Ген SLC18B1
Ген SLC18B1 (Solute Carrier Family 18 Member B1) - Кодирует белок, принадлежащий к суперсемейству основных фасилитаторов (Major Facilitator Superfamily, MFS).
Ген SLC18B1 также известен как C6orf192 и расположен на хромосоме 6q22.3 у человека.
Белок MFS функционирует как везикулярный транспортер полиаминов (VPAT), обеспечивая транспорт полиаминов (таких как спермидин и спермин) и моноаминов (например, серотонина) из цитозоля в секреторные везикулы перед их высвобождением посредством экзоцитоза.
Ген SLC18B1 был впервые идентифицирован в 2010 году как член семейства SLC18, которое также включает транспортеры моноаминов (VMAT1, VMAT2) и ацетилхолина (VAChT).
Структура гена и белка
- Ген SLC18B1 содержит 7 транскриптов (по данным Ensembl), кодирующих белок длиной 456 аминокислот с 12 трансмембранными доменами и внутриклеточными N- и C-концами.
- Белок SLC18B1 обладает высокой гомологией с белками крыс, лягушек (Xenopus) и рыб (Danio rerio).
- Белок SLC18B1 использует электрохимический градиент протонов, создаваемый вакуолярной H+-АТФазой (V-ATPase), для транспорта полиаминов и моноаминов.
- Механизм транспорта заключается в антипорте: два протона обмениваются на одну молекулу субстрата.
Функции белка
SLC18B1 выполняет следующие ключевые функции:
Транспорт полиаминов:
- Обеспечивает накопление спермидина и спермина в везикулах для их последующего высвобождения.
- Полиамины играют важную роль в регуляции клеточных процессов, включая синтез белков, стабилизацию ДНК и нейротransмиссию.
Транспорт моноаминов:
- Способен транспортировать серотонин и, с меньшей аффинностью, ацетилхолин.
Нейротрансмиссия и память:
- SLC18B1 участвует в везикулярном хранении полиаминов в астроцитах, влияя на глутаматергическую передачу и формирование памяти.
- Исследования на животных показали, что нокаут SLC18B1 приводит к снижению уровня полиаминов в мозге (около 20%) и ухудшению краткосрочной и долгосрочной памяти.
Диагностика воспаления:
- SLC18B1 транспортирует оптический зонд CDg16, который может использоваться для визуализации воспалительных процессов, связанных с активированными макрофагами.
Экспрессия гена
- Ген высоко экспрессирован в мозге (особенно в лобной коре), CD8+ Т-клетках и B-лимфоцитах.
- В других тканях, таких как кишечник и плавательный пузырь (у рыб), также наблюдается экспрессия.
Эволюционное значение
- Ген SLC18B1 присутствует у животных, начиная от насекомых до человека, что указывает на его консервативность.
- Ген SLC18B1 отсутствует у некоторых видов, таких как дрожжи (Ashbya gossypii) и E. coli.
- Ген SLC18B1 формирует уникальную эволюционную ветвь среди транспортеров семейств SLC16, SLC17 и SLC18.
Связанные заболевания
- Ген ассоциирован с ювенильным паркинсонизмом, хотя прямых доказательств причинно-следственной связи пока недостаточно.
- Нокаут SLC18B1 у мышей приводит к снижению уровня полиаминов в мозге, нарушению памяти и изменению реакции на аддиктивные вещества.
- В онкологии SLC18B1 не классифицируется как онкоген, и данные о его роли в раке ограничены.
Транспортные характеристики
- SLC18B1 использует протонный градиент для транспорта субстратов.
- Способен транспортировать спермидин, спермин, серотонин и, с низкой аффинностью, ацетилхолин.
- В исследованиях с протеолипосомами, содержащими SLC18B1, подтверждена его способность транспортировать полиамины с использованием энергии, генерируемой V-ATPase.
Связанные исследования и материалы
Основные публикации
Jacobsson et al., 2010 (J. Molec. Neurosci.):
- Исследование, в котором впервые описан SLC18B1 (C6orf192) как член семейства SLC18.
- Ген был охарактеризован как транспортер, экспрессирующийся в мозге, с уникальной эволюционной ветвью среди SLC16, SLC17 и SLC18.
Moriyama et al., 2020 (BBA - Biomembranes):
- Подробное описание SLC18B1 как везикулярного транспортера полиаминов (VPAT).
- Исследование подтвердило, что SLC18B1 транспортирует спермидин, спермин и серотонин, используя H+-градиент.
- Нокаут гена у мышей показал снижение полиаминов в мозге и нарушения памяти.
Fredriksson et al., 2019:
- Исследование роли SLC18B1 в транспорте зонда CDg16, используемого для визуализации воспаления.
Zhou et al., 2013 (J. Proteome Res.):
- Анализ фосфопротеома раковых клеток, включающий данные о SLC18B1.
Van Damme et al., 2012 (PNAS):
- Исследование N-концевой ацетилации белков, включая SLC18B1, и ее функциональных последствий.
Ресурсы для исследований
GeneCards:
- Полная информация о гене, включая функции, белки, экспрессию и ортологи.
- https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=SLC18B1
- https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=SLC18B1&keywords=MFS-type%252Ctransporter%252CSLC18B1
NCBI Gene:
- Официальная база данных с аннотациями гена, включая последовательности и ссылки на публикации.
OMIM:
- Данные о гене и его ассоциации с заболеваниями, включая ювенильный паркинсонизм.
The Human Protein Atlas:
- Информация об экспрессии белка SLC18B1 в различных тканях.
COSMIC:
- Данные о мутациях SLC18B1 в раковых клетках, хотя ген не считается онкогеном.
UniProt:
- Подробные данные о структуре и функциях белка SLC18B1.
- https://www.uniprot.org/uniprot/Q96BI1
ZFIN:
- Информация об ортологе slc18b1 у рыб (Danio rerio), включая экспрессию в кишечнике и плавательном пузыре.
ResearchGate:
- Публикации, включая статьи о роли SLC18B1 в транспорте полиаминов и визуализации воспаления.
Инструменты для исследований
CRISPR/Cas9:
- Векторные системы для нокаута, нокина, активации или подавления SLC18B1 доступны через VectorBuilder и Santa Cruz Biotechnology.
- Малые интерферирующие РНК для подавления экспрессии SLC18B1, включая модифицированные варианты для повышения стабильности (Creative Biolabs).
Клеточные линии:
- Нокаутные клеточные линии SLC18B1 (например, Hep G2) доступны через Ubigene для исследований.
Клоны cDNA и ORF:
- Доступны через GenScript и GeneCopoeia для экспрессии SLC18B1 в модельных системах.
- Boster Bio предлагает услуги по созданию антител против SLC18B1 для вестерн-блоттинга и иммуногистохимии.
Исследовательские направления
Нейробиология:
- Изучение роли SLC18B1 в нейротрансмиссии и памяти, особенно через влияние на полиаминовый метаболизм.
Диагностика:
- Использование SLC18B1 для транспорта зондов, таких как CDg16, в визуализации воспаления.
Онкология:
- Анализ мутаций SLC18B1 в раковых клетках, хотя его роль в канцерогенезе пока не подтверждена.
Фармакология:
- Исследование SLC18B1 как мишени для модуляции полиаминового транспорта в контексте неврологических и воспалительных заболеваний.
Заключение
Ген SLC18B1 - Кодирует везикулярный транспортер полиаминов (VPAT), который играет важную роль в транспорте полиаминов и моноаминов, влияя на нейротрансмиссию, память и воспалительные процессы.
Высокая экспрессия гена SLC18B1в мозге и иммунных клетках делает его перспективной мишенью для исследований в нейробиологии, диагностике и фармакологии.
Доступные ресурсы, включая базы данных, клеточные линии и молекулярные инструменты, обеспечивают широкие возможности для дальнейшего изучения этого гена.