COL1A1 |
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Estruturas disponíveis |
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PDB | Pesquisa Human UniProt: PDBe RCSB |
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Lista de códigos id do PDB |
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3GXE, 1Q7D, 2LLP, 3EJH |
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Identificadores |
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Nomes alternativos | COL1A1 |
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IDs externos | OMIM: 120150 HomoloGene: 73874 GeneCards: COL1A1 |
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Doenças Geneticamente Relacionadas |
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cancro da mama, Caffey disease, osteoporose, Ehlers-Danlos syndrome, arthrochalasis type[1] |
Ontologia genética |
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Função molecular | • metal ion binding • identical protein binding • platelet-derived growth factor binding • extracellular matrix structural constituent • GO:0001948, GO:0016582 ligação a proteínas plasmáticas • protease binding • extracellular matrix structural constituent conferring tensile strength
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Componente celular | • endoplasmic reticulum lumen • citoplasma • complexo de Golgi • retículo endoplasmático • colágeno • secretory granule • GO:0005578 matriz extracelular • extracellular space • collagen type I trimer • extracellular region • collagen-containing extracellular matrix
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Processo biológico | • cellular response to tumor necrosis factor • coagulação sanguínea • Erupção dentária • response to mechanical stimulus • response to corticosteroid • negative regulation of cell-substrate adhesion • response to steroid hormone • extracellular matrix organization • osteoblast differentiation • collagen fibril organization • skin morphogenesis • bone trabecula formation • cicatrização de feridas • skin development • ossificação intramembranosa • positive regulation of cell migration • tooth mineralization • cellular response to epidermal growth factor stimulus • cellular response to fibroblast growth factor stimulus • response to estradiol • collagen catabolic process • response to cAMP • cellular response to vitamin E • response to fluoride • cartilage development involved in endochondral bone morphogenesis • audição • response to peptide hormone • cellular response to retinoic acid • cellular response to transforming growth factor beta stimulus • regulation of immune response • cellular response to fluoride • GO:0060469, GO:0009371 positive regulation of transcription, DNA-templated • leukocyte migration • collagen biosynthetic process • protein heterotrimerization • cellular response to amino acid stimulus • ossificação endocondral • response to hyperoxia • face morphogenesis • protein transport • response to nutrient • platelet activation • percepção visual • positive regulation of epithelial to mesenchymal transition • response to hydrogen peroxide • embryonic skeletal system development • skeletal system morphogenesis • osteogênese • response to nutrient levels • positive regulation of canonical Wnt signaling pathway • protein localization to nucleus • cellular response to mechanical stimulus • skeletal system development • blood vessel development • collagen-activated tyrosine kinase receptor signaling pathway
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Sources:Amigo / QuickGO |
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Ortólogos |
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Espécie | Humano | Rato |
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Entrez | | |
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Ensembl | | |
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UniProt | | |
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RefSeq (mRNA) | | |
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RefSeq (proteína) | | |
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Localização (UCSC) | n/a | n/a |
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Pesquisa PubMed | [2] | n/a |
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Wikidata |
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O colagénio, tipo I, alfa 1, também conhecido como colagénio alfa-1 tipo I, é uma proteína que em humanos é codificada pelo gene COL1A1. O COL1A1 codifica o principal componente do colagénio tipo I, o colagénio fibrilar encontrado na maioria dos tecidos conjuntivos, incluindo a cartilagem.
Função
O colagénio é uma proteína que fortalece e suporta muitos tecidos do corpo, incluindo cartilagem, osso, tendão, pele e parte branca do olho (esclera). O gene COL1A1 produz um componente do colagénio tipo I, chamado de cadeia pró-alfa1 (I). Essa cadeia combina-se com outra cadeia pró-alfa1 (I) e também com uma cadeia pró-alfa2 (I) (produzida pelo gene COL1A2) para formar uma molécula de procolagénio tipo I. Essas moléculas de procolagénio tipo cadeia tripla e em forma de corda devem ser processadas por enzimas externas à célula. Depois que essas moléculas são processadas, elas se organizam em fibrilas longas e finas que se cruzam entre si nos espaços ao redor das células. As ligações cruzadas resultam na formação de fibras colágenas maduras tipo I muito fortes. A função colágena inclui rigidez e elasticidade.
Gene
O gene COL1A1 está localizado no braço longo (q) do cromossoma 17 entre as posições 21.3 e 22.1, do par de bases 50.183.289 ao par de bases 50.201.632.
Significado clínico
Mutações no gene COL1A1 estão associadas às seguintes condições:
- Síndrome de Ehlers-Danlos do tipo artrochalasia é causada por mutações no gene COL1A1. As mutações no gene COL1A1 que causam esse distúrbio instruem a célula a deixar de fora uma parte da cadeia pró-alfa1 (I) que contém um segmento usado para conectar uma molécula a outra. Quando esta parte da proteína está ausente, a estrutura do colagénio tipo I fica comprometida. Tecidos ricos em colagénio tipo I, como pele, ossos e tendões, são afetados por essa alteração. O tipo IV de Ehlers-Danlos é mais atribuído a anormalidades nas fibras reticulares (colagénio tipo III).
- Síndrome de Ehlers-Danlos, tipo clássico: em casos raros, uma mutação no gene COL1A1 demonstrou causar o tipo clássico da síndrome de Ehlers-Danlos. Essa mutação substitui o aminoácido cisteína pelo aminoácido arginina na posição 134 na proteína produzida pelo gene. (A mutação também pode ser escrita como Arg134Cys.) A proteína alterada interage anormalmente com outras proteínas construtoras de colagénio, interrompendo a estrutura das fibrilas de colagénio tipo I e aprisionando o colagénio na célula. Os pesquisadores acreditam que essas alterações no colagénio causam os sinais e sintomas do distúrbio. O tipo IV de Ehlers-Danlos é mais atribuído a anormalidades nas fibras reticulares (colagénio tipo III). Sem a hidroxilação da lisina, pela enzima lisil hidroxlase, a estrutura final do colagénio não pode se formar.
- Osteogénese imperfeita, tipo I: a osteogénese imperfeita é o distúrbio mais comum causado por mutações nesse gene. Mutações que desativam uma das duas cópias do gene COL1A1 causam osteogénese imperfeita tipo I. A cópia mutada do gene não produz nenhuma cadeia de colagénio pró-alfa1 (I). Como apenas uma cópia do gene está direcionando a célula para formar cadeias pró-alfa1 (I), as células de pessoas com esse distúrbio produzem apenas metade da quantidade normal de colagénio tipo I, o que resulta em fragilidade óssea e outros sintomas.
- Osteogénese imperfeita, tipo II: muitos tipos diferentes de mutações no gene COL1A1 podem causar osteogénese imperfeita tipo II. Essas mutações variam de partes ausentes do gene COL1A1 a substituições de aminoácidos, nas quais o aminoácido glicina é substituído por outro aminoácido na cadeia proteica. Às vezes, uma extremidade do gene (chamada terminal C) é alterada, o que interfere na associação das cadeias de proteínas. Todas essas alterações impedem a produção normal de colagénio maduro tipo I, o que resulta nessa condição grave, osteogénese imperfeita tipo II.
- Osteogénese imperfeita, tipo III: mutações no gene COL1A1 podem resultar na produção de uma proteína que está faltando segmentos, tornando-a inutilizável para a produção de colagénio. Outras mutações fazem com que o aminoácido glicina seja substituído por um aminoácido diferente na cadeia pró-alfa1 (I), que inibe a interação essencial entre as cadeias de proteínas. A produção de colagénio tipo I é inibida pela incapacidade dos filamentos de procolagénio alterados de associar e formar a estrutura de cordão triplo do colagénio maduro. Essas alterações afetam negativamente tecidos ricos em colgénio tipo I, como pele, ossos, dentes e tendões, levando a sinais e sintomas da osteogénese imperfeita tipo III.
- Osteogénese imperfeita, tipo IV: vários tipos diferentes de mutações no gene COL1A1 causam osteogénese imperfeita tipo IV. Essas mutações podem envolver partes ausentes do gene COL1A1 ou alterações nos pares de bases (os blocos de construção do DNA). Essas alterações genéticas resultam em uma proteína que está faltando segmentos ou tem substituições de aminoácidos; especificamente, o aminoácido glicina é substituído por outro aminoácido. Todas essas alterações interferem na formação da molécula de colagénio de cadeia tripla madura e impedem a produção de colagénio tipo I maduro, o que resulta em osteogénese imperfeita do tipo IV.
- Osteoporose: a osteoporose é uma condição que torna os ossos progressivamente mais frágeis e propensos a fraturas. Uma variação específica (polimorfismo) no gene COL1A1 parece aumentar o risco de desenvolver osteoporose. Demonstra-se que uma variação específica no local de ligação de Sp1 está associada a um risco aumentado de baixa massa óssea e fratura vertebral, devido às alterações da proteína COL1A1 produzida a partir de uma cópia do gene. Vários estudos demonstraram que mulheres com essa variação genética específica no local Sp1 têm maior probabilidade de apresentar sinais de osteoporose do que mulheres sem variação.
Leitura adicional
- «Influence of polymorphisms in VDR and COLIA1 genes on the risk of osteoporotic fractures in aged men». Kidney Int Suppl. 63. PMID 12753258. doi:10.1046/j.1523-1755.63.s85.5.x
- «Extra-cellular matrix in vascular networks». Cell Prolif. 37. PMID 15144498. doi:10.1111/j.1365-2184.2004.00306.x
- «Gene targeting in stem cells from individuals with osteogenesis imperfecta». Science. 303. PMID 14976317. doi:10.1126/science.1088757
- «Osteogenesis imperfecta: prospects for molecular therapeutics». Mol Genet Metab. 71. PMID 11001814. doi:10.1006/mgme.2000.3039
- «Regulation of type I collagen genes expression». Int Rev Immunol. 12. PMID 7650420. doi:10.3109/08830189509056711
- «Reduced bone density and osteoporosis associated with a polymorphic Sp1 binding site in the collagen type I alpha 1 gene». Nat. Genet. 14. PMID 8841196. doi:10.1038/ng1096-203
- «Association of polymorphism at the type I collagen (COL1A1) locus with reduced bone mineral density, increased fracture risk, and increased collagen turnover». Arthritis Rheum. 42. PMID 10025922. doi:10.1002/1529-0131(199902)42:2<285::AID-ANR10>3.0.CO;2-3
- «Osteogenesis imperfecta». J Am Acad Orthop Surg. 6. PMID 9682085. doi:10.5435/00124635-199807000-00004
- «Meta-analysis of COL1A1 Sp1 polymorphism in relation to bone mineral density and osteoporotic fracture». Bone. 32. PMID 12810179. doi:10.1016/S8756-3282(03)00087-5
- «Classical Ehlers-Danlos syndrome caused by a mutation in type I collagen». Am J Hum Genet. 66. PMC 1288203. PMID 10739762. doi:10.1086/302859
- «Stability related bias in residues replacing glycines within the collagen triple helix (Gly-Xaa-Yaa) in inherited connective tissue disorders». Hum Mutat. 24. PMID 15365990. doi:10.1002/humu.20091
- «Genetic control of susceptibility to osteoporosis». J Clin Endocrinol Metab. 87. PMID 12050200. doi:10.1210/jc.87.6.2460
- «Osteogenesis imperfecta: translation of mutation to phenotype.». J. Med. Genet. 28. PMC 1016951. PMID 1895312. doi:10.1136/jmg.28.7.433
- «Mutations in collagen genes: causes of rare and some common diseases in humans.». FASEB J. 5. PMID 2010058. doi:10.1096/fasebj.5.7.2010058
- «Mutations in fibrillar collagens (types I, II, III, and XI), fibril-associated collagen (type IX), and network-forming collagen (type X) cause a spectrum of diseases of bone, cartilage, and blood vessels.». Hum. Mutat. 9. PMID 9101290. doi:10.1002/(SICI)1098-1004(1997)9:4<300::AID-HUMU2>3.0.CO;2-9
- «Regulation of type I collagen genes expression.». Nephrol. Dial. Transplant. 15 Suppl 6. PMID 11143996. doi:10.1093/ndt/15.suppl_6.66
- Guerreiro, Susana G.; Unger, Ronald E.; Cerqueira, Nuno M. F. S. A.; Sartoris, Anne; Martins, Maria J.; Barbosa, Mário A.; Soares, Raquel; Granja, Pedro L.; Kirkpatrick, Charles J. (janeiro de 2021). «Alkaline phosphatase dual‐binding sites for collagen dictate cell migration and microvessel assembly in vitro». Journal of Cellular Biochemistry (em inglês) (1): 116–129. ISSN 0730-2312. doi:10.1002/jcb.29835. Consultado em 8 de dezembro de 2023
Referências
- ↑ «Doenças geneticamente associadas a COL1A1 ver/editar referências no wikidata»
- ↑ «Human PubMed Reference:»
Ligações externas
- GeneReviews / NCBI / NIH / UW entrada em Osteogénese Imperfeita
- OMIM 120150
- EntrezGene 1277
- COL1A1 GeneCard
- Base de dados de mutações humanas no colagénio tipo I e III