacción propuesta es sinérgico (" efecto Ricitos de Oro "). Con la esmalteina se mejoran las tasas de nucleación de los cristales mediante la creación de sitios de adición para EMP, como la amelogenina, para moldear la nucleación del fosfato de calcio. [14]

Lo mejor es comprender la función general de la esmalteina como las proteínas responsables de la formación correcta del espesor del esmalte.

Significación clínica

Las mutaciones en el gen ENAM pueden causar ciertos subtipos de amelogénesis imperfecta (AI), un grupo heterogéneo de afecciones hereditarias en las que el esmalte se deforma. [15] Las mutaciones puntuales pueden causar IA hipoplásica autosómica dominante, y las nuevas mutaciones ENAM pueden causar IA hipoplásica autosómica recesiva. [16] [17] Sin embargo, las mutaciones en el gen ENAM tienden principalmente a conducir a la IA autosómica dominante. [13] El fenotipo de las mutaciones es esmalte fino generalizado y sin capa de esmalte definida. [7]

Una expresión de ENAM moderadamente más alta de lo habitual conduce a estructuras protrusivas (a menudo, surcos horizontales) en la superficie del esmalte y, con una expresión transgénica alta, la capa de esmalte casi se pierde. [18]

Ver también

Referencias

  1. ^ abc GRCh38: Ensembl lanzamiento 89: ENSG00000132464 - Ensembl , mayo de 2017
  2. ^ abc GRCm38: Ensembl lanzamiento 89: ENSMUSG00000029286 - Ensembl , mayo de 2017
  3. ^ "Referencia humana de PubMed:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
  4. ^ "Referencia de PubMed del ratón:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
  5. ^ Mårdh CK, Bäckman B, Holmgren G, Hu JC, Simmer JP, Forsman-Semb K (mayo de 2002). "Una mutación sin sentido en el gen de la esmalteina provoca amelogénesis imperfecta autosómica dominante hipoplásica local (AIH2)". Genética Molecular Humana . 11 (9): 1069–74. doi : 10.1093/hmg/11.9.1069 . PMID  11978766.
  6. ^ ab "Entrez Gene: esmalte ENAM".
  7. ^ abcd Nanci A, Ten Cate AR (2012). Histología oral de Ten Cate (8ª ed.). Elsevier India. ISBN 978-8131233436. OCLC  1027350695.
  8. ^ Al-Hashimi N, Lafont AG, Delgado S, Kawasaki K, Sire JY (septiembre de 2010). "Los genes de la esmalteina en lagartos, cocodrilos y ranas y el pseudogen del pollo proporcionan nuevos conocimientos sobre la evolución de la esmalteina en los tetrápodos". Biología Molecular y Evolución . 27 (9): 2078–94. doi : 10.1093/molbev/msq098 . PMID  20403965.
  9. ^ Padre JY, Davit-Béal T, Delgado S, Gu X (2007). "El origen y evolución de los genes de mineralización del esmalte". Células Tejidos Órganos . 186 (1): 25–48. doi :10.1159/000102679. PMID  17627117. S2CID  38992844.
  10. ^ Hu JC, Lertlam R, Richardson AS, Smith CE, McKee MD, Simmer JP (diciembre de 2011). "Proliferación celular y apoptosis en ratones sin esmalte". Revista europea de ciencias bucales . 119 (Suplemento 1): 329–37. doi :10.1111/j.1600-0722.2011.00860.x. PMC 3292790 . PMID  22243264. 
  11. ^ Yan WJ, Ma P, Tian Y, Wang JY, Qin CL, Feng JQ, Wang XF (noviembre de 2017). "La importancia de un sitio potencial de fosforilación en la esmalteina en la formación del esmalte". Revista Internacional de Ciencias Orales . 9 (11): e4. doi :10.1038/ijos.2017.41. PMC 5775333 . PMID  29593332. 
  12. ^ Hu JC, Yamakoshi Y (2003). "Esmaltelina y amelogénesis imperfecta autosómica dominante". Revisiones críticas en biología y medicina bucal . 14 (6): 387–98. doi : 10.1177/154411130301400602 . PMID  14656895.
  13. ^ ab Hand AR, Frank ME (21 de noviembre de 2014). Fundamentos de histología y fisiología bucal . Ames, Iowa. ISBN 9781118938317. OCLC  891186059.{{cite book}}: Mantenimiento CS1: falta el editor de la ubicación ( enlace )
  14. ^ Tao J, Fijneman A, Wan J, Prajapati S, Mukherjee K, Fernández-Martínez A, Moradian-Oldak J, De Yoreo JJ (5 de diciembre de 2018). "El control de la nucleación y transformación del fosfato de calcio mediante interacciones de esmalteina y amelogenina exhibe el" efecto Ricitos de oro"". Crecimiento y diseño de cristales . 18 (12): 7391–7400. doi : 10.1021/acs.cgd.8b01066. PMC 7152501 . PMID  32280310. 
  15. ^ "Esmalte ENAM [Homo sapiens (humano)] - Gen - NCBI". www.ncbi.nlm.nih.gov . Consultado el 28 de febrero de 2019 .
  16. ^ Pavlic A, Petelin M, Battelino T (marzo de 2007). "Características de fenotipo y ultraestructura del esmalte en pacientes con mutaciones del gen ENAM g.13185-13186insAG y 8344delG". Archivos de Biología Oral . 52 (3): 209–17. doi :10.1016/j.archoralbio.2006.10.010. PMID  17125728.
  17. ^ Hart TC, Hart PS, Gorry MC, Michalec MD, Ryu OH, Uygur C, et al. (Diciembre de 2003). "Nueva mutación ENAM responsable de la amelogénesis imperfecta autosómica recesiva y defectos localizados del esmalte". Revista de genética médica . 40 (12): 900–6. doi :10.1136/jmg.40.12.900. PMC 1735344 . PMID  14684688. 
  18. ^ Kim JW, Seymen F, Lin BP, Kiziltan B, Gencay K, Simmer JP, Hu JC (marzo de 2005). "Mutaciones ENAM en amelogénesis imperfecta autosómica dominante". Revista de investigación dental . 84 (3): 278–82. doi :10.1177/154405910508400314. PMID  15723871. S2CID  464969.

Otras lecturas

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