O-GlcNAc, OGT ja ubikitinaatiojärjestelmä

17. Ruan H-B, Nie Y, Yang X. Regulation of protein degradation by O-GlcNAcylation: crosstalk with ubiquitination. Mol Cell Proteomics (2013) 12:3489–97. doi: 10.1074/mcp.R113.029751
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Suoliston suoja on evoloitunut kitiinistä mukoosaksi (sialomusiineihin päin)

https://www.nature.com/articles/s41467-018-05884-0

Kitiinipitoiset ruoat ihmissuoliston sulatettavana . Kitinaaseista lähteitä

•  (1) 
  
  Role of Chitinases in Human Stomach
  for Chitin Digestion: AMCase in the
  Gastric Digestion of Chitin and Chit in
  Gastric Pathologie
     https://pdfs.semanticscholar.org/9135/9116af060af3541a99532c6d13c2cb4dadc6.pdf

(2)

Mikä kliininen merkitys on kitinaaseilla, joita toisilla ihmisillä on? Suomeksi löytyy tekstiä vuodelta 2004.

 http://vintti.yle.fi/yle.fi/genreportaalit/portaali-1941.html?genre=terveys&osannimi=tutkittua_allergiat&jutunid=2596

Astma ja kitiini  14.6.2004 Science/YLE Radio 1 Tiedeuutise Astmaa sairastavien hiirten keukokudoksista löydetty yhdiste, kitinaasi, tuo uusia käsityksiä astman synnystä. Se avaa myös uusia hoitomahdollisuuksia, uskovat löydön esitelleet amerikkalaistutkijat. Astmaattisten hiirten keuhkokudoksissa olevista pienistä kiteistä eristettiin kitinaasia ja tutkijat ryhtyivät pohtimaan miten ne liittyvät astmaan. Myös astmaa sairastavien ihmisten keuhkoista löytyi kitinaasia, mutta ei-astmaattisten ihmisten keuhkoista sitä ei löydetty lainkaan.  Hiirikokeissa pystyttiin osoittamaan, että elimistön puolustusreaktio ja erityisesti niinkutsutut T2-auttajasolut lisäsivät kitinaasin tuotantoa keuhkokudoksissa. Kun kitinaasin toiminta estettiin, keuhkojen tulehdus ja astmareaktio helpotti. Astma on keuhkojen liioteltu reaktio sinänsä viattomiin ärsykkeisiin, mutta sen käynnistymiseen johtavaa mekanismia ei tunneta.  Kitiini on mm. hyönteisten kuoren tärkeä rakennusaine ja kitinaasit ovat sitä hajottavia yhdisteitä. Kitiiniä on myös sienisolujen seinämissä, äyriäisten kuorissa ja joissakin loiseläimissä. Yksinkertaisissa eliöissä kitinaasientsyymit ovat osa elimistön suojareaktiota, jolla tuhotaan niihin pyrkiviä loiseläimiä. Myös imettäväisillä on kitinaaseja tuottavia geenejä, ihmiselläkin niitä on puolenkymmentä ja niitä on pidetty lähinnä kehityksellisinä jäänteinä.  Onko astma elimistön reaktio kitiinipitoisen loisen hyökkäykseen, jää selvitettäväksi, mutta löytö avaa uusia keinoja astmalääkkeiden kehittämiseen ja sen syntymekanismin selvittämiseen. (3) Maisterityö (PhD)  Helsingin Yliopistosta  kuusen kitinaaseista. Kitinaasit katalysoivat beta-1,4- NAcGlcAm yksiköiden pilkkoutumista. https://helda.helsinki.fi/bitstream/handle/10138/176912/solunulk.pdf (4)   Duodecim (1999)  kitinaaseista: https://www.duodecimlehti.fi/api/pdf/duo91159 Duodecim  mainitsee kasvien I- luokan kitinaaseista, jotka voivat olla  panallergeeneja lateksi-hedelmä-allergian taustalla.  Kastanja ja avokadoallergiatekijöissä  on taustalla   I-kitinaasin ja lateksin ristiallergia.  Muittenkin hedelmäallergioitten takana  voi tällaista piillä: kiivi, papaija, banaani, viikuna, passiohedelmät). (5) Exoentsyymitutkimus puroisista http://bada.hb.se/bitstream/2320/9667/1/Claesson%20Keckman.pdf

Chitolectin domain- - pohdittavaksi antimikrobivaikutuksen vuoksi YKL-39

cd02872: GH18_chitolectin,_chitotriosidase https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/1117

This conserved domain family includes a large number of catalytically inactive chitinase-like lectins (chitolectins) including

• YKL-39, 
• YKL-40 (HCGP39), 
• YM1, oviductin, and 
• AMCase (acidic mammalian chitinase),
•  as well as catalytically active chitotriosidases.

 The conserved domain is an eight-stranded alpha/beta barrel fold belonging to the family 18 glycosyl hydrolases. The fold has a pronounced active-site cleft at the C-terminal end of the beta-barrel. The chitolectins lack a key active site glutamate (the proton donor required for hydrolytic activity) but retain highly conserved residues involved in oligosaccharide binding.
 Chitotriosidase is a chitinolytic enzyme expressed in maturing macrophages, which suggests that it plays a part in antimicrobial defense.
 Chitotriosidase hydrolyzes chitotriose, as well as colloidal chitin to yield chitobiose and is therefore considered an exochitinase. Chitotriosidase occurs in two major forms, the large form being converted to the small form by either RNA or post-translational processing. Although the small form, containing the chitinase domain alone, is sufficient for the chitinolytic activity, the additional C-terminal chitin-binding domain of the large form plays a role in processing colloidal chitin.

 The chitotriosidase gene is nonessential in humans, as about 35% of the population are heterozygous and 6% homozygous for an inactivated form of the gene.

 HCGP39 is a 39-kDa human cartilage glycoprotein thought to play a role


 Katson hieman näitä  peptideitä:
(1)  YKL-39, CHI3K2, (1p13.2)

Also known as

CHIL2; YKL39; YKL-39

Summary

The protein encoded by this gene is similar to bacterial chitinases but lacks chitinase activity. The encoded protein is secreted and is involved in cartilage biogenesis. Several transcript variants encoding different isoforms have been found for this gene. [provided by RefSeq, Apr 2012]

Expression

Biased expression in appendix (RPKM 55.9), salivary gland (RPKM 27.1) and 11 other tissues See more

Orthologs  all

Preferred Names

chitinase-3-like protein 2

Names

chondrocyte protein 39

Conserved Domains (2) summary

cd02872
Location:19 → 377

GH18_chitolectin_chitotriosidase; This conserved domain family includes a large number of catalytically inactive chitinase-like lectins (chitolectins) including YKL-39, YKL-40 (HCGP39), YM1, oviductin, and AMCase (acidic mammalian chitinase), as well as catalytically active ...

smart00636
Location:18 → 355

Glyco_18; Glyco_18 domain

Related articles in PubMed

1. Structural and thermodynamic insights into chitooligosaccharide binding to human cartilage chitinase 3-like protein 2 (CHI3L2 or YKL-39). Ranok A, et al. J Biol Chem, 2015 Jan 30. PMID 25477513, Free PMC Article
2. Human YKL39 (chitinase 3-like protein 2), an osteoarthritis-associated gene, enhances proliferation and type II collagen expression in ATDC5 cells. Miyatake K, et al. Biochem Biophys Res Commun, 2013 Feb 1. PMID 23291184
3. Human YKL-39 is a pseudo-chitinase with retained chitooligosaccharide-binding properties. Schimpl M, et al. Biochem J, 2012 Aug 15. PMID 22742450, Free PMC Article
4. Isolation and sequence of a novel human chondrocyte protein related to mammalian members of the chitinase protein family. Hu B, et al. J Biol Chem, 1996 Aug 9. PMID 8702629
5. CHI3L1 and CHI3L2 overexpression in motor cortex and spinal cord of sALS patients. Sanfilippo C, et al. Mol Cell Neurosci, 2017 Dec. PMID 28989002

GeneRIFs: Gene References Into Functions

1. This study suggests that CHI3L1 and CHI3L2 are associated with the progression of neurodegeneration in motor cortex and spinal cord of Amyotrophic Lateral Sclerosis patients.
2. This study shown that CHI3L2 is regulated differently in healthy and late onset Alzheimer"s disease brain depending on the sex.
3. This review comprehensively analyzes recent data about expression pattern, and involvement of human YKL-40, YKL-39 and SI-CLP in cancer. [review]
4. cerebrospinal fluid CHI3L1 and CHI3L2 and serum CHI3L1 might help to define multiple sclerosis disease stage
5. Structural analysis demonstrates that YKL-39 interacts with chitooligosaccharides through hydrogen bonds and hydrophobic interactions. Thermodynamic analysis indicates that binding of chitooligosaccharide to YKL-39 is mainly driven by enthalpy.
6. These data suggest that hYKL-39 is a novel growth and differentiation factor involved in cartilage homeostasis.
7. YKL-39 possesses a chitinase-like fold, but lacks key active-site residues required for catalysis.
8. ERK1/2 phosphorylation by CHI3L2 inhibits cell mitogenesis and proliferation.
9. Clinical trial of gene-disease association and gene-environment interaction. (HuGE Navigator)
10. human chitinase 3-like 2 gene (YKL-39) but not chitinase 3-like 1 gene (YKL-40) is upregulated in osteoarthritic cartilage

 Isoform a
 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/NP_003991.2

ORIGIN      
        1 mgattmdqks lwagvvvlll lqggsayklv cyftnwsqdr qepgkftpen idpflcshli
       61 ysfasiennk viikdksevm lyqtinslkt knpklkills iggylfgskg fhpmvdssts
      121 rlefinsiil flrnhnfdgl dvswiypdqk enthftvlih elaeafqkdf tkstkerlll
      181 tagvsagrqm idnsyqvekl akdldfinll sfdfhgswek plitghnspl skgwqdrgps
      241 syynveyavg ywihkgmpse kvvmgiptyg hsftlasaet tvgapasgpg aagpitessg
      301 flayyeicqf lkgakitrlq dqqvpyavkg nqwvgyddvk smetkvqflk nlnlggamiw
      361 sidmddftgk scnqgpyplv qavkrslgsl

The name  YKL-39: ( 39 leusins, , many tyrosins, Y and lysins, K).

: ASB2 (14q32.13 ) ASB E3 ligaasien alaryhmä CRL ubikitiiniligaaseissa (Cul-RING ligaasit)

Olen katsomassa filamiiniryhmää ja aloitin etsimällä Filamiini- proteiinin hajoittajaa  proteosomijärjstelmästä. Löysin uuden E3 ubikitiiniligaasin, josta en ole aiemmnin tehnyt merkintöjä.
Asetan etiketin:  E3 ubikitiiniligaasit (muut) Muut, kuin  jo minun  havaitsemani luokitellut ryhmät.
 PubMed viiteistä löytyy tämän E3 ubikitiiniligaasin ryhmäksi 

ASB2α cullin-ring E3 ubiquitin ligase

( Tässä  E3 ub. ligaasien ala ryhmissä  on jo:
_  SCF-type,
VHL-type,
 BTH-type,
 APL- type,
 mutta en velä tiedä mikä alatyyppi on tämä ASB-tyyppi. 


https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/51676

 ASB2 geeni (14q32.12) 
Tämä geeni kuuluu perheeseen, jonka nimi on ankyriinitoiston(ANK) ja SOCS- boxin omaavien proteiinien perhe.
Nämä proteiinit  omaavat osaa proteiinien hajoituksessa  kytkemällä sytokiinisignalointia vaimentvia proteiineja elongiin iBC- kompleksiinsa.
. Geenin koodaama proteiini on eräs alayksikköä  multimeerisessä E3 ubikitiiniligaasikomplesissa, joka välittää aktiiniin sitoutuvien proteiinien hajoittamista. Tällä geenillä  on osuutta  retiinihapon indusoimassa  myeloisten leukemiasolujen kasvun estossa ja erilaistumisessa . Alternatiivisesti pleissautuneet transkriptivariantit koodavat monia isoformeja.  Geeniä ilmenee sydämessä, eturauhasessa ja 12 muussa kudoksessa.

• Also known as ASB-2
• Summary  This gene encodes a member of the ankyrin repeat and SOCS box-containing (ASB) protein family. These proteins play a role in protein degradation by coupling suppressor of cytokine signalling (SOCS) proteins with the elongin BC complex. The encoded protein is a subunit of a multimeric E3 ubiquitin ligase complex that mediates the degradation of actin-binding proteins. This gene plays a role in retinoic acid-induced growth inhibition and differentiation of myeloid leukemia cells. Alternatively spliced transcript variants encoding multiple isoforms have been observed for this gene. [provided by RefSeq, Jan 2011]
• Expression  Biased expression in heart (RPKM 15.5), prostate (RPKM 8.6) and 12 other tissues 

 ( Mitä tietoja tästä geenistä on?  Sillä ei ole  vaihtoehtoisia nimiä valaisemassa sen olemusta).

Conserved Domains (4) summary

cd00204
Location:232 → 357

ANK; ankyrin repeats; ankyrin repeats mediate protein-protein interactions in very diverse families of proteins. The number of ANK repeats in a protein can range from 2 to over 20 (ankyrins, for example).  ANK repeats may occur in combinations with other types of domains. The structural repeat unit contains two antiparallel helices and a beta-hairpin, repeats are stacked in a superhelical arrangement; this alignment contains 4 consecutive repeats.

cd03721
Location:591 → 635

SOCS_ASB2; SOCS (suppressors of cytokine signaling) box of ASB2-like proteins. ASB family members have a C-terminal SOCS box and an N-terminal ankyrin-related sequence.  ASB2 targets specific proteins to destruction by the proteasome in leukemia cells that have been induced to differentiate. The general function of the SOCS box is the recruitment of the ubiquitin-transferase system. The SOCS box interacts with Elongins B and C, Cullin-5 or Cullin-2, Rbx-1, and E2. Therefore, SOCS-box-containing proteins probably function as E3 ubiquitin ligases and mediate the degradation of proteins associated through their N-terminal regions.

pfam12796
Location:308 → 396

Ank_2; Ankyrin repeats (3 copies)

sd00045
Location:237 → 268

ANK; ANK repeat [structural motif]

ORIGIN      
        1 matqistrgs qctigqeeys lysslsedel vqmaieqsla dktrgpttae atasactnrq
       61 pahfypwtrs tappesspar apmglfqgvm qkyssslfkt sqlapadpli kaikdgdeea
      121 lktmikegkn laepnkegwl plheaayygq vgclkvlqra ypgtidqrtl qeetavylat
      181 crghldclls llqagaepdi snksretply kacerknaea vkilvqhnad tnhrcnrgwt
      241 alhesvsrnd levmqilvsg gakvesknay gitplfvaaq sgqlealrfl akygadintq
      301 asdnasalye ackneheevv efllsqgada nktnkdgllp lhiaskkgny rivqmllpvt
      361 srtrirrsgv splhlaaern hdevlealls arfdvntpla perarlyedr rssalyfavv
      421 nnnvyatell lqhgadpnrd vispllvair hgclrtmqll ldhganiday iathptafpa
      481 timfamkcls llkflmdlgc dgepcfscly gngphppapq pssrfndapa adkepsvvqf
      541 cefvsapevs rwagpiidvl ldyvgnvqlc srlkehidsf edwavikeka epprplahlc
      601 rlrvrkaigk yriklldtlp lpgrlirylk yentq

Related articles in PubMed

1. Filamins but not Janus kinases are substrates of the ASB2α cullin-ring E3 ubiquitin ligase in hematopoietic cells. Lamsoul I, et al. PLoS One, 2012. PMID 22916308, Free PMC Article
2. The ASB2β Ubiquitin-interacting motif is involved in its monoubiquitination. Nishiyama T, et al. Biochem Biophys Res Commun, 2012 Apr 13. PMID 22382022
3. A label-free quantitative proteomics strategy to identify E3 ubiquitin ligase substrates targeted to proteasome degradation. Burande CF, et al. Mol Cell Proteomics, 2009 Jul. PMID 19376791, Free PMC Article
4. ASB-2 inhibits growth and promotes commitment in myeloid leukemia cells. Guibal FC, et al. J Biol Chem, 2002 Jan 4. PMID 11682484
5. ATRA-regulated Asb-2 gene induced in differentiation of HL-60 leukemia cells. Kohroki J, et al. FEBS Lett, 2001 Sep 14. PMID 11566180

See all (33) citations in PubMed

FEBS Lett. 2001 Sep 14;505(2):223-8.

ATRA-regulated Asb-2 gene induced in differentiation of HL-60 leukemia cells.

Kohroki J¹, Fujita S, Itoh N, Yamada Y, Imai H, Yumoto N, Nakanishi T, Tanaka K.Abstract

Suppressors of cytokine signaling (SOCS) proteins possess common structures, a SOCS box at the C-terminus and a SH2 domain at their center. These suppressors are inducible in response to cytokines and act as negative regulators of cytokine signaling.
The ASB proteins also contain the SOCS box and the ankyrin repeat sequence at the N-terminus, but do not have the SH2 domain.
Although Socs genes are directly induced by several cytokines, no Asb gene inducers have been identified. In this study, we screened the specific genes expressed in the course of differentiation of HL-60 cells, and demonstrated that ASB-2, one of the ASB proteins, was rapidly induced by all-trans retinoic acid (ATRA). Typical retinoid receptors (RARs) or retinoid X receptors (RXRs) binding element (RARE/RXRE) were presented in the promoter of the Asb-2 gene. We showed that RARalpha, one of the RARs, binds to the RARE/RXRE in the Asb-2 promoter. In addition, we demonstrated by luciferase reporter assay that this element was a functional RARE/RXRE. These findings indicate that ASB-2 is directly induced by ATRA and may act as a significant regulator, underlying such physiological processes as cell differentiation.

GeneRIFs: Gene References Into Functions

1. Notch signaling can initiate Asb2 transcription and NF-kappa B activation in T cell acute lymphoblastic leukemia cells.
2. Using ASB2 conditional knockout mice.
3. Phosphorylation of serine 323 of ASB2 alpha by Erk kinases is critical for ASB2alpha-mediated degradation of FLNA.
4. data therefore reveal ubiquitin acceptor sites in FLNa and establish that ASB2alpha-mediated effects on cell spreading are due to loss of filamins.
5. Data show that neither endogenous nor exogenously expressed ASB2alpha induces degradation of JAK proteins in hematopoietic cells
6. These results suggest that ASB2beta but not ASB2alpha might be monoubiquitinated and that the ASB2beta UIM motif, but not its E3 Ub ligase activity, plays a pivotal role in this monoubiquitination.
7. A model whereby ASB2 contributes to hematopoietic differentiation, in part, through MLL degradation and HOX gene down-regulation.
8. ASB2alpha is a novel regulator of integrin-dependent adhesion of hematopoietic cells
9. By shifting monomeric E3 ligase complexes to dimeric forms through activation of Asb2 transcription, Notch could effectively control the turnover of a variety of substrates and it exerts diverse effects on cell proliferation and differentiation.
10. ASB2 may regulate hematopoietic cell differentiation by modulating cell spreading and actin remodeling through targeting of filamins A and B for degradation.

Cell Res. 2011 May;21(5):754-69. doi: 10.1038/cr.2010.165. Epub 2010 Nov 30.

Notch-induced Asb2 expression promotes protein ubiquitination by forming non-canonical E3 ligase complexes.Nie L¹, Zhao Y, Wu W, Yang YZ, Wang HC, Sun XH. Abstract

Notch signaling controls multiple developmental processes, thus demanding versatile functions. We have previously shown that this may be partly achieved by accelerating ubiquitin-mediated degradation of important regulators of differentiation. However, the underlying mechanism was unknown. We now find that Notch signaling transcriptionally activates the gene encoding ankyrin-repeat SOCS box-containing protein 2 (Asb2).
Asb2 promotes the ubiquitination of Notch targets such as E2A and Janus kinase (Jak) 2, and a dominant-negative (DN) mutant of Asb2 blocks Notch-induced degradation of these proteins. Asb2 likely binds Jak2 directly but associates with E2A through Skp2. We next provide evidence to suggest that Asb2 bridges the formation of non-canonical cullin-based complexes through interaction with not only ElonginB/C and Cullin (Cul) 5, but also the F-box-containing protein, Skp2, which is known to associate with Skp1 and Cul1. Consistently, ablating the function of Cul1 or Cul5 using DN mutants or siRNAs protected both E2A and Jak2 from Asb2-mediated or Notch-induced degradation. By shifting monomeric E3 ligase complexes to dimeric forms through activation of Asb2 transcription, Notch could effectively control the turnover of a variety of substrates and it exerts diverse effects on cell proliferation and differentiation.PMID:21119685DOI:10.1038/cr.2010.165

FOXF2 ( 6p25.3) geenistä, ( Forkhead transcription factor ) 2015 thesis Azadeh Reyahi.

 Geeni  FOXF2(6p25.3) 
 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/2295
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S001216061530333X

Also known as

FKHL6; FREAC2; FREAC-2

Summary

FOXF2 encodes forkhead box F2, one of many human homologues of the Drosophila melanogaster transcription factor forkhead. FOXF2 is expressed in lung and placenta, and has been shown to transcriptionally activate several lung-specific genes. [provided by RefSeq, Jul 2008]

Expression

Biased expression in lung (RPKM 8.4), prostate (RPKM 6.0) and 13 other tissues See more

Orthologs

mouse all

Preferred Names

forkhead box protein F2

Names

forkhead-like 6

forkhead-related activator 2

forkhead-related protein FKHL6

forkhead-related transcription factor 2

 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/NP_001443.1

 Cleft lip and palate : 

https://www.omicsonline.org/singapore/cleft-lip-and-cleft-palate-peer-reviewed-pdf-ppt-articles/

• Cleft lip and cleft palate ongoing research
• Some of the ongoing research studies on Cleft lip and cleft palate in Singapore are Novel evidence of association with nonsyndromic cleft lip with or without cleft palate was shown for single nucleotide polymorphisms in FOXF2 gene in an Asian population, Congenital midline sinus of the upper lip.
• Töllö viikolla tuli postista kirje "Operation Smile" . Ruotsalainen projekti jossa kerätäänv aroja  kitalaki-huulihalkiolasten plastiikkakirugiseen kasvokorjaukseen, joka on todella hymyn palauttatja. mainoskessa kerrotiin pienestä pojasta jolla oli  joopa molemmanpuolinen huulihalkio ja  ikätoverit olivat jopa kivittäneet pientä . Hän sai palstiikkakirurgisen korjauksen ja aksvot palautuivat aivaon normaaleiksi. taitavien kirurgien  kräsivällisen operaatiosarjan  avulla.  tästä  saa enemmän tietoja www.operationsmile.se/

Mitä mahdollisuuksia geenikorjauksella on, sen tulevaisuus tietää. Tämä eeni on  monessa ihmistaudissa  osallisena:

Related articles in PubMed

1. FOXF2 deficiency promotes hepatocellular carcinoma metastasis by inducing mesenchymal-epithelial transition. Dou C, et al. Cancer Biomark, 2017 Jul 4. PMID 28582850
2. FOXF2 promoter methylation is associated with prognosis in esophageal squamous cell carcinoma. Chen X, et al. Tumour Biol, 2017 Feb. PMID 28222662
3. Decreased expression of FOXF2 as new predictor of poor prognosis in stage I non-small cell lung cancer. Kong PZ, et al. Oncotarget, 2016 Aug 23. PMID 27487137, Free PMC Article
4. The dual role of FOXF2 in regulation of DNA replication and the epithelial-mesenchymal transition in breast cancer progression. Lo PK, et al. Cell Signal, 2016 Oct. PMID 27377963, Free PMC Article
5. Novel evidence of association with nonsyndromic cleft lip with or without cleft palate was shown for single nucleotide polymorphisms in FOXF2 gene in an Asian population. Bu L, et al. Birth Defects Res A Clin Mol Teratol, 2015 Oct. PMID 26278207, Free PMC Article

See all (33) citations in PubMed

1. FOXF2 rs1711972 AA genotype is associated with poor response to therapy in Non-small Cell Lung Cancer.
2. miR130a can regulate FOXF2 and function as an oncogene in colorectal cancer.
3. FOXF2 deficiency induced mesenchymal-epithelial transition (MET) in Huh7 cell which might facilitate the colonization of circulating tumor cells and the formation of metastasis.
4. Cox proportional hazards regression model was used to evaluate the predictive value of FOXF2 mRNA level in non-small cell lung cancer patients
5. FOXF2 has a dual role in breast tumorigenesis and functions as either a tumor suppressor or an oncogene depending on the breast tumor subtype.
6. MAZ/FOXF2 axis can promote the proliferation of basal like breast cancer cells and suppress disease progression.
7. direct targeting of Foxf2 by Shh signaling drives cranial neural crest cell mesenchyme proliferation during upper lip morphogenesis, and disruption of this sequence results in cleft lip.
8. Common variants near FOXF2 that are associated with increased stroke susceptibility.
9. No correlation was found between FOXF2 promoter methylation and other clinic pathological parameters (age, gender, differentiation, lymph node metastasis, stage, cutting edge, vascular invasion, smoking behavior, and drinking history) in esophageal squamous cell carcinoma.
10. Loss of FOXF2 Expression is associated with Hepatocellular Carcinoma.

•  Vuodelta 2015 göteborgilainen väitöskirja

https://gupea.ub.gu.se/handle/2077/40458

Foxf2 gene in development and disease Azadeh Reyahi Department of Chemistry and Molecular Biology, University of Gothenburg, Box 462, SE 405 30, Göteborg, Sweden

Abstract In this thesis I present our recent data on the involvement and the mechanism of action of the forkhead transcription factor Foxf2 in

• development of the brain microvasculature, 
• formation of the blood-brain barrier,
•  control of the intestinal stem cell niche, and 
• fusion of the secondary palate. 

 The potential clinical significance of these findings is strengthened by a correlation between Foxf2 expression and intestinal adenoma formation, and by association between genetic variants in human FOXF2 and incident stroke. We showed that Foxf2 is expressed in brain pericytes, but not in mural cells of other organs. Foxf2 null mutants have a defective brain vasculature and suffer from intracranial hemorrhage and a leaky blood-brain barrier with increased endothelial vesicular trans-cytosis. Foxf2-/- brain pericytes have diminished Pdgfrβ expression, and the cerebral vasculature a reduced activity of the Tgfβ –Alk5– Smad2/3 signaling pathway, associated with decreased expression of integrins, Tgfb2, Tgfbr2, Alk5 and other pathway components. In a large GWAS performed by an international consortium, we identified a genome-wide significant association of common variants near FOXF2 with risk of stroke. Conditional knockout mice, in which Foxf2 was deleted in healthy adults, developed clinical signs of stroke and exhibited cerebral ischemia, reactive gliosis and microhemorrhage. The animal model results thus corroborate the human genetic association and identifies FOXF2 as a novel risk locus for stroke. In the intestine we showed that Foxf2 is expressed by subepithelial fibroblasts and restricts the size of the stem cell niche, and thereby the number and prolif-eration of Lgr5+ stem cells. Foxf2 is a target of epithelial hedgehog signaling and inhibits the Wnt pathway by increasing the expression of the extracellular Wnt inhibitor Sfrp1. As a consequence, reduced Foxf2 expression significantly increases both initiation and growth of intestinal tumors.
 Reduced proliferation and decreased extracellular matrix production in the neural crest-derived mesenchyme of the palatal shelves was found to be responsible for the cleft palate phenotype in Foxf2 null mutants. Mechanistically, the defect is associated with reduced canonical Tgfβ signaling and integrin expression. The Tgfb2 mRNA level was not affected, but the amount of Tgfβ2 protein was significantly decreased in mutant palatal shelf mesenchyme.


Foxf2 Is Required for Brain Pericyte Differentiation and Development and Maintenance of the Blood-Brain Barrier. Reyahi A1, Nik AM1, Ghiami M1, Gritli-Linde A2, Pontén F3, Johansson BR4, CarlssonP5.
VISA ARTIKEL

Foxf2 in intestinal fibroblasts reduces numbers of Lgr5(+) stem cells and adenoma formation by inhibiting Wnt signaling. Nik AM1, Reyahi A, Pontén F, Carlsson P.
VISA ARTIKEL

FOXF2, a novel risk locus for stroke and small artery disease Ganesh Chauhan, Corey R Arnold, Audrey Y Chu, Myriam Fornage, Azadeh Reyahi, Joshua C Bis, Aki S Havulinna (equal contribution first
authors) ... additional co-authors excluded for brevity... (joint senior
authors:) Lenore J Launer, M Arfan Ikram, Peter Carlsson, Daniel I Chasman, Sarah J Childs, William T Longstreth, Jr, Sudha Seshadri, Stéphanie Debette. Submitted

Foxf2 enhances Tgfβ signaling in secondary palate development Ali M.Nik, Jeanette Astroga-Johansson, Azadeh Reyahi, Mozhgan Ghiami, Fredrik Pontén and Peter Carlsson.

MUSIINITIETO 2002, Musiinityypit ja musiiniydinrakenteet Fredrik Olsonin väitöskirjasta

Minulla on tallessa eräs  muistiinpano  aiemmasta väitöskirjsta jossa kerrotiin musiineista.  Kopioin muistiinpanojaa tähän vuoden 2002 väitöskirjasta, ennen kuin  siteeraan  tuoretta 2018 väitöskirjaa.

LÄHDE:  Olson Fredrik. Alterations of Mucin O-glycosylation in response to intestinal infection. Importance of specific glycosyltransferases. Göteborg (2002) ISBN 91-628.5413-5

https://gupea.ub.gu.se/handle/2077/15687?locale=sv 

Samalta tiedemieheltä löytyy  33 artikkelia netistä.

 https://www.researchgate.net/scientific-contributions/38504164_Fredrik_J_Olson

 Esim vuodelta 2005 myös musiineja käsitelevä työ. 

https://academic.oup.com/glycob/article/15/2/177/568180

Suomennosta tiivistelmästä. Abstrakti 2002

Musiinit ovat suuria glykoproteiineja (gp) ja ne muodostavat suurimman osan epiteelien pintoja peittävästä limakalvolimasta (mucus). Musiineille on tyypillistä tiheä ja heterogeeninen O-glykosylaatio, mikä on tärkeä seikka niiden kemiallisissa ja fysiologisissa ominaisuuksissa. Mucus-kerros muodostaa selektiivisen fysikaalisen esteen suojaten epiteeliä niin fysikaalisilta kuin kemiallisilta rasitteilta. Kun mukoottinen rakenne on heterogeenisesti glykosyloitunutta, se saattanee tehokkaammin vuorovaikuttaa epiteeleissä asustaviin mikrobeihin. Sen rakenteet toimivat mikrobien adhesiinien kohdemolekyyleinä. Tässä auttanee lisätietämys musiinien O-glykosylaatiosta ja musiinin biosynteesistä.

Tiedemies tutki koe-eläimen ohuen suolen musiinien O-glykosyloitumista, lähinnä musiini-2 kyseessä ( muc-2) ja sekin tilanteessa, kun suolistoloinen Nippostrongylus brasiliensis oli infektoinut suolta. Infektion eri vaiheista otettiin limanäytteet. Eritteet käsiteltiin seuraavasti: proteiinirunko erotettiin ja oligosakkaridit jaettiin neutraaleihin, sialyloituneihin ja sulfatoituneihin lajeihin. Oligosakkaridien rakenteet analysoitiin käyttäen kaasukromatografia-massaspektrometriamenetelmää, nukleaarista magneettista resonanssia (NMR) ja pH-anionivaihtokromatografiaa.. Kun vertailtiin terveen ja infektoitunean koe-eläimen oligosakkarideja, havaittiin ohimeneviä infection aikaisia spesifisiä muuntumisia. Tämä viittaisi musiinien O-glykosylaation dynaamiseen säätymiseen.

Mitä nämä muutokset olivat ?

1) N-asetyylineuramiinihapon (NeuAc) määrän suhde N-glykolyylineuramiinihappoon

(NeuGc) kohosi

2) Veriryhmä A:lle tyypillisiä terminaalisia epitooppeja ilmeni

3) Ilmeni myös veriryhmä Sda/Cad tyyppisiä terminaalisia epitooppeja.

Entsyymit, jotka vastasivat kahdesta ensimmäisestä muutoksesta, olivat

(1) CMP-NeuAc hydroksylaasi ja

(2) veriryhmä A GalNac-transferaasi.

Koe-eläimen ( rotan) veriryhmän A glykosyylitransferaasi kloonattiin ja sekvensoitiin genomitasolla ja cDNA-tasolla. Geeni osoittautui olevan kromosomiasemassa 3q11-12, kun tutkittiin FISH-menetelmällä ( fluorescence in-situ hybridisation) ja RH-kartoituksella

(radiation hybrid mapping). cDNA kloonauksessa identifioitiin kaksi 95 %;sti ssamanlaista sekvenssiä, jotka molemmat koodasivat aktiiveja transferaaseja. PCR-tutkimuksin osoitettiin ne alleeleiksi. Suuri ero alleelien kesken osoittaisi evolutionaalista painetta tämän geenin korkean mutaatiofrekvenssin eduksi.

Musiinin glykosylaatiossa on ollut vaikea määrätä osoitetta O-spesifisten glykaanikohtien glykosylaatioille, koska sellaisia kohtia on runsaasti musiinissa. Analyysien helpottamiseksi tehtiin seuraavaa: Konstruoitiin lyhyt rekombinoitu reportteriproteiini, jonka perusrakenteessa oli MUC1 ja sen glykosyloidun domaanin sekvenssi oli oli 8 kappaletta O-glykaanikohtia.

Kun tätä proteiinia tuotettiin eräissä soluissa (CHO K1), niin oligosakkaridi päätuotteet osoittautuivat olevan kerran tai kahdesti sialyloituja. Core 1- glykaaneja.

(Menetelmät olivat LC-ESI-MS ja LC-ESI-MS/MS). Kun sekvensoitiin N-terminaalinen peptidi, osoittautui, että kaikki yksittäiset O-glykaanikohdat olivat glykosyloituneina 75-95 %:sti.

O-glykaanikohtien laajempaa osllistumista glykosylaatioon voisi lisätä samanaikainen polypeptidin GalNac-T4 ilmenemää. Nimittäin in vitro on osoitettu että GalNAc-T4 lisää GalNAc- molekyyliä polypeptidien runkoon MUC1 polypeptideissä. Nämä kokeet viittaavat siihen, että GalNACc-T4 omaa in vivo aktiviteettia.

(GalNAc-T on UDP-GalNAc:polypeptidi N-acetylgalactosaminyltransferase)

GalNAc on N-acetylgalactosamine

NeuAc on N-acetylneuraminic acid

NeuGc on N-glycolyneuraminic acid ( Tätä ei ole ihmisellä! )

Kirjassa esitettyjä asioita:

Kirjassa esitetään tarkasti O-glykosyloitujen musiinien perusrakenteet,

Musiinien  (MUC) alaryhmät ovat 

a) membraaniin kiinnittyvät musiinit, 

b) geeliä muodostavat musiinit ja 

c) monomeeriset musiinit

Ihmisestä on kuvattu neljä geeliä muodostava musiinia (MUC2, MUC5AC, MUC5B, MUC6). Niiden geenit on koodattu ja sekventoitu.

 Niiden kromosomi on 11p15.5. Domaanien lähellä on hyvin cysteiinipitoisia  domaaneja molemmissa päissä. 

Ihmisen MUC2 tutkimuksia on tehty endoplasmisen retikulumin (ER) alueelta, missä tapahtuu C-terminaalinen dimerisaatio ja Golgin laitteesta trans-Golgin alueelta (jossa tapahtuu tärkeä multimerisaatio) tai myöhemmästä sekretorisesta vaiheesta.

 

Musiinien multimerisaatiokyky on pohjana tärkeän limakalvoja suojaavan eriteverkoston luomisessa.

Näitä eri musiinikomponentteja (b) on havaittavissa eri tyyppisinä kehon eri limakalvoilla.

Ihmisen musiineista tiedetään, että 

ohutsuolessa on tyyppiä MUC2, ( hieman myös MUC6). 

paksussuolessa on samoin näitä edellisiä.

Mahalaukussa on MUC5AC, MUC6.

Hengitysteissä on MUC5AC, MUC5B (ja vähän MUC2).

Sylkirauhasissa on MUC5B

Reproduktiivilla limakalvoilla esiintyy MUC5B, (MUC2), (MUC5AC), (MUC6).

Sappitiehyessä esiintyy MUC5B, (MUC6).

Membraaneihin sitoutuneita musiineja (a) on havaittu ihmisellä ainakin seuraavia tyyppejä:

MUC1, MUC3A, MUC3B, MUC12, MUC17,

 Näitten geeniryväs on kromosomi 7q22.

Erittäin isorakenteinen musiini on MUC4.  Sillä  on vWF-motiivin kaltaista yhteisrakennetta geeliä muodostavien (b) musiinien kanssa ja se saattaa toimia niiden musiinien siltana. 

Kalvoon sitoutuvat musiinit sijaitsvat soluissa apikaalisesti. Nämä musiinit voivat pilkkoutua ja ulompi osa erittyy, irtoaa toimien antiadheesivisesti fysikaalisena esteenä solu-solu- kontakteille. Mutta lektiinien kanssa ne voivat toisaalta toimia adheesiotekijänäkin.( Bakteerin fago-opsonisaatio)

Näitten kalvoon kiinnittyvien (a) musiinityyppien sijoittautumisesta tiedetään seuraavaa

MUC1: rintarauhasessa, sappirakossa, kohdunsuussa, haimassa, vertamuodostavissa

soluissa; ( ilmateissä)

MUC3A ohutsuolessa, sappirakossa,( paksusuolessa)

MUC3B ohutsuolessa, paksusuolessa

MUC4 ohutsuolessa, paksusuolessa, mahalaukussa, ilmateissä, sylkirauhasissa, kohdunsuussa, silmän limakalvolla

MUC12 paksusuolessa, ( haimassa)

MUC13 paksusuolessa, ilmateissä,( ohutsuolessa), (mahalaukussa),( munuaisessa)

MUC17 ohutsuolessa, paksusuolessa, ( mahalaukussa).

Miten musiini muodostuu ?

Solun sytoplasmassa muodostuu erilaisia monosakkarideja kuten galaktoosia, fukoosia, N-asetylglukosamineja, N-asetylgalaktosamineja, fukoosia, neuramiinihappoa . Kun näitä tuotetaan, ne ovat monosakkaridinukleotidimuodoissaan (UDP-GalNAc, UDP-Gal, UDP-GlcNAc, GDP-Fuc, CMP-NeuAc). Käyttöenergia tuleviin oligosakkaridin liittämisiin saadaan näistä korkea-energisistä sokerinukleotidisidoksista.

Luonnolliseti tarvitaan runsaasti entsyymejä. 

Biosynteesissä erotetaankin sitten neljä varsinaista osaa. 

Apo-proteiini (apoMUC, prekursorimolekyyli), johon näitä glykosyloitumisia suoritetaan, omaa runsaasti seriiniä(S), threoniinia (T) ja proliinia (P) ja muutamia muitakin aminohappoja. Niiden aminohappojen järjestys ei ole mitenkään erityisen täsmällinen, vaan tärkeämpi seikka on toistuvien jaksojenmäärä, (Tandem repeat), sillä glykosyloitumispaikkojen määrä riippuu tästä toistumisluvusta. (Variable number of TR, VNTR). 

MUC1 musiinilla TR-luku voi vaihdella 20 ja 125 välillä. Tämän ensimmäiseksi kloonatun musiinin solunulkoisen osan TR-jaksossa on seuraavat 20 aminohappoa (apomusiini) : (PAPGSTAPPAHGVTSAPDTR). Tässä on alleviivattuna siitä kolme eri pätkää. Kun niitä on tutkittu tarkemmin, on havaittu niiden seriinien(S)ja threoniinien (T) tulevan glykosyloiduksi aivan tietyssä järjestyksessä ja tietyillä entsyymeillä. Jos teoreettisia mahdollisuuksia glykosyloitumiseen olisikin toistakymmentätuhatta, kuitenkin luonto valitsee käyttöönsä aivan tiettyjä harvoja reittejä. Tämä säätyminen on jollain tavalla korkealta tasolta, mutta ei kuitenkaan  DNA-säätöisesti suoraa, vaan säädössä on monta hämärääkin kohtaa. Siis yleinen konsensussekvenssi puuttuu glykosylaatiosta, Usea motiivi glykosyloidaan.

Eri musiinit, erilaiset peptidit glykosyloidaan.  Mikä glykosyylitransferaasi kulloinkin aktivoituu, siihen  taas vaikuttaa entsyymin määrä ja ekspressiokin sekä enstyymikinetiikka - substraattihan siirtyy ensin endoplasmiseen retikulumiin (ER) ja sieltä Golgin laitteen kautta. Musiinit,  jotka ovat sekreettejä (eritettyjä), menevät retikulumin läpi ja integraaliset kiinnittyvät siihen. Säätelystä ohjautuu se oligosakkarituote, mitä kulloinkin  tarvitaan.  pH myös neutraloituu, kun molekyyli menee periferiaan päin Golgin laitteessa. Lisäksi havaitaan vahva kudosspesifisyys ja diversiteeetti. Näistä näennäisesti laajoista puitteista huolimatta ei mikään saa mennä vikaan ilman kohtalokkaita seuraamuksia.

Useimmissa syöpälajeissa kuitenkin havaitaan musiinien olevan muuntuneita. Syöpäkudosmusiinin ydinyksikkö (core) voi muuttua tyypiltään;  musiini saattaa alkaa sialyloitua liikaa, ja sialyltransferaaseja voi olla  liikaa ja normaalia glykosyloivaa entsyymiä taas liian vähän. Glykaanituotteet, mitä syntyy,  omaavat jotain loogista ominaisuutta:  Tuumorille ne antavat invasiivisuutta ja metatasoimiskykyjä, mutta jos tuumori poistetaan, havaitaan näistä samaisista glykaaneista tuumorisupressiivista ( kasvannaista vaimentavaa)  vaikutusta. Malignissa transformaatiossa nämä solupintaepitoopit, oligosakkaridiliitännäiset ovat useinkin haarottumaan päin. Haaroja saadaan beeta (1,6) GlucNAc molekyylejä liittämällä.

 Musiinin biosynteesin eri vaiheita :

I. Polypeptidin seriini- tai threoniini-aminohapon O-molekyyliin liittyy  GalNac.

N-asetyyligalaktoosiaminin  transferaasientsyymi on GalNAcT- perhe.

Ihmisellä näitä on ainakin 11-12 kappaletta. Geneettisesti on voitu määritellä entsyymit GalNAc-T8 ja GalNAc-T9. Jokaisella on ainutlaatuinen substraattispesifisyys.

Esim. GalNAc-T4  glykosyloida vain edellämainitun TR-jakson VTSA:sta  seriinin (S) ja  PDTR:stä  threoniinin (T)  ja GSTA:sta  seriinin (S) , jne.

II  Musiinin ydinosa  TYVI, ( core 1-8) kehittyy.

Näitä ytimiä tunnetaan kahdeksan erilaista. Ytimet valmistuvat siten, että yksi tai useampi entsyymi lisää näitä sakkaridiosia.

CORE 1 muodostuu siten, että entysyymi beeta (1,2) gal-T1 lisää galaktoosin ( gal).

Tätä musiinityyppiä esiintyy monissa eri kuodksissa.

CORE 3 muodostuu siten, että entsyymi beeta (1.3)-GlcNAc-transferaasi ( beeta3Gn-T6) lisää N-asetyyliglukosaminin (GlcNAc) .

Nämä yllämainitut ovatkin kehon tavallisimmat musiinit. Tämä on bronkiaalinen musiini. Myös paksusuolessa on tätä musiinilaatua.

CORE 2 muodostuu CORE 1:stä käsin siten, että siihen lisäytyy GlcNAc. Entsyymiä merkataan C2GnT, Useampikin voi tehdä tätä kakkosydintä.

C2GnT1 ja C2GnT3 tekevät vain kakkosydintä.

Tätä musiinia esiintyy monissa eri kudoksissa.

Jos tämä entsyymi C2GnT säätyy alas ja  jos sialyloivat entyymit säätyvät ylös (ST3Gal I ja II), voi tapahtua CORE 2 molekyylin muuntuma  CORE 1-muotoon ja sialyloituminen, kuten rintasyövässä.

CORE 4 muodostuu kolmosytimestä (CORE3) johon on lisäytynyt  GlcNAc-molekyyli. Entsyymi joka pystyy tekemään tätä nelosydintä (CORE 4), on C2GnT2. Siis se voi tehdä sekä kakkos- että nelosydintä. Se voi tehdä myös i ja I-antigeenejä.

Tämä on bronkiaalinen musiini. Myös paksusuolessa on tätä musiinilaatua.

CORE 5 ilmenee onkofetaalisesti. Sitä muodostaa alfa 1,3-GalNAc-transferaasi. Tätä esiintyy adenokarsinoomassa.

CORE 6 ilmenee myös onkofetaalisesti. Kun CORE 2 hajoaa, syntyy tätä beeta-glukosidaasilla. Myös beeta1,6-GlcNAc-transferaasi voi tätä tuottaa. Tätä esiintyy mahasyövössä.

CORE 7 on naudan submaksillaarisessa musiinissa esiintyvä, ei ihmisellä. Tätä muodostavaa glykosyylitransferaasia ei tunneta.

CORE 8 on ihmisen bronkiaalinen musiini. Tätä glykosyylitransferaasia ei ole tarkemmin identifioitu.


 

III. Ketjun pidentyminen suorana ja haaroittuneena

Suora ketju:

CORE- (ydin) osa kasvaa sitten runko-osana (BACKBONE) edelleen ja siinä tulee olemaan poly-NAc-laktosamineja

Tyyppi 1 on (Gal beeta1-3GlcNAc)

Tyyppi 2 on Gal beeta1-4GlcNAc.

Pidentyminen tapahtuvat täten (tässähän samalla muodostuu N-asetyylilaktosamineita!)

C3-asemaan lisätän galaktoosi (gal) GlcNAc-molekyyliin

C4-asemaan lisätään galaktoosi (gal) GlcNAc molekyyliin.

GlcNAc lisätään galaktoosin C3-asemaan.

Haaroittuminen tapahtuu seuraavasti:

Linkkiytyminen tehdään 1-6 asemiin, kuten GlcNAc beeta1,6 Gal.

Näissä reaktioissa tarvitaan katalysoivia entsyymeitä.

Kaksi entsyymiä toimittaa galaktoosin(Gal) liittämisiä, toinen tuottaa Tyyppi 1(poly)-Nac-laktosamineja ja toinen tyyppi 2 NAc-laktosamineja.

Tyyppi1 ketjun tuottajia on näissä beetaGal-transferaaseissa ( beeta 3Gal-T) viisi jäsentä.

Tyyppi 2 tuottajaentsyymeitä on kuusi jäsentä ( beeta 4Gal-T),

Useat glykosyylitransferaasit toimittavat GlcNAc molekyylin liittämistä galaktoosiin.

Haarottumisia katalysoi beeta1,6 GlcNAc-transferaasit, jotka ovat samankaltaisia kuin CORE2 tekijätkin (C2GnT2).

IV Ketjun päättäminen, epitoopin terminaalisen osan muodostuminen

Lisätään runkoon fukoosi, sialihappo, galaktosamini tai joskus harvoin galaktoosi. Voidaan myös sulfatoida NAc-laktosaminiyksikkö (S) Näitä tekee eri glykosyylitransferaasit.:

Fukoosi (Fuc)

FUT-entsyymit, fukosyylitransferaasit katalysoivat seuraavien rakenteitten muodostumista:

H-antigeeni, joka on rakenteeltaan Fuc alfa1,2Gal.

Lewis antigeeni, joka on Fuc alfa1-3/4Gal sidoksista.

Ihmisellä H-antigeenia muodostaa H-transferaasi ja Se-transferaasi.

FUT1 geeni koodaa H-transferaasia ja sitä on verta muodostavissa soluissa.

FUT2 sekreettorigeeni koodaa Se- transferaasia. Niitä on erittävissä kudoksissa ja musiinia tuottavissa soluissa.

Kuusi entsyymiä tekee niitä Lewis antigeeni rakenteita.

Fuc-T III-VII, IX.

Fuc-T III vaikuttaa, että syntyy substituoimaton, fukosyloitu ja sialyloitu Lewis-antigeni.

Fuc-TVIII vaikuttaa, että Sialyl-Le x antigeenia kehittyy.

On olemassa kolmen eri tyypin sitoutumisia siaalihappoon.

NeuAc alfa2-3Gal  ( esimerkki Si-Le a antigeeni, Si-Le x antigeeni, Sd a/Cad)

NeuAc alfa2-6Gal ( esimerkki Sialyl-T antigeeni)

NeuAc alfa2-6GalNAc; ( Esimerkki Sialyl-Tn antigeeni

Siaalihapon lisäämistä tekee suuri entsyymiperhe.

Sialyylitransferaasit (ST). Ne jaotellaan sen mukaan, minkä sidoksen ne tekevät,. Ihmiseltä on kloonattu näitä 15, imettäväisllä tavataan niitä 20 erilaista.

Jos molekyyli on jo ehtinyt fukosyloitua, se ei voi enää sialyloitua. Sialyloitumisen täytyy siis tapahtua ennen fukosyloitumista. 

Sulfotransferaasit

Nämä entsyymit siirtävät PAPS-molekyylistä sulfaattia musiinin oligosakkaridiin. Vain muutama sulfotransferaasi on luonnehdittu. ( Ainakin aivojen sulfatidien synteesissä niissä on vitamiini K koentsyymi ja pyridoksiini B6-vitamiini on entsyymiä negatiivisesti säätävä  samassa reaktiossa sulfatidien sulfotransferoitumishetkessä; myös arylsulfataasit tarvitsevat vitamiini K koentsyymiä).

(PAPS on 3´- fosfoadenosiini-5´-fosfosulfaatti, aktiivi sulfaatti). 

Arveltavasti aktiivien rikkiryhmien merkitys on tärkeä musiineissa, vaikka relevanssia on sanuttukin vielä epäselväksi.

Terminaalinen galaktoosi tai GalNAc

esiintyy veriryhmissä A, B, Sd a ja Cad antigeeneissä. Antigeeni on sinänsä väärä nimitys tälle veriryhmien ter,inaaliselle oligosakkaridiepitoopille, mutta siihen on totuttu näitten veriryhmätekijöitten suhteen. Nehän ovat kudos. ja yksilöspesifisiä.

ABO-geenin polymorfia on veriryhmätekijöitten taustalla.

ABO-geeniperhe omaa sellaisia glykosyylitransferaasientsyymejä, jotka katalysoivat A-epitoopin, B-epitoopin ja gal-gal muodostumisen.

Tunnetaan neljä eri entsyymiä tässä yhteydessä.

Yksinkertainen H-antigeeni (O veriryhmä) on tämän entsyymin akseptorina.

GalNAc-T-entsyymit tunnistavat UDP-GalNAc- molekyylin sytoplasmasta ja siirtävät sen H-antigeeniin, jolloin muodostuu A-veriryhmän epitooppi.

Vain neljän aminohapon muutos tuossa entsyymissä saattaa sen valitsemaan sytoplasmasta UDP-Gal ja liittämään sen H-antigeeniin, jolloin muodostuu B-veriryhmän tunnus oligosakkaridi.

ABO-veriryhmän entsyymit siis ovat joko  alfa-GalNAc-transferaaseja tai alfa-Gal-transferaaseja. 

Musiinin O-glykosylaation muuntumisesta

Malignia transformaatiota seuraa usein lisääntymää beeta1-6GlcNAc-haaroittumisissa N-glykaaneissa ja lisääntynyttä ilmenemistä O-glykaanien Lewis-epitoopeissa ja sialyl Tn esiintymää.

Sialyl-Lewis x on luonnollinen ligandi eräille selektiineille endoteliaalisissa soluissa ja voi täten vaikuttaa tuumorin kiinnittymistä endoteeliin.

 Paksunsuolen syövän musiinissa MUC1 on havaittu sialyl-Le a epitooppia. MUC1- jota on liikaa monissa tuumoreissa, glykosyloituu poikkeavasti rintasyövässä, paksunsuolen syövässä ja muissa karsinoomissa.

Mikrobi ja isäntäsolun mukosa

Limakalvo on fysikaalinen este bakteereille, mutta mukosa toimii myös dynaamisesti lisäämällä musiinien tuotantoa ja pitoisuutta sekä muuttamalla niitten glykosylaatiota.

Tästä seikasta on esimerkkejä, jossa voi oikeastaan havaita ”musiinien sodat ja kilpailut”. Niin isäntäsolu kuin invasoituva mikrobi koettavat kumpikin muovata musiinit omaksi edukseen. Invasoituva koettaa tehdä sen sellaiseksi, että se ei estä infektoivan agenssin pyrkimyksiä, bakteerit jopa "syövät musiinit" sokerina ravinnokseen. 

Virus koettaa muuntaa siten, että musiini ei pysty puolustamaan isäntäsolua ja huuhtomaan mikrobia eritteissä pois kehosta. 

Isäntäkehon lektiinit voivat täsmentää musiinille bakteeria samalla opsonisaatioon ohjaten. Tuumorikasvu myös modifioi musiinit ja tässä havitaan kaksinaisvaikutus. Tuumoria edistävä ( invaasio, metastaasi) ja toisaalta isäntäsolua hyödyttävä, tuumoria suppressoiva komponentti, joka tulee postoperatiivisesti hyödyttämään.

Influenssavirus A hakeutuu tiettyihin siaalihapporakenteisiin ja se voi modifioida asiaa siten, että siirtymä eläinkunnasta ihmisten puolelle helpottuu sille. 

 Eläinten ja ihmisten musiinien välillä on eroa, esim. simpanssille ei saa tarttumaan ihmisten flunssaa.

Jo varhain on ihmisten musiinit alkaneet olla kaksisuuntaisia: Niitä on integraalisia ja eritemusiineja. Henkitorven epiteelillä on luonnostaan sialyylioligosakkarideja ja ihmisen A-influenssan (IAV) hemagglutiniini koettaa valita niitä reseptorikseen, IAV tunnistaa erityisesti siaalihappo alfa2,6Gal-jaksoja, joita on värekarvaepiteelissä. Luonnolliseti olisi hyvä katsoa, että mikään samanaikainen bakteeri ei käy ”syömässä” musiinien sokereita. Influenssan odoteltaessa kannattaa siis hoitaa hyvin yleiskuntoa ja katsoa, että ravitsemus on riittävä, keuhkojen tuuletus hyvä.

Ameballe musiini reagoi kuin muuttuen amebaksi itsekin, ottaa ameban kiinni sen lektiineistä näillä epitoopeillaan ja runsas musiinipitoinen lima irtoaa ja estää jo fysikalisestikin mikrobin pääsemästä isäntäsoluun. 

Colon-muusiinistruktuurista ja prosessoitumisesta thesis ( Elisabeth Nyström 2018)

On ollut 26. lokakuuta väitöstilaisuus  MUCUS- rakenteesta ja sen prosessoitumisestä.  Tutkija  Elisabeth Nyström  keskitti  MUCUS-tutkimukset  kolonin  limakalvoalueeseen, jossa on MUC2- tyyppinen  musiini.

Väitöskirjan otsikko: Colonic mucus structure and processing.
http://hdl.handle.net/2077/56886

Suomennosta abstraktista:

Paksusuolen epiteeliä peittää musiinikerros, joka antaa ratkaisevan  eturintamapuolustuksen  suolistossa asuvia bakteereita vastaan.  Monelta taholta  on saatu näyttöä hyvintoimivan, funktionaalisen  musiinikerroksen  välttämättömyydestä  ihmisen terveydelle. Esimerkiksi  arvellaan, että  haavainen paksunsuolen tulehdus (colitis  ulcerosa, UC) korreloi  limakalvokerroksen  vikoihin.
Musiini MUC2 on geeliä muodostavaa  musiinityyppiä.  Paksunsuolen musiinikerroksen barrikadiominaisuudet ovat osaksi peräisin    MUC2-musiinin tiheän   geelin muodostamasta tukirakenteesta.

MUC2- musiinista saatavilla olevat   biokemialliset  ja histologiset  tiedot viittaavat   siihen, että tämä musiini on  erittäin strukturoitua ja organisoitua. Musiinihomeostaasi on riippuvainen musiinikomponenttien tuotannosta, erityksestä ja prosessoinnista. Tämän takia  musiinin ominaisuuksiin  saattaa vaikuttaa  sellaiset tekijät kuten gobletsolujen erilaistuminen,  erilaisten solujen erityskapasiteetti ja  musiinia pilkkovien proteaasien läsnäolo.

 Kuitenkin näihin asti on ollut puutetta    musiinistruktuurin   ja in vivo prosessoitumisen  yksityiskohtien  tietämyksestä. Tämä tutkijaryhmä on suorittanut  tutkimusmenetelmien  jatkokehittelyä      olemassaolevaan ex vivo järjestelmään, jotta  voitiin  tutkia musiinia  mikroskooppitasossa.  Saatettiin myös  selvittää, miten gobletsolujen  alapopulaatiot osallistuvat musiinin eritykseen. Tätä ex vivo- metodia käytettiin myös tutkittaessa musiinin proteolyyttistä prosessoitumista  CLCA1- entsyymillä.  Tämä on  musiinissa  runsaasti ilmenevä proteaasi
 ( Se toimii metalloproteaasina, koska sillä on  katalyyttinen  MMP-kaltainen  domeeni CA . CLCA1 on lyhennys sanoista  " calcium -activated  chloride channel regulator 1.
 Katson tästä  lisätietoja netistä. ).

Tulokset  viittaavat siihen, että paksusuolen musiinigeeli on heterogeenista, sillä  läsnäolevat erilaiset  goblet-solupopulaatiot  erittävät  erilaisia ominaisuuksia omaavia musiineita. Lisäksi  CLCA1-metalloproteaasilla  prosessoituva MUC2-musiini  osallistuu  perustason musiinidynamiikkaan.
Musiinin rakenteen ja prosessoitumisen  lisääntyvä ymmärtäminen on tärkeää farmakologisten interventioiden  tulevassa kehittelyssä, jotta saadaan kohennettua  ulseratiivisessa koliitissa (UC)  limakalvon barrikadifunktiota ja jotta  estetään ennalta  musiinin  stagnaatio,   sitkistyminen,   eri taudeissa  kuten astmassa, kroonisessa obstruktiivisessa keuhkosairaudessa (COPD  ja kystisessä fibroosissa (CF)."

Tekstissä  löytyy  maininta dieetin laadun merkityksestä ja musiinin funktionaalisuudesta, dynaamisesta luontesta.  Jos dieetti on  kovin rasvaista ja vähäkuituista,  se vaikuttaa että bakteeripitoisia kuplia pääsee limakalvon läpi . isäntäkeho kuitenkin muuntaa musiinin ominaisuuksia, jotta selviää infektiosta. "

"High fat/low fiber diet ----structural changes in the mucus barrier which allowed penetration of bacteriarized beads.  The host alters its mucus properties in order to clear the infection."

(Tekstissä tutkija mainitsee  viimeaikaisen havainnon: 
Kystisessä fibroosissa (CF)   musiiniviat korreloivat  alentueeseen bikarbonaatin eritykseen  pikemminkin kuin alentuneeseen  kloridieritykseen.

LÄHDE:  Kunzelman K, Schreiber R, Hadorn HB. Bicarbonate in cystic fibrosis. (2017) 
 on tuonut asiaan  lisävaloa
CF affects all mucosal tissues in the body.  Reduced  bicarbonate correlated  with the mucus defects  observed  in CF,   rather than  reduced  chloride secretion).

ISBN: 978-91-7833-130-7 (PDF)

Muistiin 1.11. 2018

Musiinit ja syöpä (2) jatkoa

 LÄHTEITÄ: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2951677/
Figure 1

Lisälähteitä:

MUC1 tietoa lisää:

Cell Death Dis. 2014 Oct; 5(10): e1438.

MUC1 irtoaminen ”lehteily” tai ”hilseily” epiteelisolusta tyviosansa kompleksista ei tapahdu ilman säätelyä ja siinä säätelevät ” sheddase” entsyymit ovat MT-MMP ja TACE.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3189326/

Musiiniperheenjäsenistä

Musiiniperhe käsittää TR-struktuurin omaavia proteiineja, joissa on paljon proliinia, treoniinia ja seriinia, PTS- jaksoja, tandem repeats (TR). Musiineja voidaan määrittää niiden pitkien PTS- glykosylaatiodomeenien mukaan, joissa GalNAc O- linkkiytyneitä glykaaneja on asettunut aminohappoihin S ja T. Ihmisen musiiniperhe (MUC) käsittää MUC1- MUC21 merkattuja jäseniä vuonna 2010- nyt on jo jokunen enemmän(2018). Niitä luokitellaan alaryhmiin: erittyneet ( sekretoituneet) ja transmembraaniset, joilla on TM- domeeni, joka läpäisee plasmakalvon .

Erittyneet musiinit esim MUC2, MUC5, MUC6) muodostavat fysikaalisita estettä, mukoosigeeliä, joka suojaa hengitysteiden ja mahasuolikanavan epiteelipintaa ja verhoaa myös elinten tiehyitten pintoja esim maksassa, rintarauhasessa, haimassa ja munuaisessa. Trasmembraanit musiinit (esim MUC1 , MUC4, MUC13 ja MUC16) omaavat yhdesti kalvon läpi ulottuvan alueen ja ne antavat oman osansa suojaavaan mukoosigeeliin ektodomaaneillaan, jotka ovat vahvasti O-glykosyloituneet toistojaksoineen niin, että ovat sauvan tapaan jäykkinä (”pulloharjoina” ja ulottuvat epiteelisolun pinnasta ulospäin 100 nm ja n.10 nm glykokalyxin yli.

Mucin family members

The mucin family includes proteins that contain tandem repeat structures with a high proportion of prolines, threonines and serines (which constitute the PTS domain). Mucins are further defined by extensive glycosylation of the PTS domain through GalNAc O-linkages at the threonine and serine residues. The human mucin (MUC) family consists of members — designated MUC1 to MUC21 — that have been sub-classified into secreted and transmembrane forms. The secreted mucins (for example, MUC2, MUC5AC, MUC5B and MUC6) form a physical barrier, which as a mucous gel provides protection for epithelial cells that line the respiratory and gastrointestinal tracts and form the ductal surfaces of organs such as the liver, breast, pancreas and kidney (FIG. 1a). The transmembrane mucins (for example, MUC1, MUC4, MUC13 and MUC16) have a single membrane-spanning region and contribute to the protective mucous gel through their ectodomains of O-glycosylated tandem repeats that form rod-like structures that extend over 100 nm from the cell surface and beyond the ~10 nm glycocalyx (FIG. 1b).

Erittynyt ja transmembraani (TM) musiini muodostavat fysikaalisia esteitä suojaamaan epiteelejä.

Sekretorista musiinia vapautuu apikaalisesta kalvosta muodostamaan suojageeliä, joka rajoittaa altistumista suolistossa oleville bakteereille ja vaimentaa tulehdusreaktiovastetta. Geeli myös suojaa epiteelikerrosta haitallisilta tiloilta, esim. altistumiselta niellyille toksiineille, reaktiivisille happilajeille ja mahasuolikanavan proteolyyttisille  ( hajoittaville) entsyymeille. MUC2, musiini-2 on pääasiallinen erittynyt musiini , joka suojaten verhoaa suolikanavan limakalvoa. 

 TM- jakson omaavat musiinit

 

Transmembraanista musiinia ilmenee apikaalisessa solukalvossa siten, että glykosyloituneita toistoja sisältävä N-terminaalinen TR- alue ulottuu jäykkänä struktuurina glykokalyksin yläpuolelle mukoosageelin sisään asti. 

 

MUC1 (Episialiini, Ca15-3) ja MUC4 (ASGP) , mahdollisesti myös MUC13 (DRCC1) ovat heterodimeerejä, jotka translatoituvat yksittäisinä polypeptideinä ja pilkkoutuvat N- ja C-terminaalisiksi alayksiköiksi fragmenteiksi (autoprotolyysillä SEA- domaanista) ja fraktiot muodostavat stabiilin ei-kovalenttisen kompleksin. 

 

Erittyvien musiinien evoluutio on sisällyttänyt eräisiin musiineihin tuon TM (transmembraanisen) domeenin omaavan komponentin, mistä epiteelisolut ovat saaneet lisää tasokasta puolustusta edistämään niiden kasvua, korjaantumista ja elossapysymistä. 

 

MUC1 N-terminaalisen osan vapautuminen tapahtuu säätelyllisesti (sheddaasientsyymeillä) ,a kalvoon jäänyt TM- jakson sisältävä   C-terminaali toimii signaalitehtävissä ja voi kokonaisuudessaan siirtyä tumaankin asti TM- jakso mukana tarvittaessa. 

Tämä on hyvin korkeatasoista musiinin säätelyä. 

" Sheddaasit" sorvaavat kalvoon jääneen pätkän sellaiseksi, että se  voi tarvittaessa signaloida esim tulehduksesta tai stressistä suoraan tumaan asti;  (TACE/ADAM17 ja MT1-MMP).

MUC1 ja NOTCH (joka on rakenteeltaan musiiniglykoproteiini) omaavat tässä tiettyä samankaltaisuutta, josta  ohessa mainittu artikkeli valaisee. Erityinen ero on prosessoitumisessa, jossa NOTCH jättää tumasignaaliksi vain lyhyen päädyn, mutta MUC1 antaa jopa TM-jakson (ja osan SEA- domeenia) C-terminaalin kanssa tumasignaaliin mukaan. Tätä mainitaan epätavalliseksi, mutta kuitenkin N-CAM ja dystroglykaani käyttävät samanlaista tumasignalointitapaa). 

MUC16 voi myös autoproteolysoitua, mutta ei tiedetä , ilmeneekö se heterodimeerin tai vapautuuko musiinidomeeni kun MUC16 asettuu  apikaaliseen kalvoon.

  

Mucin family members

The mucin family includes proteins that contain tandem repeat structures with a high proportion of prolines, threonines and serines (which constitute the PTS domain). Mucins are further defined by extensive glycosylation of the PTS domain through GalNAc O-linkages at the threonine and serine residues. The human mucin (MUC) family consists of members — designated MUC1 to MUC21 — that have been sub-classified into secreted and transmembrane forms. The secreted mucins (for example, MUC2, MUC5AC, MUC5B and MUC6) form a physical barrier, which as a mucous gel provides protection for epithelial cells that line the respiratory and gastrointestinal tracts and form the ductal surfaces of organs such as the liver, breast, pancreas and kidney (FIG. 1a). The transmembrane mucins (for example, MUC1, MUC4, MUC13 and MUC16) have a single membrane-spanning region and contribute to the protective mucous gel through their ectodomains of O-glycosylated tandem repeats that form rod-like structures that extend over 100 nm from the cell surface and beyond the ~10 nm glycocalyx (FIG. 1b).

• Secreted and transmembrane mucins form physical barriers that protect epithelia

a| The secreted mucins  are released from the apical membrane to form a protective gel that limits exposure to commensal bacteria and suppresses the inflammatory response. The gel also protects the epithelial layer from adverse conditions, for example exposure to ingested toxins, reactive oxygen species (ROS) and proteolytic enzymes in the gastrointestinal tract. Mucin 2 (MUC2) is the major secreted mucin lining the gastrointestinal mucosa.

b | The transmembrane mucins are expressed in the apical cell membrane so that the region containing the glycosylated tandem proline, threonine and serine (PTS) repeats extends as a rigid structure beyond the glycocalyx and into the mucous gel. MUC1 and MUC4, and possibly MUC13, are heterodimers that are translated as single polypeptides and cleaved into amino- and carboxy-terminal subunits that in turn form a stable non-covalent complex.

The N-terminal mucin subunits containing the PTS repeats are tethered to the cell surface in a complex with the C-terminal transmembrane subunit. Release of the N-terminal subunits into the mucous gel leaves the transmembrane subunits as receptors to signal the presence of inflammation and other forms of stress to the interior of the cell. Evolution of the secreted mucins to include a transmembrane component thus provided an additional level of defence to promote the growth, repair and survival of epithelial cells. MUC16 can also undergo autocleavage; however, it is not known whether MUC16 is expressed as a heterodimeric complex or whether release of the mucin region occurs after positioning of MUC16 in the apical membrane.