Введение

Белок, обнаруженный у человека. Коллагеновая альфа-2(XI) цепь – это белок, кодируемый геном COL11A2 у людей. Ген COL11A2 производит один компонент этого типа коллагена, называемый про-альфа-2(XI) цепью. Коллаген типа XI придает структуру и прочность тканям, поддерживающим мышцы, суставы, органы и кожу (соединительную ткань). Коллаген типа XI обычно содержится в хряще, а также в жидкости, заполняющей глазное яблоко, внутреннее ухо и центральную часть межпозвоночных дисков позвоночника (ядро диска). Коллаген типа XI также помогает поддерживать расстояние и диаметр фибрилл коллагена II типа. Коллаген II типа является важным компонентом глаза и зрелой хрящевой ткани. Размер и расположение фибрилл коллагена II типа необходимы для нормальной структуры этих тканей. Про-альфа-2(XI) цепь объединяется с про-альфа-1(XI) и про-альфа-1(II) цепями коллагена, образуя молекулу проколлагена. Эти тройные, веретенообразные молекулы проколлагена должны быть обработаны ферментами внутри клетки. После обработки эти молекулы проколлагена покидают клетку и организуются в длинные тонкие фибриллы, которые перекрестно связываются друг с другом в межклеточном пространстве. Перекрестные связи приводят к образованию очень прочных зрелых волокон коллагена XI типа. Ген COL11A2 расположен на коротком (p) плече хромосомы 6 в позиции 21.3, от 33 238 446 до 33 268 222 пар оснований.

Функция

Этот ген кодирует одну из двух альфа-цепей коллагена XI типа, малый по количеству фибриллярный коллаген. Он расположен на 6-й хромосоме очень близко, но отдельно от гена бета-рецептора ретиноидов X. Коллаген XI типа является гетеротримером, при этом третья альфа-цепь представляет собой посттрансляционно модифицированную альфа-1 цепь коллагена II типа. Протеолитическая обработка этой цепи коллагена XI типа приводит к образованию PARP – белка, богатого пролином и аргинином, являющегося аминоконцевым доменом. Мутации в этом гене ассоциированы с синдромом Стиклера III типа, отоспондиломегаэпифизеальной дисплазией (синдром OSMED), синдромом Вайссенбахера-Цваймюллера и аутосомно-доминантной несиндромической сенсориневральной глухотой 13-го типа. Для этого гена идентифицировано три варианта транскриптов, кодирующих различные изоформы.

Несиндромическая глухота

Было показано, что мутации в гене COL11A2 вызывают потерю слуха без каких-либо других признаков или симптомов (несиндромическая аутосомно-доминантная глухота) в двух крупных семьях. В одной семье обнаружена мутация, при которой аминокислота цистеин (один из строительных блоков белков) заменяет аминокислоту аргинин в позиции 549 (обозначается как Arg549Cys) в альфа-2 цепи коллагена XI типа. Вторая семья имеет мутацию, при которой аминокислота глутаминовая кислота заменяет аминокислоту глицин в позиции 323 (обозначается как Gly323Glu) в этом белке. Эти мутации нарушают нормальную сборку коллагена XI типа. Коллаген XI типа играет важную роль в структуре и функции внутреннего уха. Когда мутации в гене COL11A2 влияют на структуру коллагеновых фибрилл, это может привести к потере слуха.

Отоспондиломегаэпифизеальная дисплазия

Приблизительно 10 мутаций, выявленных в гене COL11A2, являются причиной отоспондиломегаэпифизеальной дисплазии (OSMED). Большинство этих мутаций приводят к полному отсутствию про-альфа2(XI) цепей, что вызывает потерю функции коллагена XI типа. Некоторые мутации влияют на продукцию про-альфа2(XI) цепи и нарушают нормальную сборку коллагена. Поскольку этот тип коллагена является важным компонентом хряща и других соединительных тканей, эти мутации обуславливают характерные признаки и симптомы ОСМЭД.

Синдром Стиклера

Синдром Стиклера (COL11A2): Синдром Стиклера – это заболевание, вызывающее проблемы с развитием скелета, зрением и слухом. Мутации в гене COL11A2 приводят к форме синдрома Стиклера, при которой зрение не нарушается. Мутации COL11A2 вызывают аномальное производство pro-alpha2(XI)-цепи, являющейся частью коллагена XI типа. В результате коллаген XI типа формируется с дефектами и не может нормально функционировать, что вызывает характерные для синдрома Стиклера проблемы со скелетом и слухом. Однако pro-alpha2(XI)-цепь не синтезируется в глазах. Вместо этого, другой тип коллагеновой цепи замещает pro-alpha2(XI) для формирования коллагена XI типа в стекловидном теле глаза. Следовательно, мутации COL11A2 не влияют на зрение.

Синдром Вайсенбахера-Звеймюллера

По крайней мере одна идентифицированная мутация в гене COL11A2 является причиной синдрома Вайсенбахера — Цваймюллера. Эта мутация вызывает замену аминокислоты глицина на аминокислоту глутаминовую кислоту в позиции 955 альфа-2 цепи коллагена XI типа (обозначается как Gly955Glu). Эта мутация препятствует правильной сборке молекул коллагена, что нарушает структуру коллагена XI типа. Эти изменения приводят к характерным признакам и симптомам синдрома Вайсенбахера — Цваймюллера.

Васкулит

В исследовании полногеномного поиска ассоциаций была выявлена связь между ANCA-ассоциированным васкулитом и полиморфизмами в гене COL11A2. Предполагается, что эта связь может быть обусловлена неравновесием сцепления между полиморфизмом в локусе HLA DP и полиморфизмами в COL11A2. Это объясняется тем, что полиморфизм в молекуле HLA оказался очень тесно связан с этими заболеваниями, и имеются данные, свидетельствующие об одной генетической ассоциации.