WikiDer > Noggin (белок)

Noggin (protein)
NOG
Белок NOG PDB 1m4u.png
Доступные конструкции
PDBПоиск ортолога: PDBe RCSB
Идентификаторы
ПсевдонимыNOG, Nog, SYM1, SYNS1, SYNS1A, noggin
Внешние идентификаторыOMIM: 602991 MGI: 104327 ГомолоГен: 3979 Генные карты: NOG
Расположение гена (человек)
Хромосома 17 (человек)
Chr.Хромосома 17 (человек)[1]
Хромосома 17 (человек)
Геномное расположение NOG
Геномное расположение NOG
Группа17q22Начинать56,593,699 бп[1]
Конец56,595,611 бп[1]
Ортологи
РазновидностьЧеловекМышь
Entrez
Ансамбль
UniProt
RefSeq (мРНК)

NM_005450

NM_008711

RefSeq (белок)

NP_005441

NP_032737

Расположение (UCSC)Chr 17: 56,59 - 56,6 Мбн / д
PubMed поиск[2][3]
Викиданные
Просмотр / редактирование человекаПросмотр / редактирование мыши

Noggin, также известный как NOG, это белок который участвует в развитии многих тканей тела, включая нервную ткань, мышцы и кости. У людей ноггин кодируется NOG ген.[4] Аминокислотная последовательность человеческого ноггина очень гомологична таковой из крыса, мышь, и Xenopus (род водных лягушек).

Ноггин является ингибитором нескольких костные морфогенетические белки (BMP): тормозит как минимум BMP2, BMP4, BMP5, BMP6, BMP7, BMP13, и BMP14.[5]

Название протеина, которое на англоязычном сленге означает «голова», было придумано в связи с его способностью производить эмбрионы с большими головками при воздействии высоких концентраций.[6]

Функция

Noggin - это сигнальная молекула, которая играет важную роль в продвижении сомит формирование паттерна в развивающемся эмбрионе.[7] Он выпущен из нотохорда и регулирует костный морфогенный белок (BMP4) во время разработки.[8] Отсутствие BMP4 будет вызывать формирование паттерна нервной трубки и сомитов из нервной пластинки у развивающегося эмбриона. Это также вызывает образование головы и других спинных структур.[8]

Функция Noggin необходима для правильного развития нервной системы, сомитов и скелета.[8] Эксперименты на мышах показали, что ноггин также играет роль в обучении, познании,[9] развитие костей,[10] и слияние нервной трубки.[11] Гетерозиготный миссенс-мутации в гене noggin может вызывать деформации, такие как слияние суставов, и такие синдромы, как множественные синостоз синдром (SYNS1) и проксимальный симпалангизм (SIM1).[8] SYNS1 отличается от SYM1 тем, что вызывает сращение бедра и позвоночника.[8] У эмбриона также могут развиться более короткие кости, отсутствовать какие-либо элементы скелета или несколько суставов.[8]

Повышенные уровни ноггина в плазме наблюдались у мышей с ожирением и у пациентов с индексом массы тела более 27.[12] Кроме того, было показано, что истощение запасов Noggin в жировой ткани приводит к ожирению.[13]

Механизм действия

Секретируемый полипептид noggin, кодируемый геном NOG, связывает и инактивирует членов трансформирующего фактора роста бета (TGF-бета) сигнальные белки суперсемейства, такие как костный морфогенетический белок-4 (BMP4).

Распространяясь через внеклеточные матрицы более эффективно, чем члены суперсемейства TGF-beta, ноггин может играть основную роль в создании морфогенный градиенты. Кажется, у Ноггина есть плейотропный эффекты, как на ранней стадии разработки, так и на более поздних стадиях.

Модель нокаута

Исследование нокаут мыши Модель отслеживала степень, в которой отсутствие мозоли влияет на эмбриологическое развитие. В центре внимания исследования было формирование уха и его роль в кондуктивной тугоухости. Внутреннее ухо претерпело множественные деформации, затронувшие кохлеарный проток, полукружный канал, и части ушной капсулы. Также было показано, что участие Ноггина в пороках является косвенным, через его взаимодействие с хордой и нервной осью. Перегиб нотохорда и дезориентация оси тела приводит к каудальному смещению плана эмбрионального тела задний мозг. Основные сигнальные молекулы от ромбомер структуры заднего мозга не могли должным образом индуцировать формирование внутреннего уха. Это отражало регуляцию BMP ноггином как основного источника деформации, а не ноггин, непосредственно влияющий на развитие внутреннего уха.[14]

Конкретные модели выбивания были созданы с использованием Cre-lox система. Модель, выделяющая Noggin именно в адипоцитах, позволила выяснить, что Noggin также играет роль в жировой ткани: его истощение в адипоцитах вызывает изменения в структуре как коричневой, так и белой жировой ткани, а также бурый жир дисфункция (нарушенная термогенез и β-окисление), что приводит к резкому увеличению массы тела и процентного содержания жира в организме, что вызывает изменения липидного профиля и печени; эффекты зависят от пола.[13]

Клиническое значение

Белки Noggin играют роль в специфическом для зародышевого листка происхождении специализированных клеток. Формирование нервных тканей, хорды, волосяных фолликулов и структур глаза происходит из эктодерма зародышевый лист. Активность Noggin в мезодерма уступает место образованию хрящей, костей и мышц, а в энтодерма ноггин участвует в развитии легких.[15]

Раннее черепно-лицевое развитие в значительной степени зависит от присутствия ноггина в соответствии с его многочисленными тканеспецифическими требованиями. Ноггин влияет на формирование и рост неба, нижней челюсти и черепа посредством взаимодействия с клетками нервного гребня. Показано, что у мышей с отсутствием гена NOG вырастают нижняя челюсть и волчья пасть. Еще одна черепно-лицевая деформация, связанная с отсутствием глыбы, - это кондуктивная потеря слуха, вызванная неконтролируемым разрастанием канала улитки и его скручиванием.[16]

В последнее время несколько гетерозиготный миссенс мутации NOG человека в неродственных семьях с проксимальный симпалангизм (SYM1) и синдром множественных синостозов (SYNS1) были идентифицированы; и SYM1, и SYNS1 имеют множественное объединение в качестве своей основной функции и сопоставляются с одним и тем же регионом на хромосома 17 (17q22) как NOG. Эти мутации указывают на функциональные гаплонедостаточность где гомозиготный формы эмбрионально летальны.[15]

Все эти мутации NOG изменили эволюционно сохраненный аминокислотные остатки.

Мутации в этом гене связаны с аномалиями среднего уха.[17]

Открытие

Ноггин был первоначально выделен из рода водных лягушек. Xenopus. Открытие было основано на способности организма восстанавливать нормальную дорсально-вентральную ось тела у эмбрионов, которые были искусственно вентрализованы с помощью УФ лечение. Ноггин был обнаружен в лаборатории Ричард М. Харланд и Уильям С. Смит в Калифорнийский университет в Беркли из-за этой способности индуцировать образование вторичных осей у эмбрионов лягушки.[18]

Рекомендации

  1. ^ а б c ГРЧ38: Ансамбль выпуск 89: ENSG00000183691 - Ансамбль, Май 2017
  2. ^ "Справочник человека по PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
  3. ^ "Ссылка на Mouse PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
  4. ^ "Entrez Gene: NOG noggin".
  5. ^ Бласкес-Медела AM, Джумабай М., Бострем К.И. (май 2019 г.). «За костью: передача сигналов костного морфогенетического белка в жировой ткани». Обзоры ожирения. 20 (5): 648–658. Дои:10.1111 / обр.12822. ЧВК 6447448. PMID 30609449.
  6. ^ Оппенгеймер С.Б. (1995). «Открытие Ноггина». Американский учитель биологии. 57 (5): 264–266. Дои:10.2307/4449989. HDL:10211.2/1126. JSTOR 4449989.
  7. ^ Hirsinger E, Duprez D, Jouve C, Malapert P, Cooke J, Pourquié O (ноябрь 1997 г.). «Noggin действует ниже Wnt и Sonic Hedgehog, чтобы противодействовать BMP4 в формировании паттерна птичьего сомита». Разработка. 124 (22): 4605–14. PMID 9409677.
  8. ^ а б c d е ж Марселино Дж., Скиортино С.М., Ромеро М.Ф., Улатовски Л.М., Баллок Р.Т., Экономидес А.Н., Эймон П.М., Харланд Р.М., Уорман М.Л. (сентябрь 2001 г.). "Миссенс-мутации NOG, вызывающие заболевание человека: влияние на секрецию ноггина, образование димеров и связывание с костными морфогенетическими белками". Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 98 (20): 11353–8. Дои:10.1073 / pnas.201367598. ЧВК 58733. PMID 11562478.
  9. ^ Сюй Х, Хуан В., Ван И, Сунь В., Тан Дж, Ли Д., Сюй П, Го Л., Инь Ц., Фань X (январь 2013 г.). «Функция BMP4 во время нейрогенеза в гиппокампе взрослых при болезни Альцгеймера». Обзоры исследований старения. 12 (1): 157–64. Дои:10.1016 / j.arr.2012.05.002. PMID 22698853. S2CID 46528212.
  10. ^ Потти Т.А., Петти Е.М., Лесперанс М.М. (август 2011 г.). «Всесторонний обзор зарегистрированных наследственных синдромов, связанных с никотином, и предлагаемая клиническая полезность одного широко инклюзивного диагностического термина: расстройство спектра симпалангизма, связанное с NOG (NOG-SSD)» (PDF). Человеческая мутация. 32 (8): 877–86. Дои:10.1002 / humu.21515. PMID 21538686. S2CID 205920339.
  11. ^ Лю А., Нисвандер, Лос-Анджелес (декабрь 2005 г.). «Передача сигналов костного морфогенетического белка и развитие нервной системы позвоночных». Обзоры природы. Неврология. 6 (12): 945–54. Дои:10.1038 / №1805. PMID 16340955. S2CID 1005572.
  12. ^ Савант А., Чанда Д., Исаева Т., Цуладзе Г., Гарви В. Т., Поннажаган С. (апрель 2012 г.). «Noggin - новый индуктор адипогенеза мезенхимальных стволовых клеток: последствия для здоровья костей и ожирения». Журнал биологической химии. 287 (15): 12241–9. Дои:10.1074 / jbc.m111.293613. ЧВК 3320975. PMID 22351751.
  13. ^ а б Бласкес-Медела А.М., Джумабай М., Раджбхандари П., Саллам Т., Го Й., Яо Дж., Вергнес Л., Реуэ К., Чжан Л., Яо И., Фогельман А.М., Тонтоноз П., Лусис А.Дж., Ву X, Бострем К.И. (апрель 2019 г.) . «Истощение жировых клеток в адипоцитах способствует ожирению у мышей». Молекулярный метаболизм. 25: 50–63. Дои:10.1016 / j.molmet.2019.04.004. ЧВК 6600080. PMID 31027994.
  14. ^ Бок Дж., Брюнет Л. Дж., Ховард О., Бертон К., Ву Д. К. (ноябрь 2007 г.). «Роль заднего мозга в морфогенезе внутреннего уха: анализ мышей с нокаутом Noggin». Биология развития. 311 (1): 69–78. Дои:10.1016 / j.ydbio.2007.08.013. ЧВК 2215324. PMID 17900554.
  15. ^ а б Краузе С., Гусман А., Кнаус П. (апрель 2011 г.). «Ноггин». Международный журнал биохимии и клеточной биологии. 43 (4): 478–81. Дои:10.1016 / j.biocel.2011.01.007. PMID 21256973.
  16. ^ Масуда С., Намба К., Мутаи Х, Усуи С., Миянага Й., Канеко Х., Мацунага Т. (май 2014 г.). «Мутация в гепарин-связывающем сайте noggin как новый механизм проксимального симпалангизма и кондуктивной тугоухости». Сообщения о биохимических и биофизических исследованиях. 447 (3): 496–502. Дои:10.1016 / j.bbrc.2014.04.015. PMID 24735539.
  17. ^ Lindquist NR, Appelbaum EN, Acharya A, Vrabec JT, Leal SM, Schrauwen I (2019) Вариант стартового кодона при NOG лежит в основе симпалангизма и пороков развития слуховых косточек, затрагивающих как наковальню, так и стремени. Case Rep Genet 2019: 2836263
  18. ^ Валенсуэла Д.М., Экономидес А.Н., Рохас Э., Лэмб Т.М., Нуньес Л., Джонс П., Л. П. Нью-Йорк, Эспиноза Р., Браннан К.И., Гилберт Д.Д. «Идентификация мозоли млекопитающих и его экспрессия во взрослой нервной системе». Журнал неврологии. 15 (9): 6077–84. Дои:10.1523 / JNEUROSCI.15-09-06077.1995. ЧВК 6577675. PMID 7666191.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка