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.
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
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.