Stanniocalcin

Stanniocalcin (ursprungligen kallat hypocalcin eller teleocalcin eller parathyrin ) är en familj av hormoner som reglerar kalcium- och fosfatbalansen i kroppen. Det första stanniocalcinet som upptäcktes var från fisk och identifierades som den huvudsakliga kalciumreducerande ( hypokalcemiska ) faktorn. Den isolerades från speciella organ i fisk som kallas kroppar av Stannius , därav namnet stanniocalcin. Kemiskt sett är stanniocalciner glykosylerade proteiner (dvs proteiner som innehåller kolhydrater eller glykoproteiner ) med en molekylmassa på 50 kDa . De finns i molekylpar ( homodimerer ) och är sammanfogade genom disulfidbindning . Stanniocalciner består av cirka 250 aminosyror.

Upptäckt

År 1839 upptäckte den tyske anatomen Hermann Friedrich Stannius ett par nya strukturer inuti störens och benfiskarnas njurar. Han trodde att de var en sorts binjure (finns hos däggdjur) hos dessa fiskar. År 1896 visade den franske fysiologen A. Petit att avlägsnande av en av strukturerna ledde till degeneration av den andra. Han föreslog att dessa strukturer var endokrina organ. 1908 var den italienske zoologen Ercole Giacomini den första som beskrev att dessa strukturer endast fanns hos fiskar som saknar bisköldkörtel . Han särskiljde och kallade dem "posterior interrenal" från den främre delen av njuren, som han kallade "anterior interrenal". En fransk fysiolog M. Fontaine rapporterade att blodkropparna var ansvariga för att kontrollera kalciumnivån i blodet. År 1971 visade Peter KT Pang från Yale University i hanen av killifish , Fundulus heteroclitus , att blodkropparna styr kalciummetabolismen. Han fann att avlägsnande av blodkroppen ledde till utveckling av njursten och ökning av serumkalciumnivån. I mitten av 1970-talet bekräftades det att blodkropparna utsöndrar en faktor som kan minska kalciumnivån, liknande kalcitonin men helt annorlunda. och Pang gav det blivande namnet "hypocalcin". Den kemiska föreningen isolerades 1986 från sockeye lax ( Oncorhynchus nerka ), och eftersom den var från en teleost kallades den "teleocalcin". En bättre isolering rapporterades 1988 från olika arter, inklusive europeisk ål, tilapia, guldfisk och karp. Man insåg att både hypocalcin och teleocalcin är samma. Det visades slutgiltigt att den isolerade föreningen var den faktor som minskar kalciumnivån hos dessa fiskar. År 1990 löste sig den exakta kemiska sammansättningen och biosynteskriget, och fick namnet "stanniocalcin" eftersom det visade sig vara uteslutande producerat av Stannius kroppar. Den fullständiga aminosyrasekvensen beskrevs 1995.

Strukturera

Stanniocalcin är ett glykoprotein som finns i en homodimer, dvs två liknande peptidmolekyler kombinerade. Varje enskild molekyl består av 179 aminosyror. Peptidsekvensen kännetecknas av närvaron av 11 halv-Cys-rester och ett N-kopplat glykosyleringsställe . Den faktiska aminosyrasekvensen och den totala längden skiljer sig åt mellan arterna, därav molekylvikten. Hos de flesta arter är den 54 kDa stor. Medan det bara är 44 kDa i atlantlax . Hos chum lax är homodimeren förenad med en enkel intermonomer disulfidbindning vid Cys169. Varje monomer innehåller i sin tur fem intramonomera disulfidbindningar bildade mellan Cys12-Cys26, Cys21-Cys41, Cys32-Cys81, Cys65-Cys95 och Cys102-Cys137. Dess syntes regleras av uttrycket av STC (stannioklacin) mRNA. STC-mRNA-sekvensen varierar från art till art. Till exempel, hos lax är den ungefär 2 kilobaser lång och kodar för en primär translationsprodukt av 256 aminosyror. De första 33 resterna utgör pre-pro-regionen (inaktiv form) av hormonet, medan de återstående 223 resterna utgör den mogna formen av hormonet. En N-länkad konsensussekvens för glykosylering identifierades i den proteinkodande regionen såväl som ett udda antal halva cysteinrester, av vilka den senare skulle möjliggöra bindning mellan kedjor eller dimerisering av monomera subenheter.

Fungera

Hos benfiskar är stanniocalcin det huvudsakliga hormonet som reglerar kalciumnivån. Även om andra kalciumminskande hormon, kalcitonin, också är närvarande, kräver dessa fiskar ett mer effektivt hormon eftersom kalcium snabbt kommer in i deras blod genom deras gälar och tarmvägg. Därför är målställena för stanniocalsin gäl och tarm, där upptag (absorption) av kalcium direkt hämmas. Ökning av serumkalcium utlöser frisättningen av stanniocalcin. Till skillnad från kalcitonin reglerar det också fosfatnivån. Det hämmar utsöndringen av fosfat från njurarna.

Variation hos andra djur

Stanniocalcin upptäcktes också hos däggdjur. Hos däggdjur finns det två variantformer, STC1, som i grunden liknar fiskstanniocalcin, och STC2, som är mer olika i struktur och funktion. Hos ryggradslösa djur sötvatteniglar innehålla hormonet. Hos blodiglar produceras det i fettcellerna ( adipocyter ).

STC1

STC1 upptäcktes 1995 från mänsklig njure. Det visades att humant njurextrakt producerade samma kalciumhämmande verkan när det injicerades i en fisk. Genen som producerar STC1 , STC1 är lokaliserad i den korta armen av human kromosom 8 (position p21.2). STC1-mRNA bildas i hjärta, lunga, lever, binjure, prostata och äggstock, vilket indikerar att dessa är syntesställena. Äggstocken innehåller den högsta nivån av STC1 mRNA. Fiskstanniocalcin och däggdjurs STC1 är nära besläktade och är ungefär 50% lika i sin struktur. De är båda ansvariga för kalcium- och fosfatbalansen. Hos däggdjur är den dominerande funktionen av STC1 att aktivera fosfatreabsorption i tunntarmen och proximala tubuli i njuren.

STC2

STC2 upptäcktes från den mänskliga DNA-databasen. Hos människa produceras STC2 av STC2 -genen som är belägen i den långa armen av human kromosom 5 (position q35.1). Den skiljer sig mycket från STC1 och visar endast 34% likhet. STC2 mRNA finns i bukspottkörteln, njurarna, mjälten och skelettmusklerna.

Medicinsk betydelse

Däggdjursstanniocalciner är kända för att vara relaterade till cancerutveckling, såsom bröst- och äggstockscancer. I dessa cancerformer produceras både STC1 och STC2 för mycket. Deras placering i kromosomerna är platserna för gener för tumörbildning. Vid bröstcancer motsvarar de förhöjda hormonerna ökade östrogenreceptorer. Ökad STC1 är specifikt kopplad till andra cancertyper, inklusive leukemi, kolorektal cancer, karcinom och lungcancer. STC2 är relaterat till livmoderhalscancer och äggstockscancer.

externa länkar

• Media relaterade till Stanniocalcin på Wikimedia Commons