ALOXE3 - ALOXE3

ALOXE3
Идентификаторы
ПсевдонимыALOXE3, ARCI3, E-LOX, eLOX-3, eLOX3, арахидонат липоксигеназа 3
Внешние идентификаторыOMIM: 607206 MGI: 1345140 ГомолоГен: 8013 Генные карты: ALOXE3
Номер ЕС4.2.1.152
Расположение гена (человек)
Хромосома 17 (человек)
Chr.Хромосома 17 (человек)[1]
Хромосома 17 (человек)
Геномное расположение ALOXE3
Геномное расположение ALOXE3
Группа17p13.1Начинать8,095,900 бп[1]
Конец8,119,047 бп[1]
Экспрессия РНК шаблон
PBB GE ALOXE3 222383 s в формате fs.png

PBB GE ALOXE3 207708 в формате fs.png
Дополнительные данные эталонного выражения
Ортологи
РазновидностьЧеловекМышь
Entrez

59344

23801

Ансамбль

ENSG00000179148

ENSMUSG00000020892

UniProt

Q9BYJ1

Q9WV07

RefSeq (мРНК)

NM_021628
NM_001165960
NM_001369446

NM_011786

RefSeq (белок)

NP_001159432
NP_067641
NP_001356375

NP_035916

Расположение (UCSC)Chr 17: 8.1 - 8.12 МбChr 11: 69.13 - 69.15 Мб
PubMed поиск[3][4]
Викиданные
Просмотр / редактирование человекаПросмотр / редактирование мыши

Липоксигеназа 3 типа эпидермиса (ALOXE3 или же eLOX3) является членом липоксигеназа семья ферменты; у людей он кодируется ALOXE3 ген.[5] Этот ген расположен на хромосоме 17 в положении 13.1, где он образует кластер с двумя другими липоксигеназами, ALOX12B и ALOX15B.[6] Среди липоксигеназ человека ALOXE3 наиболее близко (54% идентичности) родственен по аминокислотной последовательности с ALOX12B.[7][8][9] ALOXE3, ALOX12B и ALOX15B часто классифицируются как эпидермальные липоксигеназы в отличие от трех других липоксигеназ человека (ALOX5, ALOX12, и ALOX15 ), потому что изначально они были определены как сильно или даже исключительно выраженные и функционирующие в коже. Липоксигеназы эпидермального типа в настоящее время рассматриваются как отдельный подкласс в составе мультигенного семейства липоксигеназ млекопитающих, при этом мышиным Aloxe3 (также называемым e-Lox-3) является ортолог к человеческому ALOXE3, мышиный Alox12b является ортологом человеческого ALOX12B (MIM 603741), а мышиный Alox8 является ортологом человеческого ALOX15B (MIM 603697) [поставляется OMIM].[5] Предполагается, что ALOX12B и ALOXE3 у людей, Alox12b и Aloxe3 у мышей и сопоставимые ортологи у других животных действуют последовательно в многоступенчатом метаболическом пути, который формирует продукты, которые структурно важны для создания и поддержания функции водного барьера кожи.

Распределение тканей

Иммунологически обнаруженные ALOXE3 и ALOX12B у людей и Aloxe3 и Alox12b у мышей имеют сходное тканевое распределение, поскольку они высоко экспрессируются во внешних дифференцированных слоях эпидермиса; они совместно локализуются на поверхности кератиноциты в гранулированный слой кожи мыши и во время мыши эмбриогенез появляются одновременно с началом развития кожи на 15.5 день.[10] МРНК ALOXE3 у людей также была обнаружена на низких уровнях в поджелудочной железе, яичниках, головном мозге, семенниках, плаценте и некоторых секреторных эпителиях.[10][11] Алоксе3 и Алох12b мРНК был обнаружен на языке, лесной желудок, трахеи, головного мозга, семенников и жировой ткани мышей и спинного мозга крыс.[10]

Мероприятия

Эпидермальная ткань

ALOX12B, как и большинство других липоксигеназ, обладает диоксигеназа (EC 1.13.11) активность: он катализирует включение дикислорода (то есть молекулярного кислорода [O2]) в единую подложку. Благодаря этой активности фермент добавляет (O2) в виде гидропероксил (HO2) остаток к арахидоновая кислота у его 12-го атома углерода, тем самым образуя 12 (р) -гидроперокси-5Z,8Z,10E,14Z-икозатетраеновая кислота (также обозначаемая как 12 (р) -HpETE или 12р-HpETE).[12][13]

арахидоновая кислота + O2 12р-HpETE

Гидроперокси-содержащие полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК), например 12р-HETE легко распадается в результате неферментативных превращений, в которых два атома кислорода гидроперокси-остатка перегруппируются с образованием ПНЖК, содержащих один гидроксил (также называемый спиртом) остаток и один эпоксид остаток.[14] Эта трансформация может происходить в тканях или во время подготовки тканей с 12-HpETE с образованием Гепоксилины, т.е. эпоксидные спирты 12-HpETE, которые Тип (т.е. гепоксилин As, который содержит остатки эпоксидной смолы и спирта, отделенные друг от друга двойным (т.е. алкен ) облигация или, альтернативно, Тип B (т.е. гепоксилин B, который содержит остатки эпоксидной смолы и спирта на соседних атомах углерода); эти неэнксиматически образованные продукты представляют собой смесь гидрокси и эпоксидной смолы. р,S стереоизомеры и диастереомеры.[15] Помимо арахидоновой кислоты, ALOX12B метаболизирует линолевая кислота (LA) до 9 (р) -гидроперокси-10 (E), 12 (Z) -октадекадиеновая кислота (9р-HpODE):[15]

LA + O2 9р-HpODE.

ALOXE3 является атипичной липоксигеназой, в которой в большинстве, но не во всех экспериментальных условиях, отсутствует активность диоксигеназы, которая превращает ПНЖК в метаболиты гидропероксида; скорее, он обладает активностью гепоксилинсинтазы (т.е. гидропероксиизомеразы); то есть он превращает гидропероксисодержащие ПНЖК в гепоксилин-подобные эпокси-спиртовые продукты; эти продукты, в отличие от продуктов, образующихся в результате неферментативных превращений, являются специфическими изомерами только с одной формой хиральных гидрокси- и эпоксидных остатков. ALOX3E метаболизирует 12р-HpETE до 8р-гидрокси-11р,12р-эпокси-эйкозатриеновая кислота[15] и метаболизирует 9р-HpODE для продуктов, содержащих эпоксидный спирт или кетон остаток.[10][16] Проявляет относительно слабую активность при проведении этого преобразования на бесплатных 9р-HODE, но более сильная активность, когда 9р-HpODE представлен как его метиловый эфир. Основная функция ALOXE3 в эпидермальной ткани заключается в метаболизме 9р-HpODE фрагмент, который не является свободным, а скорее эстерифицирован до определенных керамид липиды.

ЛК - самая распространенная жирная кислота в коже. эпидермис, присутствуя в основном этерифицированный к омега-гидроксил остаток амид -связанный омега-гидроксилированный жирные кислоты с очень длинной цепью (VLCFA) в уникальном классе керамиды называется этерифицированным омега-гидроксиацил-сфингозин (EOS). EOS является промежуточным компонентом предлагаемого многоступенчатого метаболического пути, который доставляет ЖКОДЦ к ороговевшей липидной оболочке кожи. Роговой слой; наличие этих воск -подобные гидрофобные ЖКОДЦ необходимы для поддержания целостности и функциональности кожи в качестве водного барьера (см. Микробиом легких # роль эпителиального барьера ).[10] ALOX12B метаболизирует LA в EOS до его 9р-гидропероксипроизводное, которое затем превращает ALOXE3 в три этерифицированных церамидом продукта: а) 9р,10р-транс-эпоксид,13р-гидрокси-10E-октадеценовая кислота, б) 9-кето-10E,12Z-октадекадиеновая кислота и в) 9р,10р-трансэпокси-13-кето-11E-октадеценовая кислота.[10][16] Предполагается, что продукты, окисленные ALOX12B / ALOE3, сигнализируют об их гидролиз (т.е. удаление) из EOS; это позволяет многоступенчатому метаболическому пути доставлять ЖКОДЦ к ороговевшей липидной оболочке рогового слоя кожи.[10][17]

Другие ткани

AloxE3 отвечает за образование гепоксилинов A и / или B из 12р-HpETE в спинномозговой жидкости крыс[18] и предполагается, что ALOXE3 отвечает за образование этих гепоксилинов в различных тканях человека.[15][19] хотя присутствие и активность ALOXE3 во многих из этих гепоксилин-образующих тканей еще не были продемонстрированы.

Спинальный Aloxe3, по-видимому, благодаря своей способности вырабатывать гепоксилины, по-видимому, отвечает за гипералгезия который сопровождает воспаление у крыс.[18]

Aloxe3 необходим и достаточен для дифференциации мышиных 3T3-L1. фибробласт клетки в адипоциты (т.е. жировые клетки); функция Aloxe3 в этой дифференцировке, по-видимому, связана с его метаболизмом 12р-HpETE в гепоксилины A3 или B3, которые непосредственно активируют (-ы) Гамма-рецептор, активируемый пролифератором пероксисом что, в свою очередь, инициирует экспрессию генов дифференцировки адипоцитов.[20]

Клиническое значение

Врожденная ихтиозиформная эритродема

Удаление Alox12b или же Алоксе3 гены нокаут гена у мышей вызывают врожденное чешуйчатое кожное заболевание, которое характеризуется значительно сниженной функцией водного барьера кожи и другими особенностями, обнаруженными в аутосомно-рецессивный небуллезный Врожденная ихтиозиформная эритродермия (ARCI) болезнь человека .;[16] гомозиготные рецессивные вредные мутации в ALOXE3 или ALOX12B также являются причинами, хотя и редко, этого врожденного заболевания у людей.[21][22] ARCI относится к несиндромным (то есть не связанным с другими признаками или симптомами) врожденный Ихтиоз включая Ихтиоз арлекинского типа, Ламеллярный ихтиоз, и Врожденная ихтиозиформная эритродермия.[10] ARCI имеет заболеваемость около 1/200 000 среди населения Европы и Северной Америки; 40 различных мутаций в ALOX12B и 13 различных мутаций в ALOXE3 гены составляют в общей сложности около 10% случаев ОРВИ; эти мутации являются гомозиготными рецессивными (см. Доминирование (генетика) ), вызывают полную потерю функции ALOX12B или ALOXE3 (см. мутации ), и может быть связан с любой из трех указанных форм заболевания.[10][23]

Гепоксилинсинтаза

У мышей, лишенных активности Aloxe3 из-за нокаут гена из Алох3 ген, уровни в коже гепоксилины A3 и B3, а также их метаболиты, триоксилины A3 и B3, значительно восстанавливаются.[15][24] Более того, Aloxe3 крысы был вовлечен в производство гепоксилина B3 в исследованиях, в которых его ген трансфицировали в культивируемые HEK 293 клетки и аналогичным образом участвуют в индуцированном воспалением производстве гепоксилина B3 в позвоночнике крыс, а также в восприятии боли (т.е. аллодиния ) этими животными с помощью фармакологического ингибитора и миРНК исследования нокдауна генов.[18] Наконец, культивируемые клетки кожи человека, богатые ALOXE3, легко превращают арахидоновую кислоту, а также 12S-гидроперокси-эйкозатетраеновая кислота к гепоксилину B3; это производство, в соответствии с более высоким содержанием ALOXE3, намного больше в клетках кожи, изолированных от субъектов с псориаз.[10][15] Эти результаты предполагают, что ALOXE3 и его ортологи вносят большой вклад в активность гепоксилинсинтазы, ответственную за производство биоактивных гепоксилинов (см. гепоксилин ) в коже и других тканях, богатых ALOXE3 / ортологами, млекопитающих, возможно, включая человека.

Другие возможные клинические значения

Распределение ALOXE3 и Aloxe3 (см. Распределение в тканях выше) предполагает, что эти липоксигеназы могут выполнять функции не только в коже, но и в других тканях. Исследования, представленные в вышеупомянутом подразделе «Активность, другие ткани», позволяют предположить, что активность Aloxe3 в отношении восприятия боли и дифференцировки адипоцитов у грызунов также может происходить у людей.

Токсичность

Внутриутробная доставка e-Lox-3 мышам на 14,5-й день гестации привела к задержке роста плода и внутриутробной смерти, по-видимому, из-за сильного отрицательного воздействия на развитие плаценты.

Рекомендации

  1. ^ а б c ГРЧ38: Ансамбль выпуск 89: ENSG00000179148 - Ансамбль, Май 2017
  2. ^ а б c GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000020892 - 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. ^ а б «Ген Entrez: арахидонат липоксигеназа 3 ALOXE3».
  6. ^ Шнайдер С., Браш А.Р. (август 2002 г.). «Катализируемое липоксигеназой образование гидропероксидов R-конфигурации». Простагландины и другие липидные медиаторы. 68-69: 291–301. Дои:10.1016 / с0090-6980 (02) 00041-2. PMID  12432924.
  7. ^ Паниграхи Д., Кайпайнен А., Грин Э. Р., Хуанг С. (декабрь 2010 г.). «Эйкозаноиды, производные цитохрома P450: забытый путь при раке». Отзывы о метастазах рака. 29 (4): 723–35. Дои:10.1007 / s10555-010-9264-х. ЧВК  2962793. PMID  20941528.
  8. ^ Bylund J, Kunz T., Valmsen K, Oliw EH (январь 1998 г.). «Цитохромы P450 с активностью бисаллильного гидроксилирования арахидоновой и линолевой кислот, изученные с использованием рекомбинантных ферментов человека и микросом печени человека и крысы». Журнал фармакологии и экспериментальной терапии. 284 (1): 51–60. PMID  9435160.
  9. ^ Бучинский М.В., Думлао Д.С., Деннис Е.А. (июнь 2009 г.). «Серия тематических обзоров: протеомика. Комплексный омический анализ биологии эйкозаноидов». Журнал липидных исследований. 50 (6): 1015–38. Дои:10.1194 / мл. R900004-JLR200. ЧВК  2681385. PMID  19244215.
  10. ^ а б c d е ж грамм час я j Krieg P, Fürstenberger G (март 2014 г.). «Роль липоксигеназ в эпидермисе». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Молекулярная и клеточная биология липидов. 1841 (3): 390–400. Дои:10.1016 / j.bbalip.2013.08.005. PMID  23954555.
  11. ^ Криг П., Маркс Ф., Фюрстенбергер Г. (май 2001 г.). «Кластер генов, кодирующих липоксигеназы эпидермиса человека на хромосоме 17p13.1: клонирование, физическое картирование и экспрессия». Геномика. 73 (3): 323–30. Дои:10.1006 / geno.2001.6519. PMID  11350124.
  12. ^ Беглин В.Е., Ким Р.Б., Браш А.Р. (июнь 1998 г.). «12R-липоксигеназа в коже человека: доказательства механизма, молекулярное клонирование и экспрессия». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 95 (12): 6744–9. Дои:10.1073 / пнас.95.12.6744. ЧВК  22619. PMID  9618483.
  13. ^ Сан Д., Макдоннелл М., Чен XS, Лаккис М.М., Ли Х., Исаакс С.Н., Эльси С.Х., Патель П.И., Funk CD (декабрь 1998 г.). «Человеческая 12 (R) -липоксигеназа и ортолог мыши. Молекулярное клонирование, экспрессия и определение хромосом гена». Журнал биологической химии. 273 (50): 33540–7. Дои:10.1074 / jbc.273.50.33540. PMID  9837935.
  14. ^ Гарднер HW (1989). «Кислородно-радикальная химия полиненасыщенных жирных кислот». Свободная радикальная биология и медицина. 7 (1): 65–86. Дои:10.1016/0891-5849(89)90102-0. PMID  2666279.
  15. ^ а б c d е ж Муньос-Гарсия А., Томас С.П., Кини Д.С., Чжэн И., Браш А.Р. (март 2014 г.). «Важность пути липоксигеназа-гепоксилин в эпидермальном барьере млекопитающих». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Молекулярная и клеточная биология липидов. 1841 (3): 401–8. Дои:10.1016 / j.bbalip.2013.08.020. ЧВК  4116325. PMID  24021977.
  16. ^ а б c Чжэн И, Инь Х, Беглин В.Е., Элиас П.М., Крамрин Д., Байер Д.Р., Браш А.Р. (июль 2011 г.). «Липоксигеназы опосредуют действие незаменимых жирных кислот на формирование кожного барьера: предполагаемая роль в высвобождении омега-гидроксикерамида для построения липидной оболочки корнеоцитов». Журнал биологической химии. 286 (27): 24046–56. Дои:10.1074 / jbc.M111.251496. ЧВК  3129186. PMID  21558561.
  17. ^ Кун Х., Бантия С., Ван Лейен К. (апрель 2015 г.). «Липоксигеназы млекопитающих и их биологическое значение». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Молекулярная и клеточная биология липидов. 1851 (4): 308–30. Дои:10.1016 / j.bbalip.2014.10.002. ЧВК  4370320. PMID  25316652.
  18. ^ а б c Грегус А.М., Думлао Д.С., Вей С.К., Норрис П.К., Кателла Л.К., Мейерштейн Ф.Г., Бучински М.В., Стейнауэр Дж.Дж., Фитцсиммонс Б.Л., Якш Т.Л., Деннис Е.А. «Систематический анализ ферментов 12/15-липоксигеназы крыс показывает критическую роль активности гепоксилинсинтазы eLOX3 в спинном мозге при воспалительной гипералгезии». Журнал FASEB. 27 (5): 1939–49. Дои:10.1096 / fj.12-217414. ЧВК  3633813. PMID  23382512.
  19. ^ Pace-Asciak CR (2015). «Патофизиология гепоксилинов». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Молекулярная и клеточная биология липидов. 1851 (4): 383–96. Дои:10.1016 / j.bbalip.2014.09.007. PMID  25240838.
  20. ^ Халленборг П., Йоргенсен С., Петерсен Р.К., Феддерсен С., Арауджо П., Маркт П., Лангер Т., Фюрстенбергер Г., Криг П., Коппен А., Калкховен Е., Мадсен Л., Кристиансен К. (2010). «Липоксигеназа 3 эпидермального типа регулирует дифференцировку адипоцитов и гамма-активность рецепторов, активируемых пролифератором пероксисом». Молекулярная и клеточная биология. 30 (16): 4077–91. Дои:10.1128 / MCB.01806-08. ЧВК  2916447. PMID  20530198.
  21. ^ Джобар Ф., Лефевр С., Карадуман А., Бланше-Бардон С., Эмре С., Вайссенбах Дж., Озгюк М., Латроп М., Прюдом Дж. Ф., Фишер Дж. (Январь 2002 г.). «Липоксигеназа-3 (ALOXE3) и 12 (R) -липоксигеназа (ALOX12B) мутированы в небуллезной врожденной ихтиозиформной эритродермии (NCIE), связанной с хромосомой 17p13.1». Молекулярная генетика человека. 11 (1): 107–13. Дои:10.1093 / hmg / 11.1.107. PMID  11773004.
  22. ^ Eckl KM, Krieg P, Küster W., Traupe H, André F, Wittstruck N, Fürstenberger G, Hennies HC (октябрь 2005 г.). «Спектр мутаций и функциональный анализ липоксигеназ эпидермиса у пациентов с аутосомно-рецессивным врожденным ихтиозом». Человеческая мутация. 26 (4): 351–61. Дои:10.1002 / humu.20236. PMID  16116617. S2CID  43201255.
  23. ^ Сугиура К., Акияма М. (2015). «Последняя информация об аутосомно-рецессивном врожденном ихтиозе: анализ мРНК с использованием образцов волос - мощный инструмент для генетической диагностики». Журнал дерматологической науки. 79 (1): 4–9. Дои:10.1016 / j.jdermsci.2015.04.009. PMID  25982146.
  24. ^ Krieg P, Rosenberger S, de Juanes S, Latzko S, Hou J, Dick A, Kloz U, van der Hoeven F, Hausser I, Esposito I, Rauh M, Schneider H (2013). «Мыши с нокаутом Aloxe3 обнаруживают функцию эпидермальной липоксигеназы-3 как гепоксилинсинтазы и ее ключевую роль в формировании барьера». Журнал следственной дерматологии. 133 (1): 172–80. Дои:10.1038 / jid.2012.250. PMID  22832496.

внешняя ссылка

дальнейшее чтение