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Esmalte

La esmalteina es una proteína de la matriz del esmalte (PME) que, en los seres humanos, está codificada por el gen ENAM . [5] [6] Forma parte de las no amelogeninas , que constituyen el 10 % del total de proteínas de la matriz del esmalte. [7] Es una de las proteínas clave que se cree que interviene en la amelogénesis (desarrollo del esmalte). Se cree que la formación de la intrincada arquitectura del esmalte está rigurosamente controlada en los ameloblastos a través de interacciones de varias moléculas de proteínas de la matriz orgánica que incluyen: esmalteina, 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 el 1-5 %) 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 polishina es el miembro más antiguo de la familia de proteínas de la matriz del esmalte (EMP), y los estudios realizados en animales muestran una notable conservación del gen desde el punto de vista filogenético. [8] Todas las demás EMP se derivan de la polishina, como la amelogenina. [9] Las EMP pertenecen a una familia más grande de proteínas denominadas "fosfoproteínas secretoras de unión al 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 proteasas. La esmalteina tiene tres supuestas fosfoserinas (Ser 54 , Ser 191 y Ser 216 en humanos) fosforiladas por una quinasa de la vía secretora asociada al Golgi ( FAM20C ) en función de sus motivos distintivos Ser-x-Glu (SxE). [11] El principal producto secretor del gen ENAM tiene 1103 aminoácidos (postsecreción) y tiene un punto isoeléctrico ácido que varía de 4,5 a 6,5 ​​(según el fragmento). [12]

En la etapa secretora, la enzima metaloproteinasa de matriz-20 ( MMP20 ) escinde proteolíticamente la proteína de esmalte 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 solo en el frente de mineralización. [7] Los fragmentos de polipéptidos más pequeños permanecen incrustados en el esmalte, a lo largo de la matriz del esmalte en la etapa secretora. Estos se unen fuertemente al mineral y detienen el crecimiento de cristales sembrados.

Función

La función principal de las proteínas actúa en el frente de mineralización, en los 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 cristales del esmalte. El mecanismo de esta cointeracción propuesta es sinérgico (" efecto Ricitos de Oro "). La esmalteina mejora las tasas de nucleación de cristales mediante la creación de sitios de adición para las EMP, como la amelogenina, para moldear la nucleación del fosfato de calcio. [14]

Lo mejor es comprender la función general de la esmaltina como proteína responsable de la formación correcta del espesor del esmalte.

Importancia clínica

Las mutaciones en el gen ENAM pueden causar ciertos subtipos de amelogénesis imperfecta (AI), un grupo heterogéneo de enfermedades hereditarias en las que el esmalte está malformado. [15] Las mutaciones puntuales pueden causar AI hipoplásica autosómica dominante, y las nuevas mutaciones ENAM pueden causar AI hipoplásica autosómica recesiva. [16] [17] Sin embargo, las mutaciones en el gen ENAM tienden principalmente a conducir a la AI 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 alta expresión del transgén, la capa de esmalte casi se pierde. [18]

Véase también

Referencias

  1. ^ abc GRCh38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSG00000132464 – Ensembl , mayo de 2017
  2. ^ abc GRCm38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSMUSG00000029286 – Ensembl , mayo de 2017
  3. ^ "Referencia de PubMed humana:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
  4. ^ "Referencia de PubMed sobre 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 causa amelogénesis imperfecta autosómica dominante hipoplásica local (AIH2)". Human Molecular Genetics . 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 pseudogén en el pollo proporcionan nuevos conocimientos sobre la evolución de la esmalteina en tetrápodos". Biología molecular y evolución . 27 (9): 2078–94. doi : 10.1093/molbev/msq098 . PMID  20403965.
  9. ^ Sire 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 Orales . 119 (Supl 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 de fosforilación potencial 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). "Enamelina y amelogénesis imperfecta autosómica dominante". Critical Reviews in Oral Biology and Medicine . 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 oral . Ames, Iowa. ISBN 9781118938317.OCLC 891186059  .{{cite book}}: Mantenimiento de CS1: falta la ubicación del editor ( enlace )
  14. ^ Tao J, Fijneman A, Wan J, Prajapati S, Mukherjee K, Fernandez-Martinez A, Moradian-Oldak J, De Yoreo JJ (5 de diciembre de 2018). "El control de la nucleación y transformación del fosfato de calcio a través de interacciones de la esmalteina y la 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. ^ "ENAM esmalte [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 del fenotipo y la ultraestructura del esmalte en pacientes con mutaciones en los genes 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 de ENAM responsable de la amelogénesis imperfecta autosómica recesiva y de defectos localizados del esmalte". Journal of Medical Genetics . 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 de ENAM en la amelogénesis imperfecta autosómica dominante". Journal of Dental Research . 84 (3): 278–82. doi :10.1177/154405910508400314. PMID  15723871. S2CID  464969.

Lectura adicional

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