Войти
| Просмотр / редактирование Человек | Просмотр / редактирование мыши |
Ген SCNN1B ru кодирует β-субъединицу эпителиального натриевого канала ENaC у позвоночных. ENaC собирается как гетеротример, состоящий из трех гомологичных субъединиц α, β и γ или δ, β и γ. Другие субъединицы ENAC кодируются SCNN1A, SCNN1G и SCNN1D.
ENaC экспрессируется в эпителиальных клетках и отличается от потенциалзависимого натриевого канала, который задействован. в генерации потенциалов действия в нейронах. Аббревиатура генов, кодирующих потенциал-управляемые натриевые каналы, начинается с трех букв: SCN. В отличие от этих натриевых каналов, ENaC конститутивно активен и не зависит от напряжения. Вторая буква N в аббревиатуре (SCNN1A) означает, что это каналы, НЕ управляемые напряжением.
У большинства позвоночных ионы натрия являются основным фактором, определяющим осмолярность внеклеточной жидкости. ENaC позволяет переносить ионы натрия через мембрану эпителиальных клеток в так называемом «плотном эпителии», который имеет низкую проницаемость. Поток ионов натрия через эпителий влияет на осмолярность внеклеточной жидкости. Таким образом, ENaC играет центральную роль в регуляции гомеостаза жидкости и электролитов в организме и, следовательно, влияет на артериальное давление.
Поскольку ENaC сильно ингибируется амилоридом, его также называют « амилорид-чувствительный натриевый канал ».
Первая кДНК, кодирующая бета-субъединицу ENaC был клонирован и секвенирован Canessa et al. из мРНК крысы. Год спустя две независимые группы сообщили о последовательностях кДНК бета- и гамма-субъединиц человеческого ENaC. Экзон-интронная организация человеческого бета-ENaC гена SCNN1B была определена Saxena et al. путем секвенирования геномной ДНК трех субъектов из трех различных этнических групп. В этом исследовании также установлено, что экзон-интронная архитектура трех субъединиц ENaC остается высококонсервативной, несмотря на расхождение их последовательностей.
В то время как человеческий ген SCNN1A расположен в хромосоме 12p, гены человека, кодирующие SCNN1B и SCNN1G, расположены рядом в коротком плече хромосомы 16 (16p12-p13). Секвенирование геномной ДНК человека показало, что ген SCNN1B имеет 13 экзонов, разделенных 12 интронами. Положения интронов консервативны во всех трех генах ENaC человека, SCNN1A, SCNN1B и SCNN1G. Положение интронов также высоко консервативно у позвоночных. См.: Ensembl GeneTree.
Анализ транскриптов гена SCNN1B в почках и легких человека показал несколько альтернативных сайтов инициации транскрипции и трансляции. Однако только один из этих транскриптов (ENST00000343070) имеет высокую экспрессию, а другие транскрипты появляются в небольших количествах.
Фиг. 1. Экзон-интронная структура основного транскрипта человеческого SCNN1B. Номер каждого экзона отмечен над экзоном. Серийный номер стенограммы указан над ней. Щелчок по рисунку направит читателя к списку транскриптов в базе данных Ensembl. Три субъединицы ENaC, кодируемые SCNN1A, SCNN1B и SCNN1G обычно экспрессируются в плотном эпителии, который имеет низкую водопроницаемость. Основные органы, в которых экспрессируется ENaC, включают части эпителия почечных канальцев, дыхательные пути, женские половые пути, толстую кишку, слюнные и потовые железы.
ENaC также экспрессируется на языке, где это было показано. имеет важное значение для восприятия соленого вкуса.
Экспрессия генов субъединиц ENaC регулируется главным образом минералокортикоидным гормоном альдостероном, который активируется ренин-ангиотензиновой системой.
Первичные структуры всех четырех субъединиц ENaC демонстрируют сильное сходство. Таким образом, эти четыре белка представляют собой семейство белков, имеющих общего предка. При глобальном выравнивании (то есть выравнивании последовательностей по всей их длине, а не только частичном сегменте) субъединица β человека имеет 34% идентичности с субъединицей γ и 26 и 23% идентичности с субъединицами α и δ.
Все четыре последовательности субъединиц ENaC имеют два гидрофобных участка, которые образуют два трансмембранных сегмента, названных TM1 и TM2. В мембраносвязанной форме сегменты TM встроены в бислой мембраны, амино- и карбоксиконцевые области расположены внутри клетки, а сегмент между двумя TM остается вне клетки в качестве внеклеточной области ENaC. Эта внеклеточная область включает около 70% остатков каждой субъединицы. Таким образом, в мембраносвязанной форме основная масса каждой субъединицы находится вне клетки.
Структура ENaC еще не определена. Тем не менее, структура гомологичного белка ASIC1 была определена. Структура ASIC1 курицы выявила, что ASIC1 собран как гомотример из трех идентичных субъединиц. Авторы оригинального исследования предположили, что каждая субъединица ASIC1 напоминает руку, держащую мяч. Следовательно, отдельные домены ASIC1 были названы ладонью, суставом, пальцем, большим пальцем и β-шариком.
Выравнивание последовательностей субъединиц ENaC с последовательностью ASIC1 показывает, что сегменты TM1 и TM2 и домен ладони консервативны, и области суставов, пальцев и большого пальца имеют вставки в ENaC. Исследования сайт-направленного мутагенеза субъединиц ENaC предоставляют доказательства того, что многие основные особенности структурной модели ASIC1 применимы и к ENaC. Тем не менее, ENaC является облигатным гетеротримером, состоящим из трех субъединиц, таких как тример αβγ или βγδ.
На карбоксильном конце трех субъединиц ENaC (α, β и γ) имеется специальная консервативная консенсусная последовательность PPPXYXXL, которая называется мотивом PY. Эта последовательность распознается так называемыми WW-доменами в специальной убиквитин-протеинлигазе E3, названной Nedd4-2. Nedd4-2 лигирует убиквитин с С-концом субъединицы ENaC, который отмечает расщепление белка.
В настоящее время известны три основных наследственных заболевания быть связанным с мутациями в гене SCNN1B. Это: 1. Мультисистемный псевдогипоальдостеронизм, 2. Синдром Лиддла и 3. Заболевание, подобное муковисцидозу.
Заболевание, которое чаще всего ассоциируется с мутациями в SCNN1B - мультисистемная форма псевдогипоальдостеронизма I типа (PHA1B), которая была впервые охарактеризована А. Ханукоглу как аутосомно-рецессивное заболевание. Это синдром невосприимчивости к альдостерону у пациентов с высоким уровнем альдостерона в сыворотке крови, но страдающих от симптомов дефицита альдостерона с высоким риском смерти из-за тяжелой потери соли. Первоначально считалось, что это заболевание является результатом мутации рецептора минералокортикоидов (NR3C2), который связывает альдостерон. Но картирование гомозиготности в 11 затронутых семьях показало, что заболевание связано с двумя локусами на хромосоме 12p13.1-pter и хромосоме 16p12.2-13, которые включают гены SCNN1A, SCNN1B и SCNN1G соответственно. Секвенирование генов ENaC выявило мутации у пораженных пациентов, а функциональная экспрессия мутированных кДНК дополнительно подтвердила, что выявленные мутации приводят к потере активности ENaC.
У большинства пациентов с мультисистемным PHA1B a Обнаружена гомозиготная мутация или две сложные гетерозиготные мутации.
Синдром Лиддла обычно вызывается мутациями в мотиве PY или усечением С-конца, включая потерю мотива PY в субъединицы β или γ ENaC. Даже несмотря на то, что мотив PY присутствует также в α-субъединице, до сих пор болезнь Лиддла не наблюдалась в связи с мутацией в α-субъединице. Синдром Лиддла наследуется как аутосомно-доминантное заболевание с фенотипом, который включает гипертензию с ранним началом, метаболический алкалоз и низкие уровни активности ренина в плазме и альдостерона минералокортикоидного гормона. В отсутствие узнаваемого мотива PY убиквитин-протеинлигаза Nedd4-2 не может связываться с субъединицей ENaC и, следовательно, не может присоединять к ней убиквитин. Следовательно, протеолиз ENaC протеасомами ингибируется, и ENaC накапливается в мембране, что приводит к усилению активности ENaC, вызывающей гипертензию.
Было показано, что SCNN1B взаимодействует с WWP2 и NEDD4.
