Colágeno, tipo XXIII, alfa 1 - Collagen, type XXIII, alpha 1
La cadena de colágeno α-1 (XXIII) es una proteína codificada por el gen COL23A1 , que se encuentra en el cromosoma 5q35 en humanos y en el cromosoma 11B1 + 2 en ratones. La ubicación de este gen se descubrió mediante análisis de secuencia genómica .
El colágeno XXIII es una proteína transmembrana de tipo II y la cuarta de la subfamilia de colágenos transmembranosos no fibrilares. Este tipo de colágenos tiene un dominio transmembrana hidrofóbico de un solo paso. La molécula de colágeno XXIII se puede encontrar en forma de enlace de membrana o en forma de muda.
El colágeno tipo XXIII se expresa tanto en tejidos adultos como en órganos en desarrollo. Se puede encontrar en la epidermis y otros epitelios como los de la lengua, el intestino y los pulmones, pero también en el cerebro, el riñón y la córnea. Se ha demostrado que en el colágeno de próstata la expresión XXIII está asociada con la progresión del tumor.
Las funciones del colágeno XXIII aún se desconocen, aunque se cree que podrían ser similares a otras proteínas transmembrana, como el colágeno XIII .
Descubrimiento
El colágeno XXIII fue identificado y aislado por primera vez de células de carcinoma de próstata de rata por Jacqueline Banyard, Lere Bao y Bruce R. Zetter en 2003. También identificaron esta proteína en tejido humano. Concluyeron que a nivel de nucleótidos, el colágeno XXIII alfa 1 humano y de rata muestra un 76% de identidad. Además, la localización celular del colágeno XXIII se determinó mediante tinción por inmunofluorescencia , utilizando un anticuerpo que reconoce el extremo carboxilo terminal de la proteína. Se demostró que el extremo carboxilo del colágeno XXIII está presente en la superficie celular.
Estructura
Estructura proteica
El colágeno humano α1 (XXIII), que es un homotrímero, contiene 540 aminoácidos distribuidos en:
- Un dominio no colágeno amino-terminal largo (NC-1) de 120 aminoácidos que se puede dividir en tres partes: una región citoplasmática corta, una región transmembrana y una región extracelular corta.
- Una región 420-amino-ácido-largo extracelular organizada en tres colagenosa (COL1, COL2 y COL3) dominios que están interrumpidos por los dominios no colágenas cortos (NC2, NC3 y NC4), como se muestra en el esquema.
Homología estructural
El colágeno XXIII pertenece a la subfamilia transmembranosa de colágenos . Las proteínas que se incluyen en este grupo presentan un dominio citoplásmico amino-terminal seguido de un dominio hidrófobo que atraviesa la membrana y al menos un dominio colágeno de triple hélice extracelular alternado con dominios cortos no colágenos.
Los colágenos XIII , XVII y XXV , y proteínas relacionadas como los receptores captadores de macrófagos de clase A, la ectodisplasina A o el receptor MARCO1, también forman parte de este grupo. Un nombre alternativo para este tipo de proteína es MACIT (colágenos asociados a la membrana con hélices triples interrumpidas).
El colágeno XXIII muestra homología estructural con el colágeno XIII y el colágeno XXV . Además de tener la estructura característica de los colágenos transmembranosos, las tres proteínas presentan un alto nivel de conservación de residuos de aminoácidos en los dominios colágenos y no colágenos.
Los colágenos α1 (XIII), α1 (XXIII) y α1 (XXV) muestran tres dominios colágenos (Col 1, Col 2 y Col 3) y cuatro dominios no colágenos (NC1, que también es un dominio transmembranoso, NC2, NC3 y NC4).
Se ha informado que el dominio Col 1 de α1 (XXIII) muestra similitudes con las regiones de los dominios Col 1 y Col 2 de los tipos de colágeno α1 (XIII) y α1 (XXV), mientras que las secuencias de los dominios Col 2 y Col 3 de α1 ( XXIII) están relacionados con el dominio Col 3 de los tipos α1 (XIII) y α1 (XXV).
Los dominios cortos no colágenos también exhiben similitudes, especialmente en los dominios NC1 y NC4. Entre el 60 y el 78% de los residuos de aminoácidos de estos dominios son idénticos en las tres cadenas. Además, se han encontrado posibles secuencias de reconocimiento para sitios de escisión de furina (una proteasa fisiológica principal ) tanto en el dominio NC1 amino-terminal como en el dominio NC4 carboxilo-terminal de cada uno de estos colágenos. La actividad de esta proteasa es vital para explicar el origen de las dos formas que pueden adoptar los tipos de colágeno XIII, XXIII y XXV.
Derramamiento
Una característica común de los colágenos transmembrana es la presencia de dos formas de la molécula: una forma unida a la membrana de longitud completa y una forma desprendida del ectodominio . Esta característica también puede aplicarse al colágeno XXIII.
La distribución de ambas formas de colágeno XXIII es específica de tejido, ya que hay órganos como el cerebro donde predomina la forma de muda, mientras que en los pulmones la molécula se encuentra generalmente en forma de longitud completa.
Se ha informado que la célula es capaz de regular las cantidades de colágeno XXIII en la forma unida a la membrana y en la forma secretada, influyendo en la producción de una forma u otra cuando es necesario. Por esa razón, el proceso de desprendimiento del colágeno XXIII se ha descrito como una proteólisis selectiva , realizada principalmente por furina , aunque existen otras enzimas, como serina y cisteína proteasas, que también son capaces de eliminar la molécula.
Cuando el colágeno XXIII se encuentra dentro del aparato de Golgi , actúan las furinas proteasas, escindiendo la proteína y originando la forma desprendida de la molécula, que será liberada a la matriz extracelular mediante exocitosis .
También existe la posibilidad de que la forma completa de la molécula alcance la superficie celular antes de que la furina la escinda. Cuando esto sucede, la molécula completa de colágeno se introduce en la membrana plasmática y es estabilizada por sus dominios transmembranosos no colágenos, dejando los dominios colágenos fuera de la célula.
Las moléculas de colágeno XXIII de longitud completa se encuentran generalmente en balsas de lípidos , que son microdominios de la membrana celular, ricos en colesterol y esfingolípidos, muy empaquetados. Las furina proteasas no pueden alcanzar las moléculas de colágeno XXIII cuando están dentro de las balsas de lípidos , por lo tanto, las moléculas de colágeno XXIII pueden conservar su forma de longitud completa.
En caso de que estas moléculas pierdan la protección de la balsa lipídica (es decir, cuando los niveles de colesterol de la membrana disminuyen), las proteasas de furina pueden actuar, escindiendo la proteína justo fuera de la célula, liberando la forma desprendida del colágeno XXIII directamente a la matriz extracelular .
Interacción con la integrina α2β1
Los receptores celulares para colágenos pertenecen a la familia de las integrinas β1 . El colágeno XXIII interactúa de manera dependiente de los iones y de la conformación con la integrina α2β1 . La integrina α2β1 es una integrina de unión al colágeno presente en la epidermis, por lo que esta es la ubicación donde tiene lugar la interacción. Ambas proteínas se localizan conjuntamente en la superficie de los queratinocitos basales .
Significación clínica
El colágeno XXIII juega un papel como biomarcador para la detección y recurrencia de células NCLSC (carcinoma de pulmón de células no pequeñas) y la reaparición del cáncer de próstata. Algunos experimentos sugieren que el colágeno XXIII influye en la adhesión celular y estimula el desarrollo de metástasis al facilitar el crecimiento y la supervivencia de las células cancerosas cuando están redondeadas y no pueden extenderse. Se ha demostrado que la pérdida de colágeno XXIII puede complicar la adhesión celular y reducir la retención de células cancerosas de pulmón.
Ver también
- Colágeno
- Dominio proteico
- Proteína transmembrana
- Carcinoma de pulmón de células no pequeñas
- Cancer de prostata
- Homotrímero
- Balsa de lípidos
- Integrina, beta 1
Referencias
Otras lecturas
- Brinckmann J (2005). Colágeno: Imprimación en Estructura, Procesamiento y Montaje . 247 . Saltador. págs. 1–6. doi : 10.1007 / b103817 .
- Escleroproteínas: avances en investigación y aplicación: edición 2013 . ScholarlyEditions. 2013. ISBN 978-1-481-68001-1.