Flera epidermala tillväxtfaktorliknande domäner 8

D1k3ia3 Structural Domain.png
MEGF8-
identifierare
, C19orf49, CRPT2, EGFL4, SBP1, flera epidermala tillväxtfaktorliknande domäner 8, flera EGF-liknande domäner 8
externa ID:n
Ortologer
Arter Mänsklig Mus
Entrez
Ensembl
UniProt
RefSeq (mRNA)

RefSeq (protein)

Plats (UCSC)
PubMed -sökning
Wikidata
Visa/redigera människa Visa/redigera mus

Megf8, även känd som Multiple Epidermal Growth Factor-like Domains 8 , är en proteinkodande gen som kodar för ett enkelpassagemembranprotein, känt för att delta i utvecklingsreglering och cellulär kommunikation. Den finns på kromosom 19 vid den 49:e öppna läsramen hos människor (19q13.2). Det finns två isoformkonstruktioner kända för MEGF8, som skiljer sig åt med en indel på 67 aminosyror. Isoform 2-splitsversionen (analyserad på den här sidan) är 2785 aminosyror lång och förutspås vara 296,6 kdal i massa. Isoform 1 består av 2845 aminosyror och förutspås väga 303,1 kdal. Med hjälp av BLAST- sökningar hittades ortologer främst i däggdjur, men MEGF8 är också bevarat i ryggradslösa djur och fiskar, och sällan i fåglar, reptiler och amfibier. En särskilt viktig paralog till flera epidermala tillväxtfaktorliknande domäner 8 är ATRNL1 (Attractin-like 1), som också är ett transmembranprotein med engångspassage, med flera av samma nyckelegenskaper och motiv som MEGF8, vilket indikeras av Simple Modular Architecture Research Tool (SMART) som drivs av European Molecular Biology Laboratory i Heidelberg, Tyskland. MEGF8 har förutspåtts vara en nyckelspelare i flera utvecklingsprocesser, såsom vänster-höger-mönster och lembildning. För närvarande har forskare funnit MEGF8 SNP-mutationer vara orsaken till Carpenters syndrom subtyp 2.

Gen

Evolution och ortologer

Ett ganska högkonserverat protein, MEGF8 har konserverat ortologer från P. paniscus till N. vectensis. Ortologer finns hos däggdjur, amfibier, fiskar, insekter, kräftdjur och ryggradslösa djur. Organisationen av data visade att allt eftersom skillnaden mellan människor och ortologer ökade, minskade sekvensidentiteten.

Tabell 1: MEGF8-ortologer
Genus/Art Organismens vanligt namn Tillträdesnummer Sekvensidentitet Sekvenslikhet Längd (AA)
Paniscus Pygmé schimpans XP_003811808 99 % 99 % 2778
Bos Mutus Jak XP_005909034 79 % 82 % 2842
Orcinius Orca Späckhuggare XP_004271289 93 % 94 % 2789
Trichechus manatus latirostris Florida Manatee XP_004388865 88 % 89 % 2708
Leptonychotes weddellii Weddell Seal XP_006748348 91 % 92 % 2068
Rattus norvegicus Råtta NP_446080.1 88 % 89 % 2789
Mus musculus Mus NP_001153872.1 89 % 90 % 2789
Ophiophagus hannah kung Kobra ETE71721 63 % 70 % 404
Alligator mississippiensis Amerikansk Alligator XP_006273703 63 % 71 % 2793
Alligator sinensis Kinesisk alligator XP_006038171 67 % 75 % 2465
Xenopus tropicalis Västerländsk klös groda XP_002936442 56 % 67 % 2730
Neolamprologus brichardi Afrikansk ciklider XP_006808273 55 % 67 % 2813
Danio rerio Zebra fisk XP_005158088 54 % 66 % 2870
IIctalurus punctatus Kanal havskatt AHI50432 54 % 77 % 2875
Oryzias latipes Japansk risfisk XP_004078282 54 % 67 % 2952
Apis mellifera Western honungsbi XP_006568067 31 % 45 % 2913
Ceratitis capitata Medelhavets fruktfluga JAB95791 32 % 45 % 2959
Daphnia pulex Vanlig vattenloppa EFX84934 35 % 48 % 2888
Strongylocentrotus purpuratus Lila sjöborre XP_789561 37 % 51 % 194
Nematostella vectensis Starlet sjöanemon XP_001635521 38 % 51 % 2534

Paraloger

MEGF8 har en känd paralog: ATRNL1. ATRNL1-proteinet är ungefär halva längden av MEGF8 och innehåller flera av samma konserverade domäner, inklusive CUB-domänen och transmembransekvensen. Det är viktigt att notera att ATRNL1 finns i många fåglar och amfibier, där MEGF8 inte finns i några fåglar, och endast en amfibie.

Initiativtagare

Genomatix's ElDorado ( http://www.genomatix.de/ ), en genpromotordatabas, förutspådde tio olika möjliga promotorer för megf8. Promotorn med promotor-ID-nummer GXP_1262882 och transkript-ID GXT_22531930 förutspåddes med högsta tillförsikt. Denna promotor är belägen på plussträngen av kromosom 19, från nukleotid 42829077 till 42830497, vilket gör den till en 1421 nukleotider lång sekvens. Promotorsekvensen överlappar med det transkriptionella startkodonet i genen.

Transkriptionsfaktorer

Mer än hundra transkriptionsfaktorbindningsställen förutspåddes hittas i megf8- promotorregionen genom Genomatix. De tjugo mest säkert förutspådda faktorerna inkluderar följande:

  • Ccaat/Enhancer Binding Protein
  • TATA-bindande proteinfaktor för ryggradsdjur
  • CCAAT bindande faktorer
  • Aktivator-, mediator- och TBP-beroende kärnpromotorelement för RNA-polymeras II-transkription från TATA-lösa promotorer
  • Chorionspecifika transkriptionsfaktorer med en GCM-DNA-bindande domän
  • Signalgivare och aktivator för transkription
  • Värmechockfaktorer (2 platser)
  • GC-Boxfaktorer SP1/GC
  • Östrogensvarselement
  • KRAB-domän zinkfingerprotein 57
  • Neuronspecifik luktfaktor (2 platser)
  • Nukleär andningsfaktor 1
  • RXR-heterodimerbindningsställen
  • GATA bindningsfaktorer
  • Nukleär receptor underfamilj 2 faktorer
  • Oktamerbindande protein
  • EGR/nervtillväxtfaktorinducerad protein C & relaterade faktorer
  • Neuronbegränsande ljuddämparfaktor

Proteinarkitektur

Primär struktur

MEGF8 består av antingen 2845 aminosyror (Isoform 1) eller 2778 aminosyror (Isoform 2). Isoform 2 genomgår ett avlägsnande av 67 aminosyror från 700-766, vilket står för dess förkortade längd; annars är de två isoformerna identiska. Med hjälp av SAPS, en programvara för statistisk analys av proteinsekvenser, kunde aminosyrabias bestämmas. Isoform ett är rikt på cystein och glycin och har brist på isoleucin och lysin. Isoform 2 av MEGF8 visade sig ha mycket höga nivåer av cystein, måttligt höga nivåer av glycin och låga nivåer av isoleucin och lysin. De höga nivåerna av cysteinrester bidrar till de många disulfidbindningarna som finns i det mogna proteinets veckade struktur. Totalt sett har MEGF8 ett pH mellan 6,4 och 7,0, beroende på organismens sekvens. Human MEGF8s pH är 6,4. Detta nästan neutrala pH gör att proteinet kan vikas ordentligt och hämmar denaturering. De tjugo mest konserverade aminosyrorna, som hittats genom en multipelsekvensinriktning av 20 ortologer, visade sig vara lokaliserade i CUB- och transmembrandomänerna.

Sekundär struktur

Prediktionsmjukvaran PELE från UCSC Biology Workbench indikerade att MEGF8 huvudsakligen består av betavikta ark, med enstaka korta alfahelixsegment. PELE använder åtta olika förutsägelseprogram för att jämföra och bekräfta förutsägelser, vilket ökar konfidensnivån. De beta-vikta arken förekommer vid många av nyckeldomänerna, inklusive EGF-domänerna, kelch-domänerna och EGF-laminindomänerna. Denna information från PELE överensstämde också med den sekundära strukturen och 3D-strukturförutsägelser som gjorts av PHYRE2

Förutspådda nyckeldomäner och funktioner

MEGF8 förutspås innehålla flera olika typer av egenskaper, domäner och motiv som spelar en nyckelroll i proteinets funktion, struktur och plats. Dessa listas i tabell 1. Funktioner som hittats genom SMART-analys, såväl som NCBI Conserved Domains Search inkluderar:

  • CUB-domän : extracellulär domän: finns i proteiner som oftast är kända för att vara involverade i utveckling.
  • Epidermal Growth Factor Domain: en kort peptid med ett distinkt motiv av sex cysteiner, som finns i många olika proteiner med olika funktioner
  • EGF-liknande domän : innehåller flera underfamiljer av olika funktioner beroende på plats och protein; inte specificerat för MEGF8.
  • Kalcium -EGF-liknande domän : Kalciumbindande EGF-liknande domän, närvarande i ett stort antal membranbundna och extracellulära (mest animaliska) proteiner. Många av dessa proteiner kräver kalcium för sin biologiska funktion och kalciumbindningsställen har visat sig vara belägna vid N-terminalen av särskilda EGF-liknande domäner.
  • Kelch-motiv : Galaktosoxidas, central domän; Befanns orsaka bildning av ß propeller tertiär struktur av proteinet.
  • Leucin Zipper : Ett motiv som finns i regulatoriska proteiner, som förutspåtts av PSORT II
  • Laminin EGF-liknande domän : lamininer är de huvudsakliga icke-kollagena komponenterna i basalmembran som förmedlar cellvidhäftning, tillväxtmigrering och differentiering; den epidermala tillväxtfaktorliknande modulen av laminintyp förekommer i tandemuppsättningar; domänen innehåller 4 disulfidbindningar (slingor ad) de första tre liknar epidermal tillväxtfaktor (EGF).
  • PSI-domän: domän som finns i plexiner , semaforiner och integriner . Plexin är involverade i utvecklingen av neurala och epiteliala vävnader; semaforiner inducerar kollaps och förlamning av neuronala tillväxtkoner; och integriner kan förmedla adhesiva eller migrerande funktioner hos epitelceller.

Förutspådda domän- och motivplatser

Tabell 2: Förutspådda nyckelegenskaper, domäner och motiv hittade i MEGF8 mänskligt protein
hittat genom användning av Simple Modular Architecture Research Tool för den mänskliga MEGF8-sekvensen, med NCBI-accessionsnummer BAA32469.2.
Funktion, domän eller motivnamn Nummer i MEGF8 Aminosyra platsintervall (1-2785)
Signalpeptid 1 1-34
CUB-domän 1 40-147
Domän för epidermal tillväxtfaktor (EGF). 6 148-177; 180-210; 1057-1100; 2121-2160; 2162-2190; 2200-2240
D1k3ia strukturell domän 2 233-550; 1449-1801
Kelch Upprepa 9 241-276; 340-388; 454-504; 519-575; 1450-1492; 1505-1552; 1724-1764; 1780-1820; 2239-2255
Leucin blixtlåsmönster 1 1698-1719
PSI-domän 6 787-839; 889-931; 945-1013; 1864-1919; 2008-2058; 2060-2117
EGF_Ca-domän 1 1014-1055
EGF_Like Domain 4 1103-1148; 1346-1485; 2244-2317; 2320-2381
EGF_LAM-domän 1 1151-1199
Transmembranregion 1 2588-2610
Skalad karta över MEGF8 Funktioner längs protein
Human ATRNL1 (Paralog to MEGF8) Protein Feature Map

Tertiär struktur

En av nyckelattributen för MEGF8s tertiära struktur är dess 7-bladiga betapropeller som bildas av kelch-motivet som finns i dess D1k3ia3 strukturella domän, som identifierades av SCOP . SCOP indikerade också att beta-propellern i MEGF8 är en medlem av galaktosoxidas superfamiljen. Vart och ett av de sju bladen består av fyra strängade beta-vikta motiv. Det är också viktigt att notera att även om många fosforyleringsställen förutsägs med hög konfidens, stöder flera andra topografiska förutsägelser (dvs. disulfidbindningar, glykosylering, andra extracellulära egenskaper) inte dessa förutsägelser.

Förutspådda postöversättningsändringar

Tabell 3: Nyckelförutsagda posttranslationsmodifieringar som hittades i MEGF8 humant protein
Funktion Antal förutspått i MEGF8 Aminosyra platsintervall (1-2785) Källa
Cystein involverat i disulfidbindning 99+ möjliga webbplatser - DISULFIND & UniProt
SUMOylering 3 (säkert) K886; K1681; K1737 SUMOplot
Fosforylering 116 - NetPhos
Interna upprepningar 1 CQCNGH 1144-1149 & 2313-2318 SAPS
N-länkad glykosylering 20 56; 223; 267; 427; 699; 749; 968; 987; 1054; 1140; 1210; 1539; 1908; 1929; 2006; 2153; 2168; 2340; 2778 NetNGlyc
Signalpeptidklyvning 1 mellan aminosyrorna 34 och 35 SignalP
Hydrofob domän 1 2588-2610 SAPS
Extracellulär domän 1 1-2587 Phobius
Transmembranregion 1 2588-2610 Phobius, SAPS, SMART
Intracellulär domän 1 2611-2785 Phobius, SMART

Uttryck

MEGF8 har visat sig uttryckas i höga nivåer i hjärtmyocyter och fostrets hjärnvävnad, enligt GeoProfiles, från NCBI . Denna GeoProfil indikerade också att MEGF8 visade sig ha måttligt till måttligt låga uttrycksnivåer i alla andra undersökta vävnader. NCBI GeoProfile-data gav också vävnadsuttrycksgrafen för MEGF8 hos människor, som visas till höger, vilket ytterligare illustrerar specifika platser och uttrycksnivåer

NCBI GeoProfile för MEGF8-vävnadsuttryck hos människor

Funktion och mekanismer i cellulära processer

Molekylär funktion

Enligt BioGPS-genontologiinformation är MEGF8 en aktiv deltagare i receptoraktivitet, kalciumjonbindning, proteinbindning.

Roll i biologiska processer

Analys av genontologiinformation av BioGPS kunde producera en lista över biologiska processer i var och en av vilka MEGF8 spelar en betydande roll:

  • embryonal hjärtrörsmorfogenes (GO:0003143)
  • reglering av genuttryck (GO:0010468)
  • embryonal lem morfogenes (GO:0030326)
  • BMP-signalväg (GO:0030509)
  • lem morfogenes (GO:0035108)
  • cellmigration involverad i gastrulation (GO:0042074)
  • embryonala skelettsystemets morfogenes (GO:0048704)
  • positiv reglering av axonförlängning involverad i axonvägledning (GO:0048842)
  • epiboli involverad i gastrulation med munnen som andra (GO:0055113)
  • embryonalt hjärtrör vänster/höger mönsterbildning (GO:0060971)
  • vänster/höger mönsterbildning (GO:0060972)
  • bestämning av hjärtats vänster/höger-asymmetri (GO:0061371)
  • bestämning av asymmetri vänster/höger i matsmältningskanalen (GO:0071907)
  • kraniofacial suturmorfogenes (GO:0097094)
  • fascikulation av sensoriska neurons axon (GO:0097155)

Förmodade interaktioner

I tabellen nedan stöds alla förutsagda interaktioner, förutom SMARCD3, av experimentella data med två hybrider. Denna information stöds av både NextProt-databasen och IntAct-databasen. De två interaktionerna med det högsta konfidensvärdet stöds också av material som hittats genom text-mining i STRING. Tillsammans är det med någorlunda hög säkerhet som proteinerna i rött interagerar med MEGF8, och med måttlig tillförsikt som proteinerna i grönt interagerar med MEGF8. Konfidensnivån för proteinerna i blått är mycket lägre, vilket kan betyda att tvåhybridanalysen gav en falsk positiv, eller att de faktiskt interagerar.

Tabell 4: Förmodade proteininteraktioner med human MEGF8
Förutspått interagerande protein Förtroende Plats Beskrivning Experimentell/textstöd Fungera Källa
GFI1B Konf.: 0,866 Finns i Endothelial & Erythroid GFI1B är en tillväxtfaktoroberoende 1B-transkriptionsrepressor Tvåhybrid (IntAct) Textmining (STRING/OMIM) Essentiell proto-onkogen transkriptionell regulator; Transkriptionsrepressor eller aktivator beroende på både promotor- och celltypskontext; undertrycker promotoraktiviteten hos SOCS1 och SOCS3 och kan därför reglera cytokinsignaleringsvägar. IntAct, STRING, NextProt
ATN1 Konf.: 0,538 Överallt Atrofin 1 ( ATN1 ) Två hybridanalys Transkriptionell corepressor. Rekryterar NR2E1 för att undertrycka transkription. Främjar migration och orientering av vaskulära glatta celler (VSMC). Intact, STRING
ATXN7 Konf.: 0,510 Mod-hög överallt Apinocerebellär ataxi typ 7 protein ( ATXN7 ) Två hybrider, Pull-Down Fungerar som en komponent i STAGA-transkriptionskoaktivator-HAT-komplexet. Förmedlar interaktionen av STAGA-komplex med CRX och är involverad i CRX-beroende genaktivering. Nödvändigt för stabilisering av mikrotubuli cytoskelett Int Act, NextProt
CACNA1A Konf.: 0,510 Vissa hjärnvävnader Kalciumkanal, spänningsberoende, P/Q-typ, Alpha 1A-underenhet ( Cav2.1 ) Två hybridanalys, Pull-Down Förmedlar inträde av kalciumjoner i exciterbara celler och är också involverade i en mängd olika kalciumberoende processer, inklusive muskelkontraktion, hormon- eller neurotransmittorfrisättning, genuttryck, cellmotilitet, celldelning och celldöd. IntAct, NextProt
SMARCD3 Konf.: 0,778 Hög överallt SWI/SNF-relaterad, matrisassocierad, aktinberoende regulator av kromatin, underfamilj d, medlem ( SMARCD3 ) Textmining (OMIM-artikel för SMARCS3) Spelar en roll i ATP-beroende nukleosomremodellering av SMARCA4-innehållande komplex. Stimulerar nukleär receptormedierad transkription STRÄNG
FIHB1 Konf.: 0,370 Två hybridpooler Okarakteriserad IntAct, NextProt
Y3542 Konf.: 0,370 (Q8CKF8 i UniProtKB) Två hybridpooler Okarakteriserad IntAct, NextProt
Stäv Konf.: 0,370 Två hybridpooler Okarakteriserad IntAct, NextProt

Alternativ skarvning, mutationer och fenotypiska effekter

Splitsvarianter

De fyra primära skarvvarianterna och deras distinktioner beskrivs nedan (etiketter motsvarar dem på bilden nedan):

A: har skarvat ut Exon 13. När man tittar på den bifogade fungerande konceptuella översättningen kan det ses att exon 3 inte kodar för någon egenskap, domän, motiv eller annan funktionell sektion av aa, och är därför troligen inte nyckeln till funktionen av MEGF8-protein. Detta är varianten som motsvarar skarvmodellen av den analyserade megf8.

B: Splitsade exoner 1-6; dessa exoner har flera nyckeldomäner och motiv inklusive CUB-domänen, två PSI-domäner, en D1k3ia3 strukturell domän och en kelch-repetition. Detta kan resultera i ett felveckat protein utan de strukturella segmenten och hämma deltagande i utvecklingshändelser (förlust av PSI och CUB). Har fortfarande signal och TMEM så kanske fortfarande kan fungera delvis

C: en del av D1k3ia3-strukturdomänen finns kvar i exon 29, men kelchupprepningen har tagits bort, vilket kan leda till strukturella problem. Även denna variant innehåller nästan 3 PSI-domäner och ett område med låg komplexitet i exonerna 32-35, vilket kan tillåta denna variant att fungera i cellen, men ingen signal eller TMEM att placera i membranet så inte en normal funktion

D: Denna variant är exon 36-40, exciderad 41 och en förkortad 42 exon. Den har EGF-kalciumdomäner och EGF/EGF-liknande domäner. Förlust av 41 kommer att drastiskt förändra funktionen eftersom den har TMEM-segmentet. Det beror på var 41 går förlorad och 42 är klyvd.

Detta diagram från AceView visar de olika formerna av MEGF8 som produceras genom alternativ skarvning

Vanliga mutationer

SNP:er

Det finns flera SNPs, hittade genom NCBI GeneView, som orsakar missense eller tysta mutationer i MEGF8. Tre SNP-mutationer identifierades emellertid som orsaker till Carpenters syndrom 2 av Twigg et al. De tre SNP-mutationerna är: Gly199 till Arg; Arg1499 till His; Ser2367 till Gly. Artikeln av Twigg inkluderar en kompletterande datamängd som visar en multipelsekvensinriktning av regionerna som omger SNP och domänen där SNP ligger. Gly199 till Arg-mutationen är belägen inuti en EGF-domän; Arg1499 till His-mutationen är belägen inom en kelch-domän i den 7-bladiga beta-arkpropellern; Ser2367 till Gly är belägen inom en EGF-Laminin-domän. Dessa domäner är viktiga för att bibehålla ett korrekt veckat protein och dess funktion.

Carpenters syndrom 2

Besök Carpenters syndrom för mer omfattande information relaterade till sjukdomen. Genetiska mutationer i MEGF8 har visat sig vara en huvudorsak till detta sällsynta genetiska syndrom.

Skadliga fenotypiska konsekvenser

Mutationer i MEGF8 har visat sig vara kopplade till defekt lateralisering under utveckling, som rapporterats av Twigg et al. Vanliga egenskaper hos personer med Carpenters syndrom subtyp II inkluderar följande:

Nuvarande forskning

Det görs ingen forskning för närvarande för att utveckla behandling eller botemedel mot Carpenters syndrom 2. Forskare strävar fortfarande efter att förstå orsaken till punktmutationerna i MEGF8 som resulterar i denna extremt sällsynta genetiska sjukdom.

Vidare läsning

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Multiple_Epidermal_Growth_Factor-like_Domains_8&oldid=1139304487 "