Кератин 5 - Keratin 5

KRT5
Доступные конструкции
PDBПоиск ортолога: PDBe RCSB
Идентификаторы
ПсевдонимыKRT5, CK5, DDD, DDD1, EBS2, K5, KRT5A, кератин 5
Внешние идентификаторыOMIM: 148040 MGI: 96702 ГомолоГен: 55461 Генные карты: KRT5
Расположение гена (человек)
Хромосома 12 (человек)
Chr.Хромосома 12 (человек)[1]
Хромосома 12 (человек)
Геномное расположение KRT5
Геномное расположение KRT5
Группа12q13.13Начинать52,514,575 бп[1]
Конец52,520,530 бп[1]
Экспрессия РНК шаблон
PBB GE KRT5 201820 на fs.png
Дополнительные данные эталонного выражения
Ортологи
РазновидностьЧеловекМышь
Entrez

3852

110308

Ансамбль

ENSG00000186081

ENSMUSG00000061527

UniProt

P13647

Q922U2

RefSeq (мРНК)

NM_000424

NM_027011

RefSeq (белок)

NP_000415

NP_081287

Расположение (UCSC)Chr 12: 52,51 - 52,52 МбChr 15: 101.71 - 101.71 Мб
PubMed поиск[3][4]
Викиданные
Просмотр / редактирование человекаПросмотр / редактирование мыши

Кератин 5, также известный как KRT5, K5, или же CK5, это белок который кодируется у людей KRT5 ген.[5][6][7] Это димеризуется с кератин 14 и формирует промежуточные нити (IF), составляющие цитоскелет из базальный эпителиальные клетки.[8][9] Этот белок участвует в нескольких заболеваниях, включая простой буллезный эпидермолиз и рак груди и легких.[9][10][11]

Структура

Кератин 5, как и другие представители кератин семейство, представляет собой белок промежуточного филамента. Эти полипептиды характеризуются центральным стержневым доменом из 310 остатков, который состоит из четырех альфа спираль сегменты (спираль 1A, 1B, 2A и 2B), соединенные тремя короткими линкерными областями (L1, L1-2 и L2).[8] Концы центрального стержневого домена, которые называются мотивом инициации спирали (HIM) и мотивом терминации спирали (HTM), являются высококонсервативными. Они особенно важны для стабилизация спирали, образование гетеродимеров и образование филаментов.[12] По обе стороны от центрального стержня лежат вариабельные, не спиралевидные области головы и хвоста, которые выступают из поверхности IF и обеспечивают специфичность к различным полипептидам IF.[8]

Центральные стержни IF содержат гептада повторяет (повторение семи образцов остатков) гидрофобный позволяет двум различным белкам ПФ переплетаться в спиральная катушка формирование через гидрофобные взаимодействия.[8] Эти гетеродимеры образуются между определенными парами кератина типа I (кислотный) и типа II (основной). K5, кератин типа II, сочетается с кератином типа I K14.[13] Димеры coiled-coil претерпевают пошаговая сборка и объединить в антипараллельный Таким образом, образуя сквозное взаимодействие с другими спиральными витками, образуя большие 10-нм промежуточные волокна.[8][14]

Функция

Кератин 5 (и K14) экспрессируются в основном в базальных кератиноциты в эпидермис, особенно в многослойный эпителий выстилает кожу и пищеварительный тракт.[9][13] Кератиновые промежуточные филаменты составляют цитоскелетный каркас внутри эпителиальных клеток, который вносит свой вклад в архитектуру клетки и придает клеткам способность противостоять механическим и немеханическим воздействиям. подчеркивает.[9][14][15] Кератиновые пары K5 / K14 могут подвергаться обширному связыванию из-за неспирального хвоста K15, действующего как слабый сшивающий агент на промежуточной поверхности филамента. Эта комплектация увеличивает эластичность и, следовательно, механической упругости промежуточных волокон.[15]

Промежуточные нити K5 / K14 прикреплены к десмосомы базальных клеток через десмоплакин и плакофилин-1, соединяя клетки с соседями.[16] На гемидесмосома, плектин и BPAG1 связываются с трансмембранными белками α6β4 интегрин, тип молекула клеточной адгезии, и BP180 / коллаген XVII, связывая филаменты K5 / K14 в базальных клетках с базальная пластинка.[14]

Клиническая значимость

Простой буллезный эпидермолиз

Простой буллезный эпидермолиз (EBS) - это наследственное заболевание, связанное с образованием пузырей на коже, связанное с мутациями в K5 или K14.[9][17][18] Мутации, вызывающие EBS, в первую очередь миссенс-мутации, но небольшое количество случаев возникает из вставки или же удаления. Их механизм действия доминирующее негативное вмешательство, с мутированными белками кератина, нарушающими структуру и целостность цитоскелета.[9] Эта дезорганизация цитоскелета также приводит к потере закрепления на гемидесмосомах и десмосомах, в результате чего базальные клетки теряют связь с базальной пластинкой и друг с другом.[14][16]

Было обнаружено, что тяжесть EBS зависит от положения мутации в белке, а также от типа кератина (K5 или K14), который содержит мутацию. Мутации, которые происходят в любом из двух «горячих» участков из 10-15 остатков, расположенных на обоих концах домена центрального стержня (HIM и HTM), как правило, совпадают с более тяжелыми формами EBS, тогда как мутации в других точках обычно приводят к более легким симптомам. . Поскольку области «горячих точек» содержат последовательности инициации и терминации альфа-спирального стержня, мутации в этих точках обычно имеют больший эффект на стабилизацию спирали и образование гетеродимеров.[12][17] Кроме того, мутации в K5, как правило, приводят к более серьезным симптомам, чем мутации в K14, возможно, из-за большего стерическое вмешательство.[17]

Рак

Кератин 5 служит биомаркер для нескольких различных типов рака, включая рак груди и легких.[10][11] Его часто тестируют вместе с кератин 6, с помощью CK5 / 6 антитела, которые нацелены на обе кератиновые формы.[19]

Базальный рак груди как правило, имеют худшие результаты, чем другие типы рака груди, из-за отсутствия целенаправленной терапии.[11][20][21] Эти виды рака груди не выражаются рецептор-2 эпидермального фактора роста человека или же рецепторы за эстроген или же прогестерон, делая их невосприимчивыми к Трастузумаб / Герцептин и гормональная терапия , которые очень эффективны против других типов рака груди. Из-за того, что экспрессия K5 наблюдается только в базальных клетках, она служит важным биомаркером для скрининг пациентам с базальным раком груди, чтобы убедиться, что они не получают неэффективного лечения.[20]

Исследования рака легких также показали, что плоскоклеточный рак вызывают опухоли с повышенным уровнем K5, и что они с большей вероятностью возникнут из стволовые клетки экспрессирующие K5, чем из клеток без экспрессии K5.[10] K5 также служит маркером мезотелиома, и может использоваться, чтобы отличить мезотелиому от легочный аденокарцинома.[22] Точно так же его можно использовать для различения папиллома, что положительно для K5, из папиллярная карцинома, что отрицательно по К5.[23] Он также может служить маркером базально-клеточная карцинома, переходно-клеточная карцинома, опухоли слюнных желез и тимома.[22]

Выражение K5 связано с промежуточным фенотип ячеек, подвергающихся эпителиально-мезенхимальный переход (ЕМТ). Этот процесс играет большую роль в прогрессировании опухоли и метастаз поскольку он помогает опухолевым клеткам перемещаться по телу и колонизировать отдаленные участки. Таким образом, K5 может быть полезен при идентификации метастазов базальных клеток.[24]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c ГРЧ38: Ансамбль выпуск 89: ENSG00000186081 - Ансамбль, Май 2017
  2. ^ а б c GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000061527 - Ансамбль, Май 2017
  3. ^ "Справочник человека по PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
  4. ^ «Ссылка на Mouse PubMed:». Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
  5. ^ «Ген Entrez: кератин 5 KRT5 (простой буллезный эпидермолиз, типы Доулинга-Меара / Кобнера / Вебера-Кокейна)».
  6. ^ Lersch R, Fuchs E (январь 1988 г.). «Последовательность и экспрессия кератина типа II, K5, в эпидермальных клетках человека». Молекулярная и клеточная биология. 8 (1): 486–93. Дои:10.1128 / mcb.8.1.486. ЧВК  363157. PMID  2447486.
  7. ^ Эккерт Р.Л., Рорке Е.А. (июнь 1988 г.). «Последовательность эпидермального кератина 58 кД (№ 5) человека типа II обнаруживает отсутствие консервативной 5'-последовательности между коэкспрессируемыми эпидермальными кератинами». ДНК. 7 (5): 337–45. Дои:10.1089 / dna.1.1988.7.337. PMID  2456903.
  8. ^ а б c d е Чан YM, Yu QC, LeBlanc-Straceski J, Christiano A, Pulkkinen L, Kucherlapati RS, Uitto J, Fuchs E (апрель 1994). «Мутации в неспиральном линкерном сегменте L1-2 кератина 5 у пациентов с простым буллезным эпидермолизом Вебера-Кокейна». Журнал клеточной науки. 107 (4): 765–74. PMID  7520042.
  9. ^ а б c d е ж Аткинсон С.Д., МакГиллиган В.Е., Ляо Х., Сзеверени И., Смит Ф.Дж., Мур С.Б., Маклин У.Х. (октябрь 2011 г.). «Разработка аллель-специфической терапевтической миРНК для мутаций кератина 5 при простом буллезном эпидермолизе». Журнал следственной дерматологии. 131 (10): 2079–86. Дои:10.1038 / jid.2011.169. PMID  21716320.
  10. ^ а б c Mulvihill MS, Kratz JR, Pham P, Jablons DM, He B (февраль 2013 г.). «Роль стволовых клеток в восстановлении дыхательных путей: значение для происхождения рака легких». Китайский журнал рака. 32 (2): 71–4. Дои:10.5732 / cjc.012.10097. ЧВК  3845611. PMID  23114089.
  11. ^ а б c ван де Рейн М., Перу С.М., Тибширани Р., Хаас П., Каллиониеми О, Кононен Дж., Торхорст Дж., Заутер Г., Зубер М., Кёхли О.Р., Мросс Ф., Дитерих Х., Зейтц Р., Росс Д., Ботштейн Д., Браун П. ( Декабрь 2002 г.). «Экспрессия цитокератинов 17 и 5 определяет группу карцином груди с плохим клиническим исходом». Американский журнал патологии. 161 (6): 1991–1996. Дои:10.1016 / S0002-9440 (10) 64476-8. ЧВК  1850928. PMID  12466114.
  12. ^ а б Шинкума, Сатору и др. «Новая мутация кератина 5 в африканской семье с простым буллезным эпидермолизом указывает на важность аминокислоты, расположенной на границе между доменами H1 и Coil 1A». Acta dermato-venereologica 93.5 (2013): 585-587.
  13. ^ а б Рамирес А., Браво А., Хоркано Дж. Л., Видаль М. (ноябрь 1994 г.). «Последовательности 5 'гена бычьего кератина 5 направляют тканеспецифичную экспрессию гена lacZ у взрослых и во время развития, специфичную для тканевых и клеточных типов». Дифференциация; Исследования в области биологического разнообразия. 58 (1): 53–64. Дои:10.1046 / j.1432-0436.1994.5810053.x. PMID  7532601.
  14. ^ а б c d Bouameur, Jamal-Eddine и др. «Взаимодействие плектина с кератинами 5 и 14: зависимость от нескольких доменов плектина и четвертичной структуры кератина». Журнал следственной дерматологии 134.11 (2014): 2776-2783.
  15. ^ а б Куломб, Пенсильвания, Омари, МБ (февраль 2002 г.). "'Жесткие и мягкие принципы, определяющие структуру, функцию и регуляцию кератиновых промежуточных волокон ». Текущее мнение в области клеточной биологии. 14 (1): 110–22. Дои:10.1016 / S0955-0674 (01) 00301-5. PMID  11792552.
  16. ^ а б Интонг, Лизбет Р.А. и Деде Ф. Мюррелл. «Унаследованный буллезный эпидермолиз: новые диагностические критерии и классификация». Клиника дерматологии 30.1 (2012): 70-77.
  17. ^ а б c Лиович М., Стоян Дж., Боуден П. Е., Гиббс Д., Валквист А., Лейн Э. Б., Комель Р. (июнь 2001 г.). «Новая мутация кератина 5 (K5V186L) в семье с EBS-K: консервативная замена может привести к развитию различных фенотипов заболевания». Журнал следственной дерматологии. 116 (6): 964–9. Дои:10.1046 / j.1523-1747.2001.01334.x. PMID  11407988..
  18. ^ Бардхан, Аджой; Брукнер-Тудерман, Лина; Chapple, Iain L.C .; Хорошо, Джо-Дэвид; Харпер, Наташа; Имеет, Кристина; Magin, Thomas M .; Маринкович, М. Петр; Маршалл, Джон Ф .; McGrath, John A .; Меллерио, Джемайма Э. (24 сентября 2020 г.). «Буллезный эпидермолиз». Праймеры от болезней Nature Reviews. 6 (1): 1–27. Дои:10.1038 / s41572-020-0210-0. ISSN  2056-676X.
  19. ^ Роберт Терлевич, Семир Вранич. «Цитокератин 5/6». Тема завершена: 3 июня 2019 г. Доработана: 8 декабря 2019 г.
  20. ^ а б Cheang MC, Voduc D, Bajdik C, Leung S, McKinney S, Chia SK, Perou CM, Nielsen TO (март 2008 г.). «Базальный рак молочной железы, определяемый пятью биомаркерами, имеет более высокую прогностическую ценность, чем тройной отрицательный фенотип». Клинические исследования рака. 14 (5): 1368–76. Дои:10.1158 / 1078-0432.CCR-07-1658. PMID  18316557.
  21. ^ Cheang MC, van de Rijn M, Nielsen TO (2008). «Профилирование экспрессии генов рака груди». Ежегодный обзор патологии. 3: 67–97. Дои:10.1146 / annurev.pathmechdis.3.121806.151505. PMID  18039137.
  22. ^ а б Чу П.Г., Вайс Л.М. (январь 2002 г.). «Экспрессия цитокератина 5/6 в эпителиальных новообразованиях: иммуногистохимическое исследование 509 случаев». Современная патология. 15 (1): 6–10. Дои:10.1038 / modpathol.3880483. PMID  11796835.
  23. ^ Ван, Ю и др. «Анализ экспрессии циклина D1, цитокератина 5/6 и цитокератина 8/18 в папилломах груди и папиллярных карциномах». Диагностика Патол 8.8 (2013).
  24. ^ Савагнер П. (октябрь 2010 г.). «Феномен эпителиально-мезенхимального перехода (ЭМП)». Анналы онкологии. 21 Дополнение 7: vii89 – vii92. Дои:10.1093 / annonc / mdq292. ЧВК  3379967. PMID  20943648.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка