Щелочная фосфатаза, ткань-неспецифическая

Щелочная фосфатаза, ткань-неспецифическая
Идентификаторы
Псевдонимы	ALPL, AP-TNAP, APTNAP, HOPS, TNAP, TNSALP, alkaline phosphatase, liver/bone/kidney, TNALP, alkaline phosphatase, biomineralization associated, HPPA, HPPI, HPPC, HPPO, TNS-ALP
Внешние ID	OMIM: 171760 MGI: 87983 HomoloGene: 37314 GeneCards: ALPL
Расположение гена (человек) Хр. 1-я хромосома человека[1] Локус 1p36.12 Начало 21,509,397 bp[1] Конец 21,578,410 bp[1]
Расположение гена (Мышь) Хр. 4-я хромосома мыши[2] Локус 4 D3|4 70.02 cM Начало 137,469,044 bp[2] Конец 137,523,695 bp[2]
Паттерн экспрессии РНК Bgee Человек Мышь (ортолог) Наибольшая экспрессия в right adrenal cortex left adrenal cortex right lobe of liver upper lobe of lung upper lobe of left lung lower lobe of lung Наибольшая экспрессия в body of femur neural layer of retina transitional epithelium of urinary bladder facial skeleton Дополнительные справочные данные BioGPS Дополнительные справочные данные
Генная онтология Молекулярная функция связывание с белками плазмы связывание с ионом металла гидролазная активность alkaline phosphatase activity активность катализатора pyrophosphatase activity phosphatase activity Компонент клетки часть мембраны anchored component of membrane мембрана extracellular membrane-bounded organelle экзосома внеклеточная область внеклеточное пространство клеточная мембрана внеклеточный матрикс Биологический процесс response to lipopolysaccharide osteoblast differentiation biomineral tissue development cementum mineralization cellular response to organic cyclic compound skeletal system development метаболизм дефосфорилирование response to vitamin D response to antibiotic процесс развития, связанный с репродукцией response to glucocorticoid endochondral ossification C-terminal protein lipidation Источники: Amigo, QuickGO
Ортологи Вид Человек Мышь Entrez 249 11647 Ensembl ENSG00000162551 ENSMUSG00000028766 UniProt P05186 P09242 RefSeq (мРНК) NM_000478 NM_001127501 NM_001177520 NM_001369803 NM_001369804 NM_001369805 NM_001287172 NM_001287176 NM_007431 RefSeq (белок) NP_000469 NP_001120973 NP_001170991 NP_001356732 NP_001356733 NP_001356734 NP_001274101 NP_031457 Локус (UCSC) Chr 1: 21.51 – 21.58 Mb Chr 4: 137.47 – 137.52 Mb Поиск по PubMed Искать[3] Искать[4]
Информация в Викиданных
Смотреть (человек) Смотреть (мышь)

Щелочная фосфатаза, ткань-неспецифический изозим — фермент, который у человека кодируется геном ALPL[5][6]. Длина полипептидной цепи белка составляет 524 аминокислот, а молекулярная масса — 57 305[7].

Кодируемый геном белок по функции относится к гидролаз. Белок имеет сайт связывания с ионами металлов, ионом цинка, ионом магния. Локализован в клеточной мембране.

Функция

Существует по крайней мере четыре различных, но связанных между собой щелочных фосфатазы: кишечная, плацентарная, плацентарноподобная и ткань-неспецифическая (печени/костей/почек). Первые три расположены вместе на хромосоме 2, тогда как ткань-неспецифическая форма расположена на хромосоме 1. Продукт этого гена представляет собой связанный с мембраной гликозилированный фермент, который не экспрессируется в какой-либо конкретной ткани и поэтому называется ткань-неспецифической формой фермента. Точная физиологическая функция щелочных фосфатаз неизвестна. Предполагаемая функция этой формы фермента — минерализация матрикса. Однако у мышей, у которых отсутствует функциональная форма этого фермента, наблюдается нормальное развитие скелета[8].

Клиническое значение

Гипофосфатазия

Этот фермент был напрямую связан с заболеванием, известным как гипофосфатазия, она характеризуется гиперкальциемией и включает дефекты скелета. Однако характер этого расстройства может варьироваться в зависимости от конкретной мутации, поскольку это определяет возраст начала и тяжесть симптомов.

Тяжесть симптомов варьируется от преждевременной потери временных зубов без костных аномалий до мертворождения[9] в зависимости от того, какая аминокислота[10][11] изменена в гене ALPL. Мутации в гене ALPL приводят к различным снижениям активности фермента ткань-неспецифической щелочной фосфатазы (TNSALP), что приводит к гипофосфатазии (HPP)[12]. Существуют различные клинические формы HPP, которые могут быть унаследованы по аутосомно-рецессивному признаку или аутосомно-доминантному признаку[9] первый из которых вызывает более тяжелые формы заболевания. Щелочная фосфатаза способствует минерализации кальция и фосфора костями и зубами[12]. Мутация гена ALPL приводит к недостаточному количеству фермента TNSALP и позволяет накапливать химические вещества, такие как неорганический пирофосфат[12] что косвенно вызывает повышение уровня кальция в организме и отсутствие кальцификации костей.

Мутация E174K, при которой глицин превращается в аминокислоту аланин в 571-м положении соответствующей полипептидной цепи, является результатом наследственной мутации, которая произошла у кавказцев и показывает легкую форму HPP[9].

Гиперфосфатазия

Мутации генов, нарушающие правильную сборку и позиционирование ГФИ-якоря, приводят к развитию синдрома Мабри, также известного под названием "синдром гиперфосфатазии с умственной отсталостью". По состоянию на 2020 год было известно шесть генов, мутации которых приводят к развитию этого состояния, при котором наблюдается устойчивое повышение уровней щелочной фосфатазы в крови.[13]

См. также

• Щелочная фосфатаза
• Кислая фосфатаза
• Гипофосфатазия

Примечания

1. GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000162551 - Ensembl, May 2017
2. GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000028766 - Ensembl, May 2017
3. Ссылка на публикацию человека на PubMed:  (неопр.) Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
4. Ссылка на публикацию мыши на PubMed:  (неопр.) Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
5. "Isolation and characterization of a cDNA encoding a human liver/bone/kidney-type alkaline phosphatase". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 83 (19): 7182–6. October 1986. doi:10.1073/pnas.83.19.7182. PMID 3532105.
6. "Mapping of the gene coding for the human liver/bone/kidney isozyme of alkaline phosphatase to chromosome 1". Annals of Human Genetics. 50 (Pt 3): 229–35. July 1986. doi:10.1111/j.1469-1809.1986.tb01043.x. PMID 3446011.
7. UniProt, P05186 (англ.). Дата обращения: 25 августа 2017. Архивировано 8 августа 2017 года.
8. Entrez Gene: ALPL alkaline phosphatase, liver/bone/kidney  (неопр.). Дата обращения: 15 августа 2021. Архивировано 6 марта 2010 года.
9. "Evidence of a founder effect for the tissue-nonspecific alkaline phosphatase (TNSALP) gene E174K mutation in hypophosphatasia patients". European Journal of Human Genetics. 10 (10): 666–8. October 2002. doi:10.1038/sj.ejhg.5200857. PMID 12357339.
10. "Aberrant interchain disulfide bridge of tissue-nonspecific alkaline phosphatase with an Arg433→Cys substitution associated with severe hypophosphatasia". The FEBS Journal. 273 (24): 5612–24. December 2006. doi:10.1093/oxfordjournals.jbchem.a022032. PMID 17212778.
11. "Tissue-nonspecific alkaline phosphatase with an Asp(289)→Val mutation fails to reach the cell surface and undergoes proteasome-mediated degradation". Journal of Biochemistry. 134 (1): 63–70. July 2003. doi:10.1093/jb/mvg114. PMID 12944372.
12. "Alkaline phosphatase knock-out mice recapitulate the metabolic and skeletal defects of infantile hypophosphatasia". Journal of Bone and Mineral Research. 14 (12): 2015–26. December 1999. doi:10.1359/jbmr.1999.14.12.2015. PMID 10620060.
13. Wu T, Yin F, Guang S, He F, Yang L, Peng J (May 2020). "The Glycosylphosphatidylinositol biosynthesis pathway in human diseases". Orphanet Journal of Rare Diseases. 15 (1): 129. doi:10.1186/s13023-020-01401-z. PMC 7254680. PMID 32466763.

Дальнейшее чтение

 

• Mornet E (2000). "Hypophosphatasia: the mutations in the tissue-nonspecific alkaline phosphatase gene". Human Mutation. 15 (4): 309–15. doi:10.1002/(SICI)1098-1004(200004)15:4<309::AID-HUMU2>3.0.CO;2-C. PMID 10737975.
• Khandwala HM, Mumm S, Whyte MP (2007). "Low serum alkaline phosphatase activity and pathologic fracture: case report and brief review of hypophosphatasia diagnosed in adulthood". Endocrine Practice. 12 (6): 676–81. doi:10.4158/ep.12.6.676. PMID 17229666.
• Nye KE, Riley GA, Pinching AJ (July 1992). "The defect seen in the phosphatidylinositol hydrolysis pathway in HIV-infected lymphocytes and lymphoblastoid cells is due to inhibition of the inositol 1,4,5-trisphosphate 1,3,4,5-tetrakisphosphate 5-phosphomonoesterase". Clinical and Experimental Immunology. 89 (1): 89–93. doi:10.1111/j.1365-2249.1992.tb06883.x. PMC 1554388. PMID 1321014.
• Henthorn PS, Raducha M, Fedde KN, Lafferty MA, Whyte MP (October 1992). "Different missense mutations at the tissue-nonspecific alkaline phosphatase gene locus in autosomal recessively inherited forms of mild and severe hypophosphatasia". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 89 (20): 9924–8. doi:10.1073/pnas.89.20.9924. PMC 50246. PMID 1409720.
• Nishihara Y, Hayashi Y, Adachi T, Koyama I, Stigbrand T, Hirano K (December 1992). "Chemical nature of intestinal-type alkaline phosphatase in human kidney". Clinical Chemistry. 38 (12): 2539–42. doi:10.1093/clinchem/38.12.2539. PMID 1458595.
• Fedde KN, Whyte MP (November 1990). "Alkaline phosphatase (tissue-nonspecific isoenzyme) is a phosphoethanolamine and pyridoxal-5'-phosphate ectophosphatase: normal and hypophosphatasia fibroblast study". American Journal of Human Genetics. 47 (5): 767–75. PMC 1683690. PMID 2220817.
• Kishi F, Matsuura S, Kajii T (March 1989). "Nucleotide sequence of the human liver-type alkaline phosphatase cDNA". Nucleic Acids Research. 17 (5): 2129. doi:10.1093/nar/17.5.2129. PMC 317555. PMID 2928120.
• Weiss MJ, Ray K, Henthorn PS, Lamb B, Kadesch T, Harris H (August 1988). "Structure of the human liver/bone/kidney alkaline phosphatase gene". The Journal of Biological Chemistry. 263 (24): 12002–10. doi:10.1016/S0021-9258(18)37885-2. PMID 3165380.
• Weiss MJ, Cole DE, Ray K, Whyte MP, Lafferty MA, Mulivor RA, Harris H (October 1988). "A missense mutation in the human liver/bone/kidney alkaline phosphatase gene causing a lethal form of hypophosphatasia". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 85 (20): 7666–9. doi:10.1073/pnas.85.20.7666. PMC 282253. PMID 3174660.
• Smith M, Weiss MJ, Griffin CA, Murray JC, Buetow KH, Emanuel BS, Henthorn PS, Harris H (February 1988). "Regional assignment of the gene for human liver/bone/kidney alkaline phosphatase to chromosome 1p36.1-p34". Genomics. 2 (2): 139–43. doi:10.1016/0888-7543(88)90095-X. PMID 3410475.
• Garattini E, Hua JC, Pan YC, Udenfriend S (March 1986). "Human liver alkaline phosphatase, purification and partial sequencing: homology with the placental isozyme". Archives of Biochemistry and Biophysics. 245 (2): 331–7. doi:10.1016/0003-9861(86)90223-7. PMID 3954357.
• Goldstein DJ, Blasco L, Harris H (July 1980). "Placental alkaline phosphatase in nonmalignant human cervix". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 77 (7): 4226–8. doi:10.1073/pnas.77.7.4226. PMC 349804. PMID 6933471.
• Sato N, Takahashi Y, Asano S (February 1994). "Preferential usage of the bone-type leader sequence for the transcripts of liver/bone/kidney-type alkaline phosphatase gene in neutrophilic granulocytes". Blood. 83 (4): 1093–101. doi:10.1182/blood.V83.4.1093.1093. PMID 7509208.
• Orimo H, Hayashi Z, Watanabe A, Hirayama T, Hirayama T, Shimada T (September 1994). "Novel missense and frameshift mutations in the tissue-nonspecific alkaline phosphatase gene in a Japanese patient with hypophosphatasia". Human Molecular Genetics. 3 (9): 1683–4. doi:10.1093/hmg/3.9.1683. PMID 7833929.
• Greenberg CR, Taylor CL, Haworth JC, Seargeant LE, Philipps S, Triggs-Raine B, Chodirker BN (July 1993). "A homoallelic Gly317-->Asp mutation in ALPL causes the perinatal (lethal) form of hypophosphatasia in Canadian mennonites". Genomics. 17 (1): 215–7. doi:10.1006/geno.1993.1305. PMID 8406453.
• Ozono K, Yamagata M, Michigami T, Nakajima S, Sakai N, Cai G, Satomura K, Yasui N, Okada S, Nakayama M (December 1996). "Identification of novel missense mutations (Phe310Leu and Gly439Arg) in a neonatal case of hypophosphatasia". The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism. 81 (12): 4458–61. doi:10.1210/jc.81.12.4458. PMID 8954059.
• Orimo H, Goseki-Sone M, Sato S, Shimada T (June 1997). "Detection of deletion 1154-1156 hypophosphatasia mutation using TNSALP exon amplification". Genomics. 42 (2): 364–6. doi:10.1006/geno.1997.4733. PMID 9192863.
• Sugimoto N, Iwamoto S, Hoshino Y, Kajii E (1998). "A novel missense mutation of the tissue-nonspecific alkaline phosphatase gene detected in a patient with hypophosphatasia". Journal of Human Genetics. 43 (3): 160–4. doi:10.1007/s100380050061. PMID 9747027.