WikiDer > Переносчик фолиевой кислоты с протонной связью
В переносчик фолиевой кислоты с протонной связью это белок что у людей кодируется SLC46A1 ген.[5][6][7] Основные физиологические роли PCFT заключаются в опосредовании кишечной абсорбции фолиевая кислота (Витамин B9) и его доставка Центральная нервная система.
Структура
PCFT расположен на хромосоме 17q11.2 и состоит из пяти экзонов, кодирующих белок с 459 аминокислотами и молекулярной массой ~ 50 кДа. PCFT является высококонсервативным, он на 87% идентичен PCFT мыши и крысы и сохраняет более 50% аминокислотной идентичности с белками лягушки (XP415815) и рыбок данио (AAH77859).[8] Структурно имеется двенадцать трансмембранных спиралей с N- и C-концами, направленными в цитоплазму, и большая внутренняя петля, разделяющая молекулу пополам.[9][10] Есть два гликозилирование сайтов (N58, N68) и дисульфидная связь соединительные остатки C66 в 1-й и C298 в 4-й, внешней петле. Ни гликозилирование, ни дисульфидная связь не являются существенными для функции.[9][11] Были идентифицированы остатки, которые играют роль в связывании протонов, связывании протонов, связывании фолиевой кислоты и колебании носителя между его конформационными состояниями.[12] Формы PCFT олигомеры и были идентифицированы некоторые из связывающих остатков.[13][14]
Свойства и регулирование
PCFT-опосредованный транспорт в клетки оптимален при pH 5,5. Активность при низком pH и структурная специфичность PCFT (высокое сродство к фолиевой кислоте и низкое сродство к PT523 - неполиглутамибельному аналогу аминоптерина) функционально отличает этот переносчик от другого основного переносчика фолиевой кислоты, пониженный переносчик фолиевой кислоты[15] (оптимальная активность при pH 7,4, очень низкое сродство к фолиевой кислоте и очень высокое сродство к PT523), еще один член (SLC19A1) суперсемейства переносчиков растворенных веществ.[8][15][16] Приток, опосредованный PCFT, является электрогенным и может быть оценен по току, подкислению клеток и поглощению радиоактивных индикаторов.[8][16][17][18] Приток имеет диапазон Km от 0,5 до 3 мкМ для большинства фолатов и антифолатов при pH 5,5. Приток Km увеличивается, а приток Vmax падает по мере увеличения pH, в меньшей степени для антифолата, пеметрексед.[19] Переносчик специфичен для моноглутамиловых форм фолатов.[16] Различные органические анионы ингибируют опосредованный PCFT транспорт при чрезвычайно высоком соотношении ингибитора и фолиевой кислоты, наиболее сильными из которых являются сульфобромофталеин, п-аминобензилглутамат и сульфаталазин.[18][20] Это может иметь фармакологическое значение с точки зрения ингибирующего действия этих агентов на всасывание фолатов в кишечнике. Определен минимальный промотор PCFT.[21][22] и содержит ответный элемент NRF1.[23] Имеются также доказательства роли витамина D в регуляции PCFT с ответным элементом VDR перед минимальным промотором.[24] Сообщалось, что мРНК PCFT увеличивалась у мышей с дефицитом фолиевой кислоты.[16]
Образец выражения
PCFT экспрессируется в проксимальном отделе тощей кишки с более низким уровнем экспрессии в других частях кишечника.[8][16][25] Экспрессия локализована на апикальной мембране кишечника. [16][18][25] и поляризованные клетки почки собаки MDCK.[26] PCFT также экспрессируется на базолатеральной мембране сосудистого сплетения. Ввиду низкого уровня фолиевой кислоты в спинномозговой жидкости (CSF) у людей с нулевым PCFT,[27] PCFT должен играть роль в транспортировке фолатов через сосудистое сплетение в CSF; однако лежащий в основе этого механизм не установлен.[28] PCFT экспрессируется на синусоидальной (базолатеральной) мембране гепатоцита, апикальной мембране щеточной каймы проксимального канальца почки, базолатеральной мембране пигментного эпителия сетчатки и плаценты.[9][29][30] В клетках и / или мембранных везикулах, происходящих из этих тканей, наблюдается заметная транспортная активность фолиевой кислоты с низким pH, что в некоторых случаях, как было показано, свидетельствует о протонно-связанном процессе транспорта фолиевой кислоты.[31][32][33][34][35] Однако неясно, в какой степени PCFT способствует транспорту фолиевой кислоты через эти эпителии.
Последствия потери функции PCFT
Физиологическая роль PCFT известна на основе фенотипа субъектов с мутациями потери функции этого гена - редким аутосомным наследственным заболеванием, наследственная мальабсорбция фолиевой кислоты (HFM).[8][27][36] У этих субъектов есть два основных отклонения: (i) тяжелые системные дефицит фолиевой кислоты и (ii) нарушение транспорта фолатов из крови через сосудистое сплетение в CSF с очень низкий уровень фолиевой кислоты в спинномозговой жидкости, даже если уровень фолиевой кислоты в крови скорректирован или выше нормы.[37] Тяжелая анемия, обычно макроцитарный, всегда сопровождает дефицит фолиевой кислоты. Иногда наблюдается панцитопения и / или гипогаммаглобулинемия и / или дисфункция Т-клеток, которые могут привести к таким инфекциям, как пневмония, вызванная Pneumocystis jirovecii. Могут быть симптомы со стороны ЖКТ, включая диарею и мукозит. Дефицит фолиевой кислоты в ЦНС связан с множеством неврологических симптомов, включая задержку развития и судороги. Сообщалось о фенотипе PCFT-нулевой мыши, и он отражает многие находки у людей.[38] Первоначально сообщалось, что PCFT имеет низкое сродство гем транспортер.[25] Однако роль PCFT в гомеостазе гема и железа исключена наблюдением, что люди или мыши с мутациями PCFT с потерей функции не являются утюг или дефицит гема и анемия, и все другие системные последствия потери этого переносчика полностью корректируются пероральным приемом высоких доз или парентеральным введением низких доз фолиевой кислоты.[27][36]
Возможная фармакологическая роль
Из-за Эффект варбурга, и нарушенное кровоснабжение, эпителиальный рак человека растет в кислой среде, так как лактат вырабатывается во время анаэробного гликолиза. Поскольку активность PCFT оптимальна при низком pH, а его экспрессия и заметная транспортная активность при низком pH присутствуют при раке человека,[39][40] существует интерес к использованию этих свойств путем разработки антифолатов, которые обладают высоким сродством к этому переносчику и очень низким сродством к носителю с восстановленным фолатом, который доставляет антифолаты в нормальные ткани и тем самым опосредует токсичность этих агентов.[41] С этими свойствами разрабатывается новый класс ингибиторов включения одного углерода в пурины.[41] Пеметрексед, антифолатный ингибитор, в первую очередь тимидилатсинтазы, является хорошим субстратом для PCFT даже при нейтральном pH по сравнению с другими антифолатами и фолатами.[19]
Рекомендации
- ^ а б c ГРЧ38: Ансамбль выпуск 89: ENSG00000076351 - Ансамбль, Май 2017
- ^ а б c GRCm38: выпуск ансамбля 89: ENSMUSG00000020829 - Ансамбль, Май 2017
- ^ "Справочник человека по PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
- ^ "Ссылка на Mouse PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
- ^ "Entrez Gene: PCFT протон-связанный переносчик фолиевой кислоты".
- ^ Shayeghi M, Latunde-Dada GO, Oakhill JS, Laftah AH, Takeuchi K, Halliday N, Khan Y, Warley A, McCann FE, Hider RC, Frazer DM, Anderson GJ, Vulpe CD, Simpson RJ, McKie AT (сентябрь 2005 г.) . «Идентификация кишечного переносчика гема». Клетка. 122 (5): 789–801. Дои:10.1016 / j.cell.2005.06.025. PMID 16143108. S2CID 9130882.
- ^ Шарма С., Димаси Д., Бреер С., Кумар Р., Делла Н. Г. (апрель 2007 г.). «Экспрессия и функциональный анализ белка-носителя гема 1 (HCP1) в сетчатке и пигментном эпителии сетчатки». Exp. Cell Res. 313 (6): 1251–9. Дои:10.1016 / j.yexcr.2007.01.019. PMID 17335806.
- ^ а б c d е Цю, А; Jansen, M; Сакарис, А; Мин, Ш; Chattopadhyay, S; Цай, Э; Сандовал, С; Чжао, Р. Акабас, MH; Гольдман, И. Д. (1 декабря 2006 г.). «Идентификация кишечного транспортера фолиевой кислоты и молекулярная основа наследственной мальабсорбции фолиевой кислоты». Клетка. 127 (5): 917–28. Дои:10.1016 / j.cell.2006.09.041. PMID 17129779. S2CID 1918658.
- ^ а б c Чжао, Р. Unal, ES; Шин, DS; Гольдман, И. Д. (6 апреля 2010 г.). «Мембранный топологический анализ протон-связанного переносчика фолиевой кислоты (PCFT-SLC46A1) с помощью метода доступности замещенного цистеина». Биохимия. 49 (13): 2925–31. Дои:10.1021 / bi9021439. ЧВК 2866095. PMID 20225891.
- ^ Duddempudi, PK; Гоял, Р. Дата, СС; Янсен, М (2013). «Очерчивая внеклеточную доступную для воды поверхность протонно-связанного переносчика фолиевой кислоты». PLOS ONE. 8 (10): e78301. Дои:10.1371 / journal.pone.0078301. ЧВК 3799626. PMID 24205192.
- ^ Unal, ES; Чжао, Р. Цю, А; Гольдман, И. Д. (июнь 2008 г.). «N-связанное гликозилирование и его влияние на электрофоретическую подвижность и функцию человеческого протон-связанного переносчика фолата (HsPCFT)». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Биомембраны. 1778 (6): 1407–14. Дои:10.1016 / j.bbamem.2008.03.009. ЧВК 2762823. PMID 18405659.
- ^ Чжао, Р. Гольдман, И.Д. (2013). «Транспортеры фолиевой кислоты и тиамина, опосредованные вспомогательными носителями (SLC19A1-3 и SLC46A1) и рецепторами фолиевой кислоты». Молекулярные аспекты медицины. 34 (2–3): 373–85. Дои:10.1016 / j.mam.2012.07.006. ЧВК 3831518. PMID 23506878.
- ^ Hou, Z; Кугель Десмулен, S; Etnyre, E; Olive, M; Hsiung, B; Cherian, C; Wloszczynski, PA; Мойн, К; Matherly, LH (10 февраля 2012 г.). «Идентификация и функциональное влияние гомо-олигомеров человеческого протон-связанного переносчика фолиевой кислоты». Журнал биологической химии. 287 (7): 4982–95. Дои:10.1074 / jbc.m111.306860. ЧВК 3281668. PMID 22179615.
- ^ Уилсон, MR; Кугель, С; Хуанг, Дж; Wilson, LJ; Wloszczynski, PA; Ye, J; Мазерли, LH; Hou, Z (1 июля 2015 г.). «Структурные детерминанты олигомеризации человеческого протон-связанного переносчика фолиевой кислоты: роль мотивов GXXXG и идентификация олигомерных интерфейсов в трансмембранных доменах 3 и 6». Биохимический журнал. 469 (1): 33–44. Дои:10.1042 / bj20150169. ЧВК 4713120. PMID 25877470.
- ^ а б Hou, Z; Matherly, LH (2014). Биология основных транспортеров фолиевой кислоты SLC19A1 и SLC46A1. Актуальные темы в мембранах. 73. С. 175–204. Дои:10.1016 / B978-0-12-800223-0.00004-9. ISBN 9780128002230. ЧВК 4185403. PMID 24745983.
- ^ а б c d е ж Цю, А; Мин, Ш; Jansen, M; Malhotra, U; Цай, Э; Кабелоф, округ Колумбия; Мазерли, LH; Чжао, Р. Акабас, MH; Гольдман, И. Д. (ноябрь 2007 г.). «Кишечные транспортеры фолиевой кислоты (SLC46A1): вторичная структура, функциональные свойства и реакция на ограничение фолиевой кислоты в пище». Американский журнал физиологии. Клеточная физиология. 293 (5): C1669–78. Дои:10.1152 / ajpcell.00202.2007. PMID 17898134.
- ^ Umapathy, NS; Gnana-Prakasam, JP; Мартин, премьер-министр; Мысона, Б; Дун, Y; Smith, SB; Ганапати, V; Прасад, ДП (ноябрь 2007 г.). «Клонирование и функциональная характеристика протон-связанного электрогенного транспортера фолиевой кислоты и анализ его экспрессии в типах клеток сетчатки». Исследовательская офтальмология и визуализация. 48 (11): 5299–305. Дои:10.1167 / iovs.07-0288. ЧВК 3850295. PMID 17962486.
- ^ а б c Nakai, Y; Иноуэ, К; Abe, N; Hatakeyama, M; Охта, Кентукки; Отагири, М; Хаяси, Й; Юаса, Х (август 2007 г.). «Функциональная характеристика человеческого протон-связанного переносчика фолиевой кислоты / белка-носителя гема 1, гетерологично экспрессируемого в клетках млекопитающих как переносчик фолиевой кислоты». Журнал фармакологии и экспериментальной терапии. 322 (2): 469–76. Дои:10.1124 / jpet.107.122606. PMID 17475902. S2CID 23277839.
- ^ а б Чжао, Р. Цю, А; Цай, Э; Jansen, M; Акабас, MH; Гольдман, И. Д. (сентябрь 2008 г.). «Протон-связанный переносчик фолиевой кислоты: влияние на транспорт пеметрекседа и на активность антифолатов по сравнению с восстановленным переносчиком фолиевой кислоты». Молекулярная фармакология. 74 (3): 854–62. Дои:10,1124 / моль 108,045443. ЧВК 2716086. PMID 18524888.
- ^ Urquhart, BL; Грегор, JC; Chande, N; Knauer, MJ; Tirona, RG; Ким, РБ (февраль 2010 г.). «Человеческий протон-связанный переносчик фолиевой кислоты (hPCFT): модуляция кишечной экспрессии и функции лекарствами». Американский журнал физиологии. Физиология желудочно-кишечного тракта и печени. 298 (2): G248–54. Дои:10.1152 / ajpgi.00224.2009. PMID 19762432.
- ^ Старк, М; Gonen, N; Ассараф, Ю.Г. (9 октября 2009 г.). «Функциональные элементы в минимальном промоторе человеческого протон-связанного переносчика фолиевой кислоты». Сообщения о биохимических и биофизических исследованиях. 388 (1): 79–85. Дои:10.1016 / j.bbrc.2009.07.116. PMID 19643086.
- ^ Диоп-Бове, Н.К .; Ву, Дж; Чжао, Р. Локер, Дж; Гольдман, И. Д. (август 2009 г.). «Гиперметилирование минимальной регуляторной области транскрипции человеческого протон-связанного фолатного переносчика (SLC46A1) в антифолат-устойчивой клеточной линии HeLa». Молекулярная терапия рака. 8 (8): 2424–31. Дои:10.1158 / 1535-7163.mct-08-0938. ЧВК 2735101. PMID 19671745.
- ^ Gonen, N; Ассараф, Ю.Г. (29 октября 2010 г.). «Обязательный кишечный транспортер фолиевой кислоты PCFT (SLC46A1) регулируется ядерным респираторным фактором 1». Журнал биологической химии. 285 (44): 33602–13. Дои:10.1074 / jbc.m110.135640. ЧВК 2962458. PMID 20724482.
- ^ Eloranta, JJ; Заир, З.М.; Хиллер, C; Häusler, S; Стигер, В; Куллак-Ублик, Джорджия (ноябрь 2009 г.). «Витамин D3 и его ядерный рецептор увеличивают экспрессию и активность человеческого протонно-связанного переносчика фолиевой кислоты». Молекулярная фармакология. 76 (5): 1062–71. Дои:10.1124 / моль 109.055392. PMID 19666701. S2CID 11155598.
- ^ а б c Shayeghi, M; Латунде-Дада, GO; Окхилл, JS; Laftah, AH; Такеучи, К; Холлидей, N; Хан, Y; Уорли, А; McCann, FE; Hider, RC; Фрейзер, DM; Андерсон, ГДж; Vulpe, CD; Simpson, RJ; McKie, AT (9 сентября 2005 г.). «Идентификация кишечного переносчика гема». Клетка. 122 (5): 789–801. Дои:10.1016 / j.cell.2005.06.025. PMID 16143108. S2CID 9130882.
- ^ Субраманиан, VS; Marchant, JS; Саид, HM (январь 2008 г.). «Нацеливание на апикальную мембрану и перенос человеческого протон-связанного переносчика в поляризованном эпителии». Американский журнал физиологии. Клеточная физиология. 294 (1): C233–40. Дои:10.1152 / ajpcell.00468.2007. PMID 18003745.
- ^ а б c Геллер, Дж; Кронн, Д; Jayabose, S; Сандовал, К. (январь 2002 г.). «Наследственная мальабсорбция фолиевой кислоты: семейный отчет и обзор литературы». Лекарство. 81 (1): 51–68. Дои:10.1097/00005792-200201000-00004. PMID 11807405. S2CID 27156694.
- ^ Грапп, М; Вреде, А; Schweizer, M; Hüwel, S; Галла, HJ; Снайдеро, N; Саймонс, М; Bückers, J; Низкий, PS; Urlaub, H; Gärtner, J; Стейнфельд, Р. (2013). «Трансцитоз сосудистого сплетения и перемещение экзосом доставляют фолат в паренхиму мозга». Nature Communications. 4: 2123. Дои:10.1038 / ncomms3123. PMID 23828504.
- ^ Bozard, BR; Ганапати, PS; Дюплантье, Дж; Мысона, Б; Ха, У; Роон, П; Smith, R; Гольдман, удостоверение личности; Прасад, П; Мартин, премьер-министр; Ганапати, V; Смит, С.Б. (июнь 2010 г.). «Молекулярная и биохимическая характеристика белков транспорта фолиевой кислоты в клетках Мюллера сетчатки». Исследовательская офтальмология и визуализация. 51 (6): 3226–35. Дои:10.1167 / iovs.09-4833. ЧВК 2891475. PMID 20053979.
- ^ Уильямс, П.Дж.; Мистри, HD; Морган, Л. (апрель 2012 г.). «Экспрессия транспортера фолиевой кислоты снижается в плаценте человека на протяжении всей беременности и при преэклампсии». Беременность гипертония. 2 (2): 123–31. Дои:10.1016 / j.preghy.2011.12.001. PMID 26105097.
- ^ Хорн, DW; Рид, KA; Hoefs, J; Саид, HM (июль 1993 г.). «Транспорт 5-метилтетрагидрофолата в везикулах базолатеральной мембраны из печени человека». Американский журнал клинического питания. 58 (1): 80–4. Дои:10.1093 / ajcn / 58.1.80. PMID 8317394.
- ^ Чанси, компакт-диск; Kekuda, R; Хуанг, Вт; Прасад, PD; Kuhnel, JM; Сиротнак, FM; Роон, П; Ганапати, V; Смит, С.Б. (7 июля 2000 г.). «Экспрессия и дифференциальная поляризация восстановленного транспортера фолиевой кислоты-1 и рецептора фолиевой кислоты альфа в пигментном эпителии сетчатки млекопитающих». Журнал биологической химии. 275 (27): 20676–84. Дои:10.1074 / jbc.m002328200. PMID 10787414.
- ^ Чжао, Р. Диоп-Бове, Н; Визентин, М; Гольдман, И. Д. (21 августа 2011 г.). «Механизмы мембранного транспорта фолатов в клетки и через эпителий». Ежегодный обзор питания. 31: 177–201. Дои:10.1146 / аннурьев-нутр-072610-145133. ЧВК 3885234. PMID 21568705.
- ^ Китинг, Э; Lemos, C; Азеведо, I; Мартель, Ф (февраль 2006 г.). «Сравнение характеристик поглощения фолиевой кислоты клетками хориокарциномы плаценты человека при кислом и физиологическом pH». Канадский журнал физиологии и фармакологии. 84 (2): 247–55. Дои:10,1139 / y05-129. PMID 16900951.
- ^ Бхандари, SD; Джоши, СК; Макмартин, К.Э. (22 января 1988 г.). «Связывание фолиевой кислоты и транспорт везикулами мембран щеточной каймы почки крысы». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Биомембраны. 937 (2): 211–8. Дои:10.1016 / 0005-2736 (88) 90243-х. PMID 2892531.
- ^ а б Диоп-Бове, Н; Кронн, Д; Гольдман, удостоверение личности; Пагон, РА; Адам, депутат; Ardinger, HH; Уоллес, ЮВ; Амемия, А; Бин, LJH; Bird, TD; Долан, CR; Фонг, Коннектикут; Смит, RJH; Стивенс, К. (1993). «Наследственная мальабсорбция фолиевой кислоты». PMID 20301716. Цитировать журнал требует
| журнал =
(помощь) - ^ Торрес, А; Newton, SA; Кромптон, Б. Борзуцкий, А; Neufeld, EJ; Notarangelo, L; Берри, GT (26 мая 2015 г.). Серийный мониторинг CSF 5-метилтетрагидрофолата для руководства лечением врожденной мальабсорбции фолиевой кислоты, вызванной дефицитом протон-связанного переносчика фолата (PCFT). Отчеты JIMD. 24. С. 91–6. Дои:10.1007/8904_2015_445. ISBN 978-3-662-48226-1. ЧВК 4582027. PMID 26006721.
- ^ Саложин, К.В. Кабрера, РМ; Солнце, Вт; Чанг, туалет; Lin, C; Дункан, L; Platt, KA; Читать, R; Vogel, P; Лю, Q; Finnell, RH; Оравец, Т. (5 мая 2011 г.). «Мышиная модель наследственной мальабсорбции фолиевой кислоты: делеция гена PCFT приводит к системной недостаточности фолиевой кислоты». Кровь. 117 (18): 4895–904. Дои:10.1182 / blood-2010-04-279653. PMID 21346251.
- ^ Кугель Десмулен, S; Ван, Л; Хейлз, E; Полин, Л; Белый, K; Кушнер, Дж; Стаут, M; Hou, Z; Cherian, C; Гангджи, А; Matherly, LH (декабрь 2011 г.). «Терапевтическое нацеливание нового 6-замещенного пирроло [2,3-d] пиримидинтиеноилантифолата на солидные опухоли человека на основе избирательного поглощения протон-связанным переносчиком фолиевой кислоты». Молекулярная фармакология. 80 (6): 1096–107. Дои:10.1124 / моль.111.073833. ЧВК 3228537. PMID 21940787.
- ^ Чжао, Р. Гао, Ф; Hanscom, M; Гольдман, И. Д. (15 января 2004 г.). «Выдающаяся транспортная активность метотрексата с низким pH в солидных опухолях человека: вклад в сохранение фармакологической активности метотрексата в клетках HeLa, лишенных пониженного переносчика фолиевой кислоты». Клинические исследования рака. 10 (2): 718–27. Дои:10.1158 / 1078-0432.ccr-1066-03. PMID 14760095.
- ^ а б Desmoulin, SK; Hou, Z; Гангджи, А; Matherly, LH (декабрь 2012 г.). "Переносчик фолиевой кислоты, связанный с протонами человека: биология и терапевтические приложения к раку". Биология и терапия рака. 13 (14): 1355–73. Дои:10.4161 / cbt.22020. ЧВК 3542225. PMID 22954694.