Костный сиалопротеин (BSP) - это компонент минерализованных тканей, таких как кость , дентин , цемент и кальцинированный хрящ . BSP является важным компонентом внеклеточного матрикса кости и, как предполагается, составляет примерно 8% всех неколлагеновых белков, обнаруженных в кости и цементе. [5] BSP, белок SIBLING , был первоначально выделен из кортикальной кости крупного рогатого скота в виде гликопептида массой 23 кДа с высоким содержанием сиаловой кислоты . [6] [7]
Вариант человеческого БСПА называется костью сиалопротеином 2 также известной как клеточно-связывающий сиалопротеин или интегриным-связывающего сиалопротеин и кодируется IBSP ген . [8]
СОДЕРЖАНИЕ
1 Структура
2 Функция
3 ссылки
4 Внешние ссылки
5 Дальнейшее чтение
Структура [ править ]
Нативный BSP имеет кажущуюся молекулярную массу 60-80 кДа на основе SDS-PAGE , что является значительным отклонением от прогнозируемой массы (на основе последовательности кДНК ) примерно 33 кДа. [9] кДНК BSP млекопитающих кодируют белки, содержащие в среднем 317 аминокислот, в том числе препротеиновый сигнальный пептид с 16 остатками. Среди кДНК млекопитающих, охарактеризованных в настоящее время, существует приблизительно 45% консервативности идентичности последовательностей и дополнительных 10-23% консервативных замен. Белок очень кислый (pKa ~ 3,9) [10] и содержит большое количество остатков Glu, составляющих ~ 22% от общего количества аминокислот.
Прогнозирование вторичной структуры и анализ гидрофобности позволяют предположить, что первичная последовательность BSP имеет открытую гибкую структуру с потенциалом для образования областей α-спирали и некоторого β-слоя . [11] Тем не менее, большинство исследований показали, что BSP не имеет α-спиральной или β-листовой структуры по данным 1D ЯМР [10] [12] и кругового дихроизма. [13] Анализ нативного белка с помощью электронной микроскопии подтвердил, что белок имеет протяженную структуру длиной примерно 40 нм. [14]Эта гибкая конформация позволяет предположить , что белок имеет несколько структурных доменов, однако было высказано предположением , что может быть несколько пространственно сегментированной функциональные домены , включая гидрофобную коллаген -связывающего домен ( Rattus погуй остатки 36-57), [15] гидроксиапатит -nucleating области из смежных остатков глутаминовой кислоты (остатки rattus norvegicus 78-85, 155-164) [13] и классического интегрин-связывающего мотива (RGD) около С-конца ( остатки rattus norvegicus 288-291).
Было продемонстрировано, что BSP подвергается обширной посттрансляционной модификации с углеводами и другими модификациями, составляющими приблизительно 50% молекулярной массы нативного белка. [16] [17] Эти модификации, которые включают в себя N- и O-связанное гликозилирование , тирозин сульфатирование и серин и треонин фосфорилирование , делает этот белок весьма неоднороден.
Трехмерная модель костного сиалопротеина человека была разработана с использованием методов молекулярного моделирования, как показано на рисунке выше. Модель предполагает, что белок обеспечивает гибкий шаблон для быстрой самосборки ионов кальция и фосфата, таким образом зародыша роста кристаллов гидроксиапатита. [18]
Функция [ править ]
Количество BSP в кости и дентине примерно одинаково [19], однако функция BSP в этих минерализованных тканях неизвестна. Одна из возможностей состоит в том, что BSP действует как ядро для образования первых кристаллов апатита . [20] Поскольку апатит формируется вдоль коллагеновых волокон во внеклеточном матриксе, BSP может помочь направить, перенаправить или подавить рост кристаллов.
Дополнительными функциями BSP являются ангиогенез и защита от лизиса клеток, опосредованного комплементом. Регуляция гена BSP важна для минерализации костного матрикса и роста опухоли в кости. [21]
Ссылки [ править ]
^ a b c GRCh38: Ensembl, выпуск 89: ENSG00000029559 - Ensembl , май 2017 г.
^ a b c GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000029306 - Ensembl , май 2017 г.
^ "Human PubMed Reference:" . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
^ Фишер ЛМ, McBride OW, Termine JD, Young MF (февраль 1990). «Человеческий костный сиалопротеин. Выведенная последовательность белка и хромосомная локализация». J. Biol. Chem . 265 (4): 2347–51. PMID 2404984 .
^ Williams PA, Пикок AR (ноябрь 1965). «Физические свойства гликопротеина кортикальной кости крупного рогатого скота (костный сиалопротеин)». Биохим. Биофиз. Acta . 101 (3): 327–35. DOI : 10.1016 / 0926-6534 (65) 90011-4 . PMID 5862222 .
↑ Herring GM (февраль 1964 г.). «Сравнение сиалопротеина бычьей кости и оросомукоида сыворотки». Природа . 201 (4920): 709. DOI : 10.1038 / 201709a0 . PMID 14139700 . S2CID 4210187 .
^ Керр JM, Фишер ЛМ, Termine JD, Ван М., McBride OW, Young MF (август 1993). «Ген костного сиалопротеина человека (IBSP): геномная локализация и характеристика» . Геномика . 17 (2): 408–15. DOI : 10.1006 / geno.1993.1340 . PMID 8406493 .
^ a b Стаббс Дж. Т., Минц К. П., Иэнс Э. Д., Торчиа Д. А., Фишер Л. В. (август 1997 г.). «Характеристика природного и рекомбинантного костного сиалопротеина: определение доменов связывания минералов и клеточной адгезии и структурный анализ домена RGD». J. Bone Miner. Res . 12 (8): 1210–22. DOI : 10,1359 / jbmr.1997.12.8.1210 . PMID 9258751 . S2CID 26407786 .
^ Шапиро Х.С., Чен Дж., Врана Дж. Л., Чжан К., Блюм М., Содек Дж. (Ноябрь 1993 г.). «Характеристика сиалопротеина костей свиньи: первичная структура и клеточная экспрессия». Матрица . 13 (6): 431–40. DOI : 10.1016 / s0934-8832 (11) 80109-5 . PMID 8309422 .
↑ Fisher LW, Torchia DA, Fohr B, Young MF, Fedarko NS (январь 2001). «Гибкие структуры белков SIBLING, костного сиалопротеина и остеопонтина» . Биохим. Биофиз. Res. Commun . 280 (2): 460–5. DOI : 10.1006 / bbrc.2000.4146 . PMID 11162539 .
^ a b Тай CE, Rattray KR, Warner KJ, Gordon JA, Sodek J, Hunter GK, Goldberg HA (март 2003 г.). «Выделение гидроксиапатит-зародышевых доменов костного сиалопротеина» . J. Biol. Chem . 278 (10): 7949–55. DOI : 10.1074 / jbc.M211915200 . PMID 12493752 .
^ Олдберг A, Franzén A, D Heinegård (декабрь 1988). «Первичная структура клеточно-связывающего сиалопротеина кости». J. Biol. Chem . 263 (36): 19430–2. PMID 3198635 .
^ Тая CE, Hunter GK, Голдберг HA (апрель 2005). «Идентификация коллагенсвязывающего домена I типа костного сиалопротеина и характеристика механизма взаимодействия» . J. Biol. Chem . 280 (14): 13487–92. DOI : 10.1074 / jbc.M408923200 . PMID 15703183 .
^ Кинна RW, Fisher LW (июль 1987). «Кератансульфат протеогликан в компактной кости кролика - это костный сиалопротеин II». J. Biol. Chem . 262 (21): 10206–11. PMID 2956253 .
^ GANSS В, Ким RH, Sodek J (1999). «Костный сиалопротеин» . Крит. Rev. Oral Biol. Med . 10 (1): 79–98. DOI : 10.1177 / 10454411990100010401 . PMID 10759428 .
Перейти ↑ Vincent K, Durrant MC (2013). «Структурная и функциональная модель сиалопротеина кости человека» (PDF) . J. Mol. График. Модель . 39 : 108–117. DOI : 10.1016 / j.jmgm.2012.10.007 . PMID 23261880 .
Перейти ↑ Qin C, Brunn JC, Jones J, George A, Ramachandran A, Gorski JP, Butler WT (апрель 2001 г.). «Сравнительное исследование белков, богатых сиаловой кислотой, в костях и дентине крыс». Евро. J. Oral Sci . 109 (2): 133–41. DOI : 10.1034 / j.1600-0722.2001.00001.x . PMID 11347657 .
^ Хантер GK, Голдберг HA (август 1994). «Модуляция образования кристаллов костными фосфопротеинами: роль богатых глутаминовой кислотой последовательностей в нуклеации гидроксиапатита костным сиалопротеином» . Биохим. Дж . 302 (Pt 1) (Pt 1): 175–9. DOI : 10.1042 / bj3020175 . PMC 1137206 . PMID 7915111 .
↑ Ogata Y (апрель 2008 г.). «Костный сиалопротеин и его механизм регуляции транскрипции». J. Periodont. Res . 43 (2): 127–35. DOI : 10.1111 / j.1600-0765.2007.01014.x . PMID 18302613 .
Внешние ссылки [ править ]
Человек IBSP место генома и IBSP ген подробно страницу в браузере УСК генома .
Дальнейшее чтение [ править ]
Карадаг А., Фишер Л. В. (2006). «Костный сиалопротеин усиливает миграцию стромальных клеток костного мозга через матрицы, связывая MMP-2 с альфа (v) бета3-интегрином» . J. Bone Miner. Res . 21 (10): 1627–36. DOI : 10,1359 / jbmr.060710 . PMID 16995818 . S2CID 84886034 .
Барнс Г.Л., Джавед А., Уоллер С.М. и др. (2003). «Связанные с остеобластами факторы транскрипции Runx2 (Cbfa1 / AML3) и MSX2 опосредуют экспрессию костного сиалопротеина в метастатических клетках рака молочной железы человека». Cancer Res . 63 (10): 2631–7. PMID 12750290 .
Карлинфанте Г., Вассилиу Д., Свенссон О. и др. (2003). «Дифференциальная экспрессия остеопонтина и костного сиалопротеина в костных метастазах рака груди и простаты». Clin. Exp. Метастаз . 20 (5): 437–44. DOI : 10,1023 / A: 1025419708343 . PMID 14524533 . S2CID 341938 .
Hwang Q, Cheifetz S, Total CM, et al. (2009). «Костный сиалопротеин не взаимодействует с прогелатиназой А (MMP-2) и не опосредует активацию MMP-2» . BMC Рак . 9 : 121. DOI : 10.1186 / 1471-2407-9-121 . PMC 2679042 . PMID 19386107 .
Стиркарсдоттир У., Халлдорссон Б.В., Гретарсдоттир С. и др. (2009). «Новые варианты последовательности, связанные с минеральной плотностью кости». Nat. Genet . 41 (1): 15–7. DOI : 10.1038 / ng.284 . PMID 19079262 . S2CID 9876454 .
Чжан Л., Хоу Х, Лу С. и др. (2010). «Прогностическое значение костного сиалопротеина и остеопонтина для метастазов в кости у пациентов с удаленным китайским немелкоклеточным раком легкого: большое когортное ретроспективное исследование». Рак легких . 67 (1): 114–9. DOI : 10.1016 / j.lungcan.2009.03.017 . PMID 19376608 .
Рока Х., Фимфилаи М., Гопалакришнан Р. и др. (2005). «Кооперативные взаимодействия между RUNX2 и сайтами связывания гомеодоменного белка являются критическими для остеобласт-специфической экспрессии гена костного сиалопротеина» . J. Biol. Chem . 280 (35): 30845–55. DOI : 10.1074 / jbc.M503942200 . PMID 16000302 .
Ламур В., Детри С., Санчес С. и др. (2007). «Репрессия, опосредованная Runx2 и гистондеацетилазой 3, облегчается при дифференцировке клеток остеобластов человека, что обеспечивает высокую экспрессию сиалопротеина в костях» . J. Biol. Chem . 282 (50): 36240–9. DOI : 10.1074 / jbc.M705833200 . PMID 17956871 .
Огата Ю. (2008). «Костный сиалопротеин и его механизм регуляции транскрипции». J. Periodont. Res . 43 (2): 127–35. DOI : 10.1111 / j.1600-0765.2007.01014.x . PMID 18302613 .
Папотти М., Калебич Т., Воланте М. и др. (2006). «Костный сиалопротеин позволяет прогнозировать метастазы в кости при резектабельном немелкоклеточном раке легкого: ретроспективное исследование случай-контроль». J. Clin. Онкол . 24 (30): 4818–24. DOI : 10.1200 / JCO.2006.06.1952 . PMID 17050866 .
Франк О, Хайм М., Якоб М. и др. (2002). «Количественный анализ RT-PCR в реальном времени стромальных клеток костного мозга человека во время остеогенной дифференцировки in vitro». J. Cell. Биохим . 85 (4): 737–46. DOI : 10.1002 / jcb.10174 . PMID 11968014 . S2CID 23595289 .
Йергес Л. М., Клей Л., Каули Дж. А. и др. (2009). «Исследование ассоциации с высокой плотностью 383 генов-кандидатов на объемную МПК шейки бедра и поясничного отдела позвоночника среди пожилых мужчин» . J. Bone Miner. Res . 24 (12): 2039–49. DOI : 10,1359 / jbmr.090524 . PMC 2791518 . PMID 19453261 .
Гордон Дж. А., Содек Дж., Хантер Г. К., Голдберг HA (2009). «Костный сиалопротеин стимулирует фокальные сигнальные пути, связанные с адгезией: роль в миграции и выживании клеток рака груди и простаты». J. Cell. Биохим . 107 (6): 1118–28. DOI : 10.1002 / jcb.22211 . PMID 19492334 . S2CID 36937586 .
Араки С., Мезава М., Сасаки Ю. и др. (2009). «Регулирование транскрипции гена сиалопротеина кости человека паратироидным гормоном опосредуется двумя элементами ответа цАМФ». J. Cell. Биохим . 106 (4): 618–25. DOI : 10.1002 / jcb.22039 . PMID 19127545 . S2CID 5586385 .
Wuttke M, Müller S, Nitsche DP, Paulsson M, Hanisch FG, Maurer P (сентябрь 2001 г.). «Структурная характеристика человеческого рекомбинантного и костного сиалопротеина. Функциональные последствия для прикрепления клеток и связывания гидроксиапатита» . J. Biol. Chem . 276 (39): 36839–48. DOI : 10.1074 / jbc.M105689200 . PMID 11459848 .
Хилбиг Х., Винер Т., Армбрустер Ф. П. и др. (2005). «Влияние поверхностей дентальных имплантатов на экспрессию костного сиалопротеина в клетках, полученных из кости нижней челюсти человека». Med. Sci. Монит . 11 (4): BR111–5. PMID 15795688 .
Коллер Д.Л., Итикава С., Лай Д. и др. (2010). «Общегеномное исследование минеральной плотности костной ткани у европейско-американских женщин в пременопаузе и репликации у афроамериканских женщин» . J. Clin. Эндокринол. Метаб . 95 (4): 1802–1809. DOI : 10.1210 / jc.2009-1903 . PMC 2853986 . PMID 20164292 .
Strausberg RL, Feingold EA, Grouse LH, et al. (2002). «Создание и первоначальный анализ более 15 000 полноразмерных последовательностей кДНК человека и мыши» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 99 (26): 16899–903. DOI : 10.1073 / pnas.242603899 . PMC 139241 . PMID 12477932 .
Фудзисава Р. (2002). «[Последние достижения в исследованиях белков костного матрикса]». Ниппон Риншо . 60 Дополнение 3: 72–8. PMID 11979972 .
Лойбл С., Кенигс А., Кауфманн М., Коста С.Д., Бишофф Дж. (Декабрь 2006 г.). «[PTHrP и костный сиалопротеин как прогностические маркеры развития метастазов в кости у пациентов с раком груди]». Zentralbl Gynakol (на немецком языке). 128 (6): 330–5. DOI : 10,1055 / с-2006-942314 . PMID 17213971 .
Уччелло М., Малагуарнера Г., Ваканте М. и др. (2011). «Уровни сывороточного сиалопротеина в костях и метастазы в кости» . J. Cancer Res. Ther . 7 (2): 115–9. DOI : 10.4103 / 0973-1482.82912 . PMID 21768695 .
