Kollagen Typ I, alpha 2, auch bekannt als Alpha-2-Typ-I-Kollagen, ist ein Protein, das im menschlichen Organismus vom Gen COL1A2 codiert wird. Bei Säugetieren ist Kollagen Typ I, ein fibrilläres Kollagen, der häufigste Kollagentyp und kommt in Haut, Sehnen, Faszien, Knochen, im Bindegewebe, Knorpeln, Gefäßen, inneren Organen, Sclera und im Dentin vor. Besonders ist COL1A2 in der glatten Muskulatur, in Adipozyten und im Uterus am stärksten exprimiert.[1]
| Kollagen Typ I, alpha 2 | ||
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| Andere Namen |
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| Eigenschaften des menschlichen Proteins | ||
| Masse/Länge Primärstruktur | 129.314 Dalton / 1.366 Aminosäuren (Isoform 1) 19.869 Dalton / 179 Aminosäuren (Isoform 2) 115.329 Dalton / 1.039 Aminosäuren (Isoform 3) | |
| Isoformen | 3 | |
| Bezeichner | ||
| Gen-Namen | COL1A2 OI4 | |
| Externe IDs | ||
| Vorkommen | ||
| Homologie-Familie | Hovergen | |
| Übergeordnetes Taxon | Eukaryoten | |
| Orthologe | ||
| Mensch | Hausmaus | |
| Entrez | 1278 | 12843 |
| Ensembl | ENSG00000164692 | ENSMUSG00000029661 |
| UniProt | P08123 | P11087 |
| Refseq (mRNA) | NM_000089 | NM_007743 |
| Refseq (Protein) | NP_000080 | NP_031769 |
| Genlocus | Chr 7: 94.39 – 94.43 Mb | Chr 6: 4.5 – 4.54 Mb |
| PubMed-Suche | 1278 | 12843 |
Genstruktur
COL1A2 wird durch 52 Exons codiert. Die Exons sind folgendermaßen verteilt: Sechs befinden sich am N-terminalen Propeptid, 42 auf der Alpha-2(I)-Kette und vier am C-terminalen Propeptid.[2] Das Gen befindet sich auf dem langen Chromosomenarm (q-Arm) auf der Chromosomenbande 7q21.3 des Chromosoms 7.[1]
COL1A2 befindet sich vermehrt im Extrazellularraum. Das Gen ist auch in der Zellmembran, im Nukleus, im Cytoskelett und im Lysosom vorhanden.[1]
Funktion
Kollagen Typ I besitzt als Tertiärstruktur eine Tripelhelix. Es beinhaltet zwei Pro-α1(I)-Polypeptidketten, die durch das Gen COL1A1 codiert werden, und eine Pro-α2(I)-Kette, die durch das hier beschriebene Gen codiert wird, um ein Prokollagen Typ I bilden zu können. Dieses Prokollagen muss außerhalb der Zelle prozessiert werden. Die anschließende Vernetzung resultiert in einer sehr starken und reifen Kollagenfibrille Typ I.[3] Mutationen in diesem Gen werden mit der Erbkrankheit Osteogenesis imperfecta Typ I–IV, dem Ehlers-Danlos-Syndrom (Anthrochalasie und Klassischer Typ), der Idiopathischen juvenilen Osteoporose und dem atypischen Marfan-Syndrom assoziiert.[1]
Interaktion mit anderen Proteinen
COL1A2 interagiert insgesamt mit 27 Proteinen:[1][4]
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Klinische Signifikanz
Mutationen im Gen COL1A2 könnten folgende Krankheiten verursachen:
- Ehlers-Danlos-Syndrom, Arthrochalasie Typ: Bei diesem Syndrom werden 18 Aminosäuren deletiert. Das deletierte Segment korrespondiert mit dem N-terminalen Telopeptid, das durch sechs Exons der Pro-α2(I)-Kollagenkette codiert wird. Eine Sequenzierung einer speziell präparierten cDNA bestätigen die Präsenz von zwei distinkten Varianten von Pro-alpha-2(I)-mRNAs: Die eine Variante ist normal, während die andere eine Lücke aufweist, da eine Sequenz des Exons 6 fehlt. Eine limitierte Sequenzierung von genomischen cDNA-Klonen zeigt, dass bei einem der Pro-alpha-2(I)-Allele eine konservative Substitution im siebenten Codon des Exons 6 stattgefunden hat. Dabei wurde das Codon GAC gegen GAT substituiert und es fand eine Transition statt, wobei Adenin gegen Guanin an der Position 1 des Introns 6 substituiert wurde. Dies führt zu einer verkürzten Pro-alpha-2(I)-Kollagen-mRNA. Aufgrund dieser Punktmutation resultiert es in einer Dysfunktion der Exon 5- und 7-Sequenz.[5]
- Osteogenesis imperfecta Typ I (OI1): Ursache dafür ist eine G-A-Transition im COL1A2-Gen, das in eine Substitution von Cystein gegen Glycin an der Position 246 der Alpha-2(I)-Kette resultiert. Diese mutierten Kollagenmoleküle Typ I denaturieren bereits bei niedrigen Temperaturen.[6]
- Osteogenesis imperfecta Typ II (OI2): Bei OI2 konnte ein Einzelnukleotid-Polymorphismus in der mRNA nachgewiesen werden. Diese Region der mRNA wurde mithilfe der Polymerase-Kettenreaktion amplifiziert. Eine heterozygote Punktmutation von Guanin zu Cytosin im Basenpaar 1.774 der Kollagen-alpha-2(I)-mRNA resultiert in einer Substitution von Glycin mit Arginin an der Position 457 der Helix. Diese Mutation führt zu einer verminderten Prokollagensekretion und zu einer Destabilisierung der Helix, welches durch die verringerte thermale Stabilität nachgewiesen wurde.[7]
- Osteogenesis imperfecta Typ III (OI3): OI3 wird durch eine Punktmutation, genauer einer Transversion, verursacht. Es findet eine G-T-Transversion an der Nukleotidposition 1121 statt, die zu der Aminosäuresubstitution Gly238Cys führt.[8]
- Osteogenesis imperfecta Typ IV (OI4): OI4 wird durch eine G-C-Transversion an der Position 1406 im COL1A2-Gen hervorgerufen, das in eine Gly379Ala-Substitution resultiert.[9]
- Marfan-Syndrom: Bei diesem Syndrom werden zwei verschiedene Varianten der Alpha-2(I)-Kette nachgewiesen: Eine ist normal, wobei die andere abnormale Kette eine Insertion von 20 Aminosäuren am N-terminalen Ende des Propeptids aufweist und somit eine höhere Molekülmasse hat.[10]
