الرئيسيةعريقبحث

CA1 (جين)

جين من أنواع جينات الإنسان العاقل

☰ جدول المحتويات

الأنهيداز الكربونية 1هو إنزيم يتم ترميزه عند البشر بواسطة جين CA1.[1][2]

CA1
Protein CA1 PDB 1azm.png
التراكيب المتوفرة
بنك بيانات البروتينOrtholog search: PDBe RCSB
المعرفات
الأسماء المستعارة CA1, CA-I, CAB, Car1, HEL-S-11, carbonic anhydrase 1
معرفات خارجية الوراثة المندلية البشرية عبر الإنترنت 114800 MGI: MGI:88268 HomoloGene: 20414 GeneCards: 759
نمط التعبير عن الحمض النووي الريبوزي
PBB GE CA1 205950 s at fs.png

PBB GE CA1 205949 at fs.png
المزيد من بيانات التعبير المرجعية
أورثولوج
الأنواع الإنسان الفأر
أنتريه 759 12346
Ensembl ENSG00000133742 ENSMUSG00000027556
يونيبروت

P00915
E5RIF9

P13634

RefSeq (مرسال ر.ن.ا.)

‏NM_001128830، ‏NM_001128831، ‏NM_001164830، ‏NM_001291967، ‏NM_001291968، ‏NM_001738 NM_001128829، ‏NM_001128830، ‏NM_001128831، ‏NM_001164830، ‏NM_001291967، ‏NM_001291968، ‏NM_001738

‏NM_009799، ‏XM_011248137 NM_001083957، ‏NM_009799، ‏XM_011248137

RefSeq (بروتين)

‏NP_001122302، ‏NP_001122303، ‏NP_001158302، ‏NP_001278896، ‏NP_001278897، ‏NP_001729 NP_001122301، ‏NP_001122302، ‏NP_001122303، ‏NP_001158302، ‏NP_001278896، ‏NP_001278897، ‏NP_001729

‏NP_033929، ‏XP_011246439 NP_001077426، ‏NP_033929، ‏XP_011246439

الموقع (UCSC n/a Chr 3: 14.77 – 14.81 Mb
بحث ببمد [1] [2]
ويكي بيانات

أنهيدراز كربوني (CA) هي عائلة كبيرة من الانزيمات المعدنية الزنك التي تحفز الترطيب القابل للعكس لثنائي أكسيد الكربون. يشاركون في مجموعة متنوعة من العمليات البيولوجية، بما في ذلك التنفس الخلوي، والتكلس، وتوازن الحمض القاعدي، وارتشاف العظم، وتشكيل الفكاهة المائية، والسائل الدماغي الشوكي، واللعاب، والعصارة الهضمية.

تظهر تنوعًا واسعًا في توزيع الأنسجة وفي توطينها التحت خلوي. يرتبط CA1 ارتباطًا وثيقًا بجينات CA2 و CA3 على الكروموسوم 8، وهو يشفر بروتين عصاري خلوي يوجد على أعلى مستوى في كريات الدم الحمراء. تم وصف المتغيرات النصية لـ CA1 باستخدام polyA_sites البديلة في الأدبيات.[2]

بناء

يحتوي البروتين CA1 البشري على الموقع النشط N-terminus، وموقع ارتباط الزنك، وموقع ربط الركيزة.[3] يكشف التركيب البلوري لمركب الأنيون بيكربونات CA1 عن اثنتين من الروابط الهيدروجينية بين الزوج ثريونين-حمض الجلوتاميك وزوج Glu117-هستيدين119، وعلاقة P-H واحدة بين جزيء الماء وحلقة فينيل من بقايا تيروسين. يرتبط تثبيط المنتج من CA1 عبر الأنيكون بيكربونات إلى تغيير توطين البروتون على His119. لذلك يعتبر الرابطة Glu117-His119 H لتنظيم أيونات الزنك والقوة الملزمة من أنيون البيكربونات.[4]

آلية

إن التفاعل الذي يتم تحفيزه بواسطة CA1 هو نفسه مثل بروتينات عائلة الأنهيدراز الكربونية الأخرى:

(في الأنسجة - تركيز ثاني أكسيد الكربون العالي)[5]

يحتوي التفاعل المحفز CA1 على حركية ميكايليس و مينتين من 4.0 mM لـ CO2،[3][6] الجهد الأقصى للإنزيم من 2 × 105 s − 1، والكفاءة التحفيزية (Kcat / Km) من 5 × 107 M − 1s − 1 مقارنة إلى isuzymes أخرى من عائلة α-CA من anhydrases الكربونية. معدل الدوران والمعدل الحفاز CA1 ليست سوى حوالي 10 ٪ من CA2 (Kcat: 1.4 × 106 s − 1 Kcat / Km: 1.5 × 108 M − 1s − 1).[7]

وظيفة

ينتمي الأنهيدراز الكربونيك 1 إلى العائلة الفرعية α-CA ويتم توطينه في العصارة الخلوية لخلية الدم الحمراء، والسبيل الهضمي، والقلب وغيرها من الأعضاء أو الأنسجة.[8] يساهم النقل عبر الغشاء لبيكربونات كاليفورنيا المنتجة بشكل كبير في تنظيم أس هيدروجيني.[9]

في متغير الإنسان الذي ينشط فيه الزنك من CA1، ميشيغان فاريانت، تغيرت طفرة نقطية واحدة من 67 هستيدين إلى أرجنين في منطقة حرجة من الموقع النشط. هذا النوع من الزنك إنزيم بروتين فلزي، فريد من حيث أنه يمتلك نشاط استرياز الذي تم تعزيزه بشكل خاص بإضافة أيونات الزنك الحرة.[7]

تفاعلات

تبين أن CA1 يتفاعل مع:

تم تأكيد هذه التفاعلات باستخدام علم الخلايا الحية عالية الإنتاج.

مراجع

  1. Lowe N, Edwards YH, Edwards M, Butterworth PH (Aug 1991). "Physical mapping of the human carbonic anhydrase gene cluster on chromosome 8". Genomics. 10 (4): 882–8. doi:10.1016/0888-7543(91)90176-F. PMID 1916821.
  2. "Entrez Gene: CA1 carbonic anhydrase I". مؤرشف من الأصل في 07 ديسمبر 2019.
  3. "CA1 - Carbonic anhydrase 1 - Homo sapiens (Human) - CA1 gene & protein". www.uniprot.org. مؤرشف من الأصل في 27 يونيو 201823 مارس 2016.
  4. Kumar V, Kannan KK (Aug 1994). "Enzyme-substrate interactions. Structure of human carbonic anhydrase I complexed with bicarbonate". Journal of Molecular Biology. 241 (2): 226–32. doi:10.1006/jmbi.1994.1491. PMID 8057362.
  5. Carbonic acid has a pKa of around 6.36 (the exact value depends on the medium) so at pH 7 a small percentage of the bicarbonate is protonated. See حمض الكربونيك for details concerning the equilibria HCO−
    3     + H+ is in equilibrium with H2CO3 and H2CO3 is in equilibrium with CO2 + H2O
  6. Briganti F, Mangani S, Scozzafava A, Vernaglione G, Supuran CT (Oct 1999). "Carbonic anhydrase catalyzes cyanamide hydration to urea: is it mimicking the physiological reaction?". Journal of Biological Inorganic Chemistry. 4 (5): 528–36. doi:10.1007/s007750050375. PMID 10550681.
  7. Ferraroni M, Tilli S, Briganti F, Chegwidden WR, Supuran CT, Wiebauer KE, Tashian RE, Scozzafava A (May 2002). "Crystal structure of a zinc-activated variant of human carbonic anhydrase I, CA I Michigan 1: evidence for a second zinc binding site involving arginine coordination". Biochemistry. 41 (20): 6237–44. doi:10.1021/bi0120446. PMID 12009884.
  8. Torella D, Ellison GM, Torella M, Vicinanza C, Aquila I, Iaconetti C, Scalise M, Marino F, Henning BJ, Lewis FC, Gareri C, Lascar N, Cuda G, Salvatore T, Nappi G, Indolfi C, Torella R, Cozzolino D, Sasso FC (2014-01-01). "Carbonic anhydrase activation is associated with worsened pathological remodeling in human ischemic diabetic cardiomyopathy". Journal of the American Heart Association. 3 (2): e000434. doi:10.1161/JAHA.113.000434. PMC . PMID 24670789.
  9. Alvarez BV, Quon AL, Mullen J, Casey JR (2013-01-01). "Quantification of carbonic anhydrase gene expression in ventricle of hypertrophic and failing human heart". BMC Cardiovascular Disorders. 13: 2. doi:10.1186/1471-2261-13-2. PMC . PMID 23297731.
  10. Rolland T, Taşan M, Charloteaux B, Pevzner SJ, Zhong Q, Sahni N, et al. (Nov 2014). "A proteome-scale map of the human interactome network". Cell. 159 (5): 1212–26. doi:10.1016/j.cell.2014.10.050. PMC . PMID 25416956.
  11. Wang J, Huo K, Ma L, Tang L, Li D, Huang X, et al. (2011-01-01). "Toward an understanding of the protein interaction network of the human liver". Molecular Systems Biology. 7: 536. doi:10.1038/msb.2011.67. PMC . PMID 21988832.
  12. Vinayagam A, Stelzl U, Foulle R, Plassmann S, Zenkner M, Timm J, Assmus HE, Andrade-Navarro MA, Wanker EE (Sep 2011). "A directed protein interaction network for investigating intracellular signal transduction". Science Signaling. 4 (189): rs8. doi:10.1126/scisignal.2001699. PMID 21900206.

قراءات إضافية

  • Tashian RE, Carter ND (1977). "Biochemical genetics of carbonic anhydrase". Advances in Human Genetics. 7: 1–56. PMID 827930.
  • Sly WS, Hu PY (1995). "Human carbonic anhydrases and carbonic anhydrase deficiencies". Annual Review of Biochemistry. 64 (1): 375–401. doi:10.1146/annurev.bi.64.070195.002111. PMID 7574487.
  • Kendall AG, Tashian RE (Jul 1977). "Erythrocyte carbonic anhydrase I: inherited deficiency in humans". Science. 197 (4302): 471–2. doi:10.1126/science.406674. PMID 406674.
  • Kannan KK, Notstrand B, Fridborg K, Lövgren S, Ohlsson A, Petef M (Jan 1975). "Crystal structure of human erythrocyte carbonic anhydrase B. Three-dimensional structure at a nominal 2.2-A resolution". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 72 (1): 51–5. doi:10.1073/pnas.72.1.51. PMC . PMID 804171.
  • Dawson SJ, White LA (May 1992). "Treatment of Haemophilus aphrophilus endocarditis with ciprofloxacin". The Journal of Infection. 24 (3): 317–20. doi:10.1016/S0163-4453(05)80037-4. PMID 1602151.
  • Lowe N, Brady HJ, Barlow JH, Sowden JC, Edwards M, Butterworth PH (Sep 1990). "Structure and methylation patterns of the gene encoding human carbonic anhydrase I". Gene. 93 (2): 277–83. doi:10.1016/0378-1119(90)90236-K. PMID 2121614.
  • Noda Y, Sumitomo S, Hikosaka N, Mori M (Apr 1986). "Immunohistochemical observations on carbonic anhydrase I and II in human salivary glands and submandibular obstructive adenitis". Journal of Oral Pathology. 15 (4): 187–90. doi:10.1111/j.1600-0714.1986.tb00604.x. PMID 3088232.
  • Barlow JH, Lowe N, Edwards YH, Butterworth PH (Mar 1987). "Human carbonic anhydrase I cDNA". Nucleic Acids Research. 15 (5): 2386. doi:10.1093/nar/15.5.2386. PMC . PMID 3104879.
  • Edwards YH, Barlow JH, Konialis CP, Povey S, Butterworth PH (May 1986). "Assignment of the gene determining human carbonic anhydrase, CAI, to chromosome 8". Annals of Human Genetics. 50 (Pt 2): 123–9. doi:10.1111/j.1469-1809.1986.tb01030.x. PMID 3124707.
  • Lin KT, Deutsch HF (Apr 1974). "Human carbonic anhydrases. XII. The complete primary structure of the C isozyme". The Journal of Biological Chemistry. 249 (8): 2329–37. PMID 4207120.
  • Giraud N, Marriq C, Laurent-Tabusse G (1975). "[Primary structure of human B erythrocyte carbonic anhydrase. 3. Sequence of CNBr fragment I and III (residues 149-260)]". Biochimie. 56 (8): 1031–43. doi:10.1016/S0300-9084(74)80093-3. PMID 4217196.
  • Andersson B, Nyman PO, Strid L (Aug 1972). "Amino acid sequence of human erythrocyte carbonic anhydrase B". Biochemical and Biophysical Research Communications. 48 (3): 670–7. doi:10.1016/0006-291X(72)90400-7. PMID 4625868.
  • Lin KT, Deutsch HF (Mar 1973). "Human carbonic anhydrases. XI. The complete primary structure of carbonic anhydrase B". The Journal of Biological Chemistry. 248 (6): 1885–93. PMID 4632246.
  • Omoto K, Ueda S, Goriki K, Takahashi N, Misawa S, Pagaran IG (Jan 1981). "Population genetic studies of the Philippine Negritos. III. Identification of the carbonic anhydrase-1 variant with CA1 Guam". American Journal of Human Genetics. 33 (1): 105–11. PMC . PMID 6781336.
  • Chegwidden WR, Wagner LE, Venta PJ, Bergenhem NC, Yu YS, Tashian RE (1995). "Marked zinc activation of ester hydrolysis by a mutation, 67-His (CAT) to Arg (CGT), in the active site of human carbonic anhydrase I". Human Mutation. 4 (4): 294–6. doi:10.1002/humu.1380040411. PMID 7866410.
  • Bekku S, Mochizuki H, Takayama E, Shinomiya N, Fukamachi H, Ichinose M, Tadakuma T, Yamamoto T (Dec 1998). "Carbonic anhydrase I and II as a differentiation marker of human and rat colonic enterocytes". Research in Experimental Medicine. Zeitschrift Für Die Gesamte Experimentelle Medizin Einschliesslich Experimenteller Chirurgie. 198 (4): 175–85. PMID 9879596.
  • Puscas I, Coltau M, Baican M, Pasca R, Domuta G, Hecht A (2001). "Vasoconstrictive drugs increase carbonic anhydrase I in vascular smooth muscle while vasodilating drugs reduce the activity of this isozyme by a direct mechanism of action". Drugs Under Experimental and Clinical Research. 27 (2): 53–60. PMID 11392054.

موسوعات ذات صلة :