Остеонектин

Белок млекопитающих обнаружен у Homo sapiens

Остеонектин (ОН), также известный как секретируемый кислый белок, богатый цистеином (SPARC) или белок базальной мембраны 40 (BM-40), представляет собой белок , который у человека кодируется геном SPARC .

Остеонектин — это гликопротеин в костях , который связывает кальций. Он секретируется остеобластами во время формирования костей, инициируя минерализацию и способствуя образованию минеральных кристаллов. Остеонектин также проявляет сродство к коллагену в дополнение к костному минеральному кальцию. Была обнаружена корреляция между сверхэкспрессией остеонектина и раком ампулярного отдела и хроническим панкреатитом .

Ген

Человеческий ген SPARC имеет длину 26,5 кб , содержит 10 экзонов и 9 интронов и расположен на хромосоме 5q31-q33.

Структура

Остеонектин — это 40 кДа кислый и богатый цистеином гликопротеин, состоящий из одной полипептидной цепи, которая может быть разделена на 4 домена: 1) домен связывания Ca2 ^{+ вблизи богатой} глутаминовой кислотой области на аминоконце (домен I), 2) богатый цистеином домен (II), 3) гидрофильный регион (домен III) и 4) мотив EF-руки на карбоксиконце (домен IV). ^[5]

Функция

Остеонектин — это кислый внеклеточный матричный гликопротеин, который играет жизненно важную роль в минерализации костей, взаимодействии клеток и матрикса и связывании коллагена. Остеонектин также увеличивает выработку и активность матричных металлопротеиназ , что является важной функцией для проникновения раковых клеток в кость. Дополнительные функции остеонектина, полезные для опухолевых клеток, включают ангиогенез , пролиферацию и миграцию . Повышенная экспрессия остеонектина наблюдается при многих видах рака у человека, таких как рак молочной железы, простаты, толстой кишки и поджелудочной железы. ^[6]

Эта молекула участвует в нескольких биологических функциях, включая минерализацию костей и хрящей, ингибирование минерализации, модуляцию пролиферации клеток, содействие приобретению дифференцированного фенотипа и стимуляцию прикрепления и распространения клеток.

В костях обнаружено несколько фосфопротеинов и гликопротеинов. Фосфат связан с белковым остовом через фосфорилированные остатки аминокислот серина или треонина. Наиболее охарактеризованным из этих костных белков является остеонектин. Он связывает коллаген и гидроксиапатит в отдельных доменах, обнаруживается в относительно больших количествах в незрелой кости и способствует минерализации коллагена.

Распределение в тканях

Фибробласты, включая пародонтальные фибробласты, синтезируют остеонектин. ^[7] Этот белок синтезируется макрофагами в местах заживления ран и дегрануляции тромбоцитов, поэтому он может играть важную роль в заживлении ран. SPARC не поддерживает прикрепление клеток и, как и тенасцин, является антиадгезивным и ингибитором распространения клеток. Он нарушает очаговые адгезии в фибробластах. Он также регулирует пролиферацию некоторых клеток, особенно эндотелиальных клеток, опосредованную его способностью связываться с цитокинами и факторами роста. ^[8] Также было обнаружено, что остеонектин снижает синтез ДНК в культивируемой кости. ^[9]

Высокие уровни иммуноопределяемого остеонектина обнаружены в активных остеобластах и ​​клетках-предшественниках костного мозга, одонтобластах, периодонтальных связках и десневых клетках, а также в некоторых хондроцитах и ​​гипертрофических хондроцитах. Остеонектин также обнаруживается в остеоиде, собственно костном матриксе и дентине. Остеонектин локализуется в различных тканях, но в наибольшем количестве встречается в костной ткани, тканях, характеризующихся высокой текучестью (например, эпителий кишечника), базальных мембранах и некоторых новообразованиях. Остеонектин экспрессируется широким спектром клеток, включая хондроциты, фибробласты, тромбоциты, эндотелиальные клетки, эпителиальные клетки, клетки Лейдига, клетки Сертоли, лютеиновые клетки, клетки коры надпочечников и многочисленные линии неопластических клеток (например, клетки SaOS-2 из остеосаркомы человека).

Ссылки

1. GRCh38: Ensembl выпуск 89: ENSG00000113140 – Ensembl , май 2017 г.
2. GRCm38: Ensembl выпуск 89: ENSMUSG00000018593 – Ensembl , май 2017 г.
3. "Human PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
4. "Mouse PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
5. Villarreal XC, Mann KG, Long GL (июль 1989). «Структура человеческого остеонектина на основе анализа кДНК и геномных последовательностей». Биохимия . 28 (15): 6483–91. doi :10.1021/bi00441a049. PMID  2790009.
6. Guweidhi A, Kleeff J, Adwan H, Giese NA, Wente MN, Giese T, Büchler MW, Berger MR, Friess H (август 2005 г.). «Остеонектин влияет на рост и инвазию клеток рака поджелудочной железы». Annals of Surgery . 242 (2): 224–34. doi :10.1097/01.sla.0000171866.45848.68. PMC 1357728. PMID  16041213 . 
7. Wasi S, Otsuka K, Yao KL, Tung PS, Aubin JE, Sodek J, Termine JD (июнь 1984 г.). «Остеонектинподобный белок в периодонтальной связке свиньи и его синтез фибробластами периодонтальной связки». Canadian Journal of Biochemistry and Cell Biology . 62 (6): 470–8. doi :10.1139/o84-064. PMID  6380686.
8. Young MF, Kerr JM, Ibaraki K, Heegaard AM, Robey PG (август 1992 г.). «Структура, экспрессия и регуляция основных неколлагеновых матричных белков кости». Клиническая ортопедия и смежные исследования . 281 (281): 275–94. doi :10.1097/00003086-199208000-00042. PMID  1499220.
9. Lane TF, Sage EH (февраль 1994). «Биология SPARC, белка, модулирующего взаимодействия клеток и матрикса». FASEB Journal . 8 (2): 163–73. doi : 10.1096/fasebj.8.2.8119487 . PMID  8119487. S2CID  32958146.

Дальнейшее чтение

• Yan Q, Sage EH (декабрь 1999 г.). «SPARC, матрицеллюлярный гликопротеин с важными биологическими функциями». Журнал гистохимии и цитохимии . 47 (12): 1495–506. doi : 10.1177/002215549904701201 . PMID  10567433.
• Altura BM (июнь 1975 г.). «Фармакологические эффекты альфа-метилдопы, альфа-метилнорадреналина и октопамина на артериолы, артерии и гладкие конечные сосуды крыс». Circulation Research . 36 (6 Suppl 1): 233–40. doi :10.1161/01.res.36.6.233. PMID  1093755. S2CID  35426082.
• Raines EW, Lane TF, Iruela-Arispe ML, Ross R, Sage EH (февраль 1992 г.). «Внеклеточный гликопротеин SPARC взаимодействует с тромбоцитарным фактором роста (PDGF)-AB и -BB и ингибирует связывание PDGF с его рецепторами». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 89 (4): 1281–5. Bibcode : 1992PNAS...89.1281R. doi : 10.1073 /pnas.89.4.1281 . PMC  48433. PMID  1311092.
• Mundlos S, Schwahn B, Reichert T, Zabel B (февраль 1992 г.). «Распределение мРНК и белка остеонектина во время эмбрионального и фетального развития человека». Журнал гистохимии и цитохимии . 40 (2): 283–91. doi : 10.1177/40.2.1552170 . PMID  1552170.
• Kelm RJ, Mann KG (март 1990). "Остеонектин тромбоцитов человека: высвобождение, поверхностное выражение и частичная характеристика". Blood . 75 (5): 1105–13. doi : 10.1182/blood.V75.5.1105.1105 . PMID  2306517.
• Young MF, Day AA, Dominquez P, McQuillan CI, Fisher LW, Termine JD (1990). «Структура и экспрессия мРНК остеонектина в тканях человека». Connective Tissue Research . 24 (1): 17–28. doi :10.3109/03008209009152419. PMID  2338025.
• Metsäranta M, Young MF, Sandberg M, Termine J, Vuorio E (сентябрь 1989 г.). «Локализация экспрессии остеонектина в скелетных тканях плода человека с помощью гибридизации in situ». Calcified Tissue International . 45 (3): 146–52. doi :10.1007/BF02556057. PMID  2505905. S2CID  32528538.
• Sage H, Vernon RB, Funk SE, Everitt EA, Angello J (июль 1989 г.). "SPARC, секретируемый белок, связанный с клеточной пролиферацией, ингибирует распространение клеток in vitro и демонстрирует зависимое от Ca+2 связывание с внеклеточным матриксом". The Journal of Cell Biology . 109 (1): 341–56. doi :10.1083/jcb.109.1.341. PMC  2115491 . PMID  2745554.
• Swaroop A, Hogan BL, Francke U (январь 1988). «Молекулярный анализ кДНК для человеческого SPARC/остеонектина/BM-40: последовательность, экспрессия и локализация гена в хромосоме 5q31-q33». Genomics . 2 (1): 37–47. doi :10.1016/0888-7543(88)90107-3. PMID  2838412.
• Wewer UM, Albrechtsen R, Fisher LW, Young MF, Termine JD (август 1988 г.). «Остеонектин/SPARC/BM-40 в децидуальной ткани и карциноме человека, тканях, характеризующихся образованием базальной мембраны de novo». The American Journal of Pathology . 132 (2): 345–55. PMC  1880722 . PMID  3400777.
• Clezardin P, Malaval L, Ehrensperger AS, Delmas PD, Dechavanne M, McGregor JL (август 1988). «Образование комплекса человеческого тромбоспондина с остеонектином». European Journal of Biochemistry . 175 (2): 275–84. doi : 10.1111/j.1432-1033.1988.tb14194.x . PMID  3402455.
• Lankat-Buttgereit B, Mann K, Deutzmann R, Timpl R, Krieg T (август 1988 г.). «Клонирование и полные аминокислотные последовательности базального мембранного белка человека и мыши BM-40 (SPARC, остеонектин)». FEBS Letters . 236 (2): 352–6. doi : 10.1016/0014-5793(88)80054-1 . PMID  3410046. S2CID  22117205.
• Stenner DD, Tracy RP, Riggs BL, Mann KG (сентябрь 1986 г.). «Человеческие тромбоциты содержат и секретируют остеонектин, основной белок минерализованной кости». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 83 (18): 6892–6. Bibcode : 1986PNAS...83.6892S. doi : 10.1073 /pnas.83.18.6892 . PMC  386616. PMID  3489235.
• Jundt G, Berghäuser KH, Termine JD, Schulz A (май 1987). «Остеонектин — маркер дифференциации костных клеток». Cell and Tissue Research . 248 (2): 409–15. doi :10.1007/bf00218209. PMID  3581152. S2CID  38472373.
• Fisher LW, Hawkins GR, Tuross N, Termine JD (июль 1987 г.). «Очистка и частичная характеристика малых протеогликанов I и II, костных сиалопротеинов I и II и остеонектина из минерального отсека развивающейся человеческой кости». Журнал биологической химии . 262 (20): 9702–8. doi : 10.1016/S0021-9258(18)47991-4 . PMID  3597437.
• Sage H, Johnson C, Bornstein P (март 1984). «Характеристика нового гликопротеина, связывающего сывороточный альбумин и секретируемого эндотелиальными клетками в культуре». Журнал биологической химии . 259 (6): 3993–4007. doi : 10.1016/S0021-9258(17)43194-2 . PMID  6368555.
• Termine JD, Kleinman HK, Whitson SW, Conn KM, McGarvey ML, Martin GR (октябрь 1981 г.). «Остеонектин, специфичный для костей белок, связывающий минерал с коллагеном». Cell . 26 (1 Pt 1): 99–105. doi :10.1016/0092-8674(81)90037-4. PMID  7034958. S2CID  1625045.
• Xie RL, Long GL (сентябрь 1995 г.). «Роль N-связанного гликозилирования в человеческом остеонектине. Влияние удаления углеводов N-гликаназой и направленного мутагенеза на структуру и связывание коллагена типа V». Журнал биологической химии . 270 (39): 23212–7. doi : 10.1074/jbc.270.39.23212 . PMID  7559469.
• Maurer P, Hohenadl C, Hohenester E, Göhring W, Timpl R, Engel J (октябрь 1995 г.). «C-концевая часть BM-40 (SPARC/остеонектин) представляет собой автономно складывающийся и кристаллизующийся домен, который связывает кальций и коллаген IV». Журнал молекулярной биологии . 253 (2): 347–57. doi :10.1006/jmbi.1995.0557. PMID  7563094.

Внешние ссылки

• Остеонектин в рубриках медицинских предметов Национальной медицинской библиотеки США (MeSH)