Аггрекан

БАНКА

Доступные конструкции

Поиск человеческого UniProt: PDBe RCSB

Список идентификационных кодов PDB
4MD4

Идентификаторы

Псевдонимы

ACAN , AGC1, AGCAN, CSPG1, CSPGCP, MSK16, SEDK, Aggrecan, SSOAOD

Внешние идентификаторы

OMIM : 155760 HomoloGene : 136177 GeneCards : ACAN

Расположение гена ( человек )

Chr.	Хромосома 15 (человека) ^[1]

Группа	15q26.1	Начинать	88 803 436 п.н. ^[1]
Группа	15q26.1	Конец	88 875 353 п.н. ^[1]

Паттерн экспрессии РНК

Дополнительные данные эталонного выражения

Генная онтология
Молекулярная функция	• структурный компонент внеклеточного матрикса • связывание иона металла • связывание с белком GO: 0001948 • связывание гиалуроновой кислоты • связывание углеводов • структурный компонент внеклеточного матрикса, придающий сопротивление сжатию
Сотовый компонент	• внеклеточный матрикс • внеклеточный область • лизосомальная просвет • Гольджи Просвет • базальная мембрана • коллаген , содержащий внеклеточный матрикс • perisynaptic внеклеточный матрикс • глутаматергическая синапс • ГАМК-ергических синапсов
Биологический процесс	• развитие скелетной системы • внеклеточный матрикс разборки • внеклеточный матрикс организация • протеолиз • Развитие центральной нервной системы • кератансульфат катаболический процесс • кератансульфат биосинтетических процесс • клеточная адгезия • хрящ конденсации • хондроцитов развитие • Развитие сердца • протеогликана биосинтетических процесс • коллагена фибрилл организации
Источники: Amigo / QuickGO

Ортологи

Разновидность

Человек

Мышь

Entrez


176


н / д

Ансамбль


ENSG00000157766


н / д

UniProt


P16112


н / д

RefSeq (мРНК)


NM_001135 NM_013227 NM_001369268


н / д

RefSeq (белок)


NP_001126 NP_037359 NP_001356197


н / д

Расположение (UCSC)

Chr 15: 88,8 - 88,88 Мб

н / д

PubMed поиск

^[2]

н / д

Викиданные

Просмотр / редактирование человека

Агрекана (ACAN) , также известный как хрящевой специфические протеогликанов ядра белка (CSPCP) или хондроитин сульфат протеогликанов 1 , представляет собой белок , который у человека кодируется Acan гена . ^[3] Этот ген является членом семейства лектиканов ( хондроитинсульфат протеогликан ). Кодируемый белок является неотъемлемой частью внеклеточного матрикса хрящевой ткани и выдерживает сжатие в хряще .

Аггрекан - это протеогликан или белок, модифицированный большими углеводами ; человеческая форма белка является 2316 аминокислот в длину и может быть выражена в несколько изоформе из - за альтернативный сплайсинг . ^[3]

Структура [ править ]

Аггрекан представляет собой протеогликан с высокой молекулярной массой (1x10 ⁶ <M <3x10 ⁶ ). Он имеет структуру «щеточка для бутылок», в которой цепи хондроитинсульфата и кератансульфат- гликозаминогликана (ГАГ) прикреплены к протяженному белковому ядру. ^[4]

Аггрекан имеет молекулярную массу> 2500 кДа . ^[5] К коровому белку (~ 300 кДа ^[6] ) прикреплено около 100 цепей ГАГ. ^[7]

Аггрекан состоит из двух глобулярных структурных доменов (G1 и G2) на N- конце и одного глобулярного домена (G3) на C- конце, разделенных большим протяженным доменом (CS), сильно модифицированным GAG . (N-G1-G2-CS-G3-C) Два основных модифицирующих фрагмента сами организованы в отдельные области, хондроитинсульфат и кератансульфат .

Три глобулярных домена, G1, G2 и G3, участвуют в агрегации, связывании гиалуронана , клеточной адгезии и апоптозе хондроцитов .

Наряду с коллагеном II типа аггрекан образует основной структурный компонент хряща , особенно суставного хряща .

Аггрекан семейство включает в себя другие важные элементы , такие как версикан , также названный PG-М, neurocan , brevican и клеточной поверхности HA - рецептор CD44 . Они представляют собой модульные протеогликаны, содержащие комбинации структурных мотивов, таких как EGF-подобные домены , домены узнавания углеводов (CRD), комплемент-связывающие белки (CBP) -подобные домены, складки иммуноглобулина и тандемные повторы протеогликанов.

Функция [ править ]

Аггрекан является важным компонентом для структуры хряща и функции суставов.

Функционально домен G1 взаимодействует с гиалуроновой кислотой и связывающим белком, образуя стабильные тройные комплексы во внеклеточном матриксе. G2 гомологичен тандемным повторам G1 и связывающего белка и участвует в переработке продукта. G3 составляет карбоксильный конец основного белка. Он усиливает модификацию гликозаминогликанов и секрецию продукта. Аггрекан играет важную роль в обеспечении взаимодействий хондроцит-хондроцит и хондроцит-матрикс благодаря своей способности связывать гиалуронан. ^[7]

Аггрекан придает межпозвоночному диску и хрящу способность противостоять сжимающим нагрузкам. Локализованные высокие концентрации аггрекана обеспечивают осмотические свойства, необходимые для нормального функционирования тканей, при этом ГАГ создают давление набухания, которое противодействует сжимающей нагрузке на ткань. Эта функциональная способность зависит от высокой концентрации ГАГ / аггрекана во внеклеточном матриксе ткани. ^[8] На диске концентрация аггрекана достигает пика в возрасте двадцати лет, а затем снижается, а продукты распада аггрекана медленно накапливаются в течение следующих десятилетий. ^[9] Это приводит к тому, что диски с возрастом становятся более жесткими и менее упругими.

Агрекана также играет важную роль в организации внеклеточного пространства между нейронами в головном мозге . ^[10] За счет взаимодействия со связующим белком и тенасцинами аггрекан связывается с гиалуронаном , образуя большие агрегированные комплексы на поверхности клетки .

Клиническое значение [ править ]

Синтез и разложение аггрекана исследуются на предмет их роли в разрушении хряща при травмах суставов, заболеваниях и старении.

Линкерный домен между N-концевыми глобулярными доменами, называемый межглобулярным доменом, очень чувствителен к протеолизу . Такая деградация была связана с развитием артрита . Протеазы, способные разрушать аггреканы, называются аггреканазами , и они являются членами семейства белков ADAM ( дезинтегрин и металлопротеаза ). ^[11]

Дегенеративное заболевание суставов является ведущим источником заболеваемости, приводящим к значительным социальным и экономическим последствиям. Остеоартрит характеризуется медленным прогрессирующим ухудшением суставного хряща и фиброза в синовии и капсулы сустава . Суставной хрящ содержит до 10% протеогликана по весу, большая часть которого составляет аггрекан, и его потеря является ранним признаком заболевания.

Ссылки [ править ]

^ a b c GRCh38: Ensembl, выпуск 89: ENSG00000157766 - Ensembl , май 2017 г.
^ "Human PubMed Reference:" . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
↑ a b Doege KJ, Sasaki M, Kimura T, Yamada Y (январь 1991 г.). «Полная кодирующая последовательность и выведенная первичная структура человеческого хряща, большой агрегации протеогликана, аггрекана. Человеческие повторы и дополнительные альтернативно сплайсированные формы». J. Biol. Chem . 266 (2): 894–902. PMID 1985970 .
^ Nap RJ, Szleifer I (ноябрь 2008). «Структура и взаимодействия аггреканов: статистический термодинамический подход» . Биофиз. Дж . 95 (10): 4570–83. DOI : 10.1529 / biophysj.108.133801 . PMC 2576360 . PMID 18689463 .
^ Hascall, VC; Sajdera, SW (10 октября 1970 г.). «Физические свойства и полидисперсность протеогликана из носового хряща крупного рогатого скота». Журнал биологической химии . 245 (19): 4920–30. PMID 5506265 .
^ Чандран, PL; Горкай, Ф (январь 2012 г.). «Аггрекан, необычный полиэлектролит: обзор поведения раствора и физиологические последствия» . Acta Biomaterialia . 8 (1): 3–12. DOI : 10.1016 / j.actbio.2011.08.011 . PMC 3226867 . PMID 21884828 .
^ a b Киани С., Чен Л., Ву Ю. Дж., Йи А. Дж., Ян BB (март 2002 г.). «Структура и функции аггрекана» . Cell Res . 12 (1): 19–32. DOI : 10.1038 / sj.cr.7290106 . PMID 11942407 .
^ Roughley Р, Мартенс Д, Rantakokko Дж, Alini М, Мвале Ж, Антониу J (2006). «Вовлечение полиморфизма аггрекана в дегенерацию межпозвонкового диска человека и суставного хряща». Eur Cell Mater . 11 : 1–7, обсуждение 7. PMID 16425147 .
^ Сиван С.С., Уочтел Е, Р Roughley (2014). «Структура, функция, старение и оборот аггрекана в межпозвоночном диске». Биохим. Биофиз. Acta . 1840 (10): 3181–9. DOI : 10.1016 / j.bbagen.2014.07.013 . PMID 25065289 .
^ Morawski M, Брюкнер G, Арендт T, Matthews RT (май 2012). «Аггрекан: за пределы хряща и в мозг». Международный журнал биохимии и клеточной биологии . 44 (5): 690–3. DOI : 10.1016 / j.biocel.2012.01.010 . PMID 22297263 .
^ East CJ, Stanton H, Голуб SB, Роджерсон FM, Fosang AJ (2007). «Дефицит ADAMTS-5 не блокирует агреканолиз в предпочтительных сайтах расщепления в богатой хондроитинсульфатом области аггрекана» . J. Biol. Chem . 282 (12): 8632–40. DOI : 10.1074 / jbc.M605750200 . PMID 17255106 .

Дальнейшее чтение [ править ]

Ватанабе Х, Ямада Й, Кимата К. (1998). «Роли аггрекана, большого протеогликана хондроитинсульфата, в структуре и функции хряща». J. Biochem . 124 (4): 687–93. DOI : 10.1093 / oxfordjournals.jbchem.a022166 . PMID 9756610 .
Fosang AJ, Neame PJ, Last K, Hardingham TE, Murphy G, Hamilton JA (1992). «Межглобулярный домен аггрекана хряща расщепляется PUMP, желатиназами и катепсином B». J. Biol. Chem . 267 (27): 19470–4. PMID 1326552 .
Сэнди Дж. Д., Фланнери С. Р., Ним П. Дж., Ломандер Л. С. (1992). «Структура фрагментов аггрекана в синовиальной жидкости человека. Доказательства участия в остеоартрите новой протеиназы, которая расщепляет связь Glu 373-Ala 374 межглобулярного домена» . J. Clin. Инвестируйте . 89 (5): 1512–6. DOI : 10.1172 / JCI115742 . PMC 443022 . PMID 1569188 .
Болдуин CT, Регинато AM, Prockop DJ (1989). «Новый эпидермальный фактор роста-подобный домен в человеческом коровом белке для большого хрящ-специфичного протеогликана. Доказательства альтернативного сплайсинга домена». J. Biol. Chem . 264 (27): 15747–50. PMID 2789216 .
Кимата К., Баррач Х. Дж., Браун К. С., Пеннипакер Дж. П. (1981). «Отсутствие протеогликанового ядра в хряще мышей cmd / cmd (дефицит хрящевого матрикса)». J. Biol. Chem . 256 (13): 6961–8. PMID 7240256 .
Глумофф В, Савонтаус М, Веханен Дж, Вуорио Э (1994). «Анализ экспрессии генов аггрекана и тенасцина в скелетных тканях мышей путем северной гибридизации и гибридизации in situ с использованием видоспецифических зондов кДНК». Биохим. Биофиз. Acta . 1219 (3): 613–22. DOI : 10.1016 / 0167-4781 (94) 90220-8 . PMID 7524681 .
Илич М.З., Мок М.Т., Уильямсон О.Д., Кэмпбелл М.А., Хьюз К.Э., Хэндли С.Дж. (1995). «Катаболизм аггрекана культурами эксплантатов суставного хряща человека в присутствии ретиноевой кислоты». Arch. Биохим. Биофиз . 322 (1): 22–30. DOI : 10.1006 / abbi.1995.1431 . PMID 7574678 .
Валхму В.Б., Палмер Г.Д., Риверс ПА, Эбара С., Ченг Дж.Ф., Фишер С., Рэтклифф А. (1995). «Структура гена аггрекана человека: экзон-интронная организация и ассоциация с белковыми доменами» . Биохим. Дж . 309. 309 (2): 535–42. DOI : 10.1042 / bj3090535 . PMC 1135764 . PMID 7626017 .
Барри Ф.П., Ним П.Дж., Сасс Дж., Пирсон Д. (1994). «Изменение длины кератансульфатного домена аггрекана млекопитающих». Matrix Biol . 14 (4): 323–8. DOI : 10.1016 / 0945-053X (94) 90198-8 . PMID 7827755 .
Fosang AJ, Last K, Neame PJ, Murphy G, Knäuper V, Tschesche H, Hughes CE, Caterson B, Hardingham TE (1994). «Нейтрофильная коллагеназа (ММР-8) расщепляет аггреканазный сайт E373-A374 в межглобулярном домене аггрекана хряща» . Биохим. Дж . 304. 304 (2): 347–51. DOI : 10.1042 / bj3040347 . PMC 1137499 . PMID 7998967 .
Fosang AJ, Last K, Knäuper V, Neame PJ, Murphy G, Hardingham TE, Tschesche H, Hamilton JA (1993). «Коллагеназы фибробластов и нейтрофилов расщепляются на двух участках в агреканском межглобулярном домене хряща» . Биохим. Дж . 295. 295 (1): 273–6. DOI : 10.1042 / bj2950273 . PMC 1134849 . PMID 8216228 .
Коренберг JR, Чен XN, Doege K, Grover J, Roughley PJ (1993). «Отнесение гена аггрекана человека (AGC1) к 15q26 с использованием флуоресцентного гибридизационного анализа in situ». Геномика . 16 (2): 546–8. DOI : 10.1006 / geno.1993.1228 . PMID 8314595 .
Дудия Дж., Дэвидсон С.М., Wells TM, Vynios DH, Hardingham TE, Bayliss MT (1996). «Возрастные изменения содержания С-концевой области аггрекана в суставном хряще человека» . Биохим. Дж . 313. 313 (3): 933–40. DOI : 10.1042 / bj3130933 . PMC 1217001 . PMID 8611178 .
Fülöp C, Cs-Szabó G, Glant TT (1996). «Видоспецифичный альтернативный сплайсинг подобного эпидермальному фактору роста домена 1 хрящевого аггрекана» . Биохим. Дж . 319. 319 (3): 935–40. DOI : 10.1042 / bj3190935 . PMC 1217878 . PMID 8921002 .
Киршфинк М., Блазе Л., Энгельманн С., Шварц-Альбиц Р. (1997). «Секретируемый хондроитинсульфат протеогликан линий В-клеток человека связывается с белком комплемента C1q и ингибирует образование комплекса C1». J. Immunol . 158 (3): 1324–31. PMID 9013976 .
Parkar AA, Kahmann JD, Howat SL, Bayliss MT, Day AJ (1998). «TSG-6 взаимодействует с гиалуронаном и аггреканом в зависимости от pH через общий функциональный элемент: влияние на его регуляцию в воспаленном хряще» . FEBS Lett . 428 (3): 171–6. DOI : 10.1016 / S0014-5793 (98) 00523-7 . PMID 9654129 .
Fosang AJ, Last K, Fujii Y, Seiki M, Okada Y (1998). «ММР мембранного типа 1 (ММР-14) расщепляется по трем сайтам в межглобулярном домене аггрекана» . FEBS Lett . 430 (3): 186–90. DOI : 10.1016 / S0014-5793 (98) 00667-X . PMID 9688535 .
«Аггрекан» . Учебный центр . Компания Сигма-Олдрич . Проверено 24 октября 2011 .

Внешние ссылки [ править ]

Аггрекан в Национальной медицинской библиотеке США по предметным заголовкам по медицинским предметам (MeSH)
Расположение генома человека ACAN и страница сведений о гене ACAN в браузере генома UCSC .
Обзор всей структурной информации, доступной в PDB для UniProt : P16112 (основной белок человеческого аггрекана ) в PDBe-KB .
Обзор всей структурной информации, доступной в PDB для UniProt : P07897 (основной белок Rat Aggrecan ) в PDBe-KB .

[refGRCh38Ensembl-1] GRCh38: Ensembl, выпуск 89: ENSG00000157766 - Ensembl , май 2017 г.

[2] "Human PubMed Reference:" . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .

[pmid1985970-3] Doege KJ, Sasaki M, Kimura T, Yamada Y (январь 1991 г.). «Полная кодирующая последовательность и выведенная первичная структура человеческого хряща, большой агрегации протеогликана, аггрекана. Человеческие повторы и дополнительные альтернативно сплайсированные формы». J. Biol. Chem . 266 (2): 894–902. PMID 1985970 .

[pmid18689463-4] Nap RJ, Szleifer I (ноябрь 2008). «Структура и взаимодействия аггреканов: статистический термодинамический подход» . Биофиз. Дж . 95 (10): 4570–83. DOI : 10.1529 / biophysj.108.133801 . PMC 2576360 . PMID 18689463 .

[5] Hascall, VC; Sajdera, SW (10 октября 1970 г.). «Физические свойства и полидисперсность протеогликана из носового хряща крупного рогатого скота». Журнал биологической химии . 245 (19): 4920–30. PMID 5506265 .

[6] Чандран, PL; Горкай, Ф (январь 2012 г.). «Аггрекан, необычный полиэлектролит: обзор поведения раствора и физиологические последствия» . Acta Biomaterialia . 8 (1): 3–12. DOI : 10.1016 / j.actbio.2011.08.011 . PMC 3226867 . PMID 21884828 .

[pmid11942407-7] Киани С., Чен Л., Ву Ю. Дж., Йи А. Дж., Ян BB (март 2002 г.). «Структура и функции аггрекана» . Cell Res . 12 (1): 19–32. DOI : 10.1038 / sj.cr.7290106 . PMID 11942407 .

[pmid16425147-8] Roughley Р, Мартенс Д, Rantakokko Дж, Alini М, Мвале Ж, Антониу J (2006). «Вовлечение полиморфизма аггрекана в дегенерацию межпозвонкового диска человека и суставного хряща». Eur Cell Mater . 11 : 1–7, обсуждение 7. PMID 16425147 .

[9] Сиван С.С., Уочтел Е, Р Roughley (2014). «Структура, функция, старение и оборот аггрекана в межпозвоночном диске». Биохим. Биофиз. Acta . 1840 (10): 3181–9. DOI : 10.1016 / j.bbagen.2014.07.013 . PMID 25065289 .

[10] Morawski M, Брюкнер G, Арендт T, Matthews RT (май 2012). «Аггрекан: за пределы хряща и в мозг». Международный журнал биохимии и клеточной биологии . 44 (5): 690–3. DOI : 10.1016 / j.biocel.2012.01.010 . PMID 22297263 .

[pmid17255106-11] East CJ, Stanton H, Голуб SB, Роджерсон FM, Fosang AJ (2007). «Дефицит ADAMTS-5 не блокирует агреканолиз в предпочтительных сайтах расщепления в богатой хондроитинсульфатом области аггрекана» . J. Biol. Chem . 282 (12): 8632–40. DOI : 10.1074 / jbc.M605750200 . PMID 17255106 .

[1]