Кіріспе
Адамда кездесетін ақуыз. Коллаген альфа 2(XI) тізбегі – адамда COL11A2 генімен кодталатын ақуыз. COL11A2 гені осы типтегі коллагеннің бір компонентін, яғни про-альфа2(XI) тізбегін шығарады. XI типті коллаген денедегі бұлшықеттерді, буындарды, мүшелерді және теріні (демек, қосымша тінді) қолдайтын тіндерге құрылым мен күш береді. XI типті коллаген әдетте шеміршекте, сондай-ақ көздің ішкі сұйықтығында, ішкі құлақта және омыртқа аралық дискілердің орталық бөлігінде (нуклеус пульпозус) кездеседі. XI типті коллаген II типті коллаген фибриллаларының арақашықтығы мен диаметрін сақтауға да көмектеседі. II типті коллаген – көздің және ересек шеміршек тінінің маңызды құрамдас бөлігі. II типті коллаген фибриллаларының мөлшері мен орналасуы осы тіндердің қалыпты құрылымы үшін маңызды. Про-альфа2(XI) тізбегі про-альфа1(XI) және про-альфа1(II) коллаген тізбектерімен бірігіп, проколлаген молекуласын құрайды. Бұл үш тізбекті, арқан тәрізді проколлаген молекулалары жасушадағы ферменттермен өңделуі керек. Өңделгеннен кейін, бұл проколлаген молекулалары жасушадан шығып, ұзын, жіңішке фибриллалар түзеді, олар жасушалар арасындағы кеңістікте бір-бірімен байланысады. Бұл байланыстардың нәтижесінде өте берік, пісіп-жетілген XI типті коллаген талшықтары пайда болады. COL11A2 гені 6-шы хромосоманың қысқа (p) қолда, 21.3 позициясында орналасқан, 33,238,446 негіз жұбынан 33,268,222 негіз жұбына дейін.
Collagen alpha 2(XI) chain is a protein that in humans is encoded by the COL11A2 gene. The COL11A2 gene produces one component of this type of collagen, called the pro alpha2(XI) chain. Type XI collagen adds structure and strength to the tissues that support the body's muscles, joints, organs and skin (the connective tissue). Type XI collagen is normally found in cartilage as well as the fluid that fills the eyeball, the inner ear, and the center portion of the discs between the vertebrae in the spine (nucleus pulposus). Type XI collagen also helps maintain the spacing and diameter of type II collagen fibrils. Type II collagen is an important component of the eye and mature cartilage tissue. The size and arrangement of type II collagen fibrils is essential for the normal structure of these tissues. The pro alpha2(XI) chain combines with pro alpha1(XI) and pro alpha1(II)collagen chains to form a procollagen molecule. These triple stranded, ropelike procollagen molecules must be processed by enzymes in the cell. Once processed, these procollagen molecules leave the cell and arrange themselves into long, thin fibrils that cross link to one another in the spaces around cells. The cross linkages result in the formation of very strong mature type XI collagen fibers. The COL11A2 gene is located on the short (p) arm of chromosome 6 at position 21.3, from base pair 33,238,446 to base pair 33,268,222.
Функция
Бұл ген XI типті коллагеннің екі альфа-тізбектерінің біреуін кодтайды, бұл аз мөлшерде кездесетін фибриллярлы коллаген. Ол 6-хромосомада орналасқан, бірақ ретиноидтық X рецепторының бета генінен бөлек. XI типті коллаген – гетеротример, бірақ үшінші альфа-тізбек – посттрансляциялық модификацияланған альфа-1 типті II тізбек. Осы XI типті тізбектің протеолиттік өңделуі нәтижесінде пролин/аргининге бай ақуыз – аминотерминалды домен пайда болады. Бұл гендегі мутациялар III типті Стиклер синдромымен, отоспондиломегаэпифизеалдық дисплазиямен (OSMED синдромы), Вайсенбахер-Цваймюллер синдромымен және аутосомдық-доминантты сенсорлы-нейрологиялық 13-ші деңгейдегі саңыраулықпен байланысты. Бұл ген үшін әртүрлі изоформаларды кодтайтын үш транскрипт варианты анықталды.
Синдромдық емес саңыраулық
COL11A2 геніндегі мутациялар екі үлкен отбасында басқа белгілер мен симптомдарсыз есту қабілетінің жоғалтуына (синдромдық емес автосомалық-доминантты саңыраулық) себеп екені көрсетілген. Бір отбасыда аминқышқылы цистеин (белоктардың құрылыс бөлігі) XI типті коллагеннің альфа 2 тізбегінде 549-шы позициядағы аминқышқылы аргининмен алмастырылатын (Arg549Cys деп белгіленеді) мутация бар. Екінші отбасыда осы белоктың 323-ші позициясында аминқышқылы глицин аминқышқылы глутамин қышқылымен алмастырылатын (Gly323Glu деп белгіленеді) мутация анықталды. Бұл мутациялар XI типті коллагеннің қалыпты жиналуына кедерілді етеді. XI типті коллаген ішкі құлақтың құрылымы мен функциясында маңызды рөл атқарады. COL11A2 геніндегі мутациялар коллаген фибриллаларының құрылымын бұзғанда есту қабілетінің жоғалтуына әкелуі мүмкін.
Отоспондиломегаэпифизалық дисплазия
COL11A2 генінде анықталған шамамен 10 мутация отоспондиломегаэпифизеалдық дисплазияны (OSMED) тудырады. Осы мутациялардың көпшілігі про-альфа2(XI) тізбектерінің толық жоқтығына себеп болады, бұл XI типті коллагеннің жұмыс істемей қалуына әкеледі. Кейбір мутациялар про-альфа2(XI) тізбегінің өндірісіне әсер етеді және коллагеннің қалыпты жиналуын бұзады. Коллагеннің бұл түрі шеміршек және басқа да байланыстырылған тіндердің маңызды құрамы болғандықтан, осы мутациялар OSMED-тың ерекше белгілері мен симптомдарын тудырады.
Стиклер синдромы
Стиклер синдромы (COL11A2): Стиклер синдромы – бұл қаңқаның дамуымен, көру және есту қабілетімен байланысты мәселелер тудыратын ауру. COL11A2 геніндегі мутациялар Стиклер синдромының көруге әсер етпейтін түрін қоздырады. COL11A2 мутациялары XI типті коллагеннің құрамына кіретін pro alpha2(XI) тізбегінің бұрыс өндірілуіне себеп болады. Соның салдарынан XI типті коллагеннің жұмысы бұзылып, қаңқа және есту мүшелерінде Стиклер синдромына тән мәселелер пайда болады. Алайда, pro alpha2(XI) тізбегі көзге түспейді. Оның орнына, көздің шыны тәрізді денесінде XI типті коллагенді құру үшін басқа коллаген тізбегі pro alpha2(XI) тізбегін алмастырады. Сондықтан COL11A2 мутациялары көру қабілетіне әсер етпейді.
Вейсенбахер-Звеймюллер синдромы
COL11A2 генінде кем дегенде бір анықталған мутация Вейсенбахер-Цваймюллер синдромын тудырады. Бұл мутация XI типті коллагеннің альфа-2 тізбегіндегі 955-орындағы глицин аминоқышқылының глутамин қышқылымен алмасуына (Gly955Glu деп жазылады) себеп болады. Бұл мутация коллаген молекулаларының дұрыс жиналуына кедеріс келтіріп, XI типті коллагеннің құрылымын бұзады. Осы өзгерістер Вейсенбахер-Цваймюллер синдромының ерекше белгілері мен симптомдарын тудырады.
Васкулит
Геномикалық ассоциация зерттеуінде ANCA-мен байланысты васкулит және COL11A2 геніндегі SNP-лер арасындағы байланыс анықталды. Бұл байланыстың себебі HLA DP локусындағы SNP мен COL11A2 геніндегі SNP-лер арасындағы геномдық тепе-теңдік болуы мүмкін деп ұсынылуда. Бұл теорияға сәйкес, HLA молекуласындағы SNP осы аурулармен өте күшті байланысты екені анықталды, бұл бір ғана генетикалық байланыстың болуын көрсетеді.