Ген SLC23A1

Ген SLC23A1 (Solute Carrier Family 23 Member 1) - Кодирует белок, который является одним из двух натрий-зависимых транспортеров витамина С (SVCT1) в организме человека.

Белок SVCT1 играет ключевую роль в транспорте витамина С (аскорбиновой кислоты) через эпителиальные поверхности, обеспечивая его всасывание и распределение в органах.

Ранее ген имел обозначение SLC23A2, но позже был переименован в SLC23A1 для уточнения его функции и отличия от другого транспортера витамина С, кодируемого геном SLC23A2 (SVCT2).

1. Общая информация о гене SLC23A1

Название:

Solute Carrier Family 23 Member 1. GeneCards

Локализация:

Хромосома 5, локус 5q31.2-31.3. NCBI

Размер гена:

Ген охватывает около 50 кб геномной ДНК и содержит 17 экзонов.

Кодируемый белок:

SVCT1 (Sodium-dependent Vitamin C Transporter 1), состоящий из 598 аминокислот. UniProt

Функция:

Натрий-зависимый котранспорт аскорбиновой кислоты с соотношением 2 Na⁺ на одну молекулу аскорбата.
Обеспечивает активный транспорт витамина С через эпителиальные барьеры, такие как кишечник и почки, поддерживая гомеостаз витамина С.

Экспрессия:

Высокая экспрессия в эпителиальных тканях (кишечник, почки, печень) и головном мозге, что подчеркивает роль в абсорбции и реабсорбции витамина С. GTEx

2. Структура и молекулярные характеристики

Геномная структура:

Ген состоит из 17 экзонов, экзон 3 содержит стартовый кодон трансляции.
Размеры экзонов варьируются от 58 до 4407 пар оснований. PubMed

Белок SVCT1:

Мембранный белок с 12 трансмембранными доменами.
Высокая гомология с ортологами у млекопитающих.
Специфичен для аскорбиновой кислоты, но не нуклеобаз. ScienceDirect

Изоформы:

Существуют альтернативно сплайсированные транскрипты, кодирующие разные изоформы.
Изоформа 2 неактивна как транспортер.

Регуляция:

Экспрессия регулируется на транскрипционном и эпигенетическом уровнях. Стимуляция протеинкиназой С (PMA) снижает накопление аскорбата в 10 раз.

3. Функции и биологическая роль

Транспорт витамина С:

SVCT1 обеспечивает активный транспорт аскорбиновой кислоты в клетки кишечника (всасывание) и почек (реабсорбция), поддерживая системный уровень витамина С.

Антиоксидантная защита:

Витамин С, транспортируемый SVCT1, защищает клетки от окислительного стресса, особенно в тканях с высокой метаболической активностью, таких как мозг.

Метаболические пути:

Участвует в метаболизме водорастворимых витаминов и кофакторов, связан с сигнальным путем PAK.

Роль в мозге:

Высокая экспрессия в нейронах подчеркивает значение для защиты мозга от окислительного стресса, связанного с нейродегенеративными заболеваниями.

4. Связанные заболевания и генетические вариации

Гипоаскорбемия:

Недостаток витамина С (цинга) может быть связан с дисфункцией SVCT1, хотя мутации в SLC23A1 редки.

Агрессивный пародонтит:

Полиморфизм rs6596473 ассоциирован с повышенным риском пародонтита, указывая на роль витамина С в воспалении десен. GenScript

Преждевременные роды:

Генетические вариации в SLC23A1 связаны с повышенным риском спонтанных преждевременных родов.

Раковые заболевания:

SNPs в SLC23A1 влияют на риск развития лимфомы.

Глазные патологии:

Полиморфизмы связаны с концентрацией аскорбата в водянистой влаге и хрусталике, влияя на риск катаракты.

Кардиометаболические исходы:

SNP rs33972313 повышает уровень аскорбиновой кислоты, но не влияет на кардиометаболические исходы.

Нейродегенеративные заболевания:

Дисфункция SLC23A1 может быть связана с болезнями Альцгеймера и Паркинсона из-за роли витамина С в защите нейронов.

5. Исследования и материалы, связанные с SLC23A1

Sotiriou et al., 2002:

Slc23a1 критически важен для транспорта витамина С в мозг и выживания мышей в перинатальный период.
Нокаут приводит к летаргии и летальности. DOI: 10.1038/0502-514.

Bürzle et al., 2013:

Обзор SLC23A1 и SLC23A2, их структуры, функций и связи с заболеваниями.
SNPs (например, rs33972313) влияют на концентрацию аскорбата. DOI: 10.1016/j.mam.2012.12.002.

Senthilkumari et al., 2014:

Полиморфизмы SLC23A1 влияют на концентрацию аскорбата в водянистой влаге и хрусталике. DOI: 10.1016/j.exer.2014.05.013.

de Jong et al., 2014:

Полиморфизм rs6596473 связан с агрессивным пародонтитом. DOI: 10.1111/jcpe.12255.

Subramanian et al., 2017:

Исследование транскрипционных и эпигенетических механизмов экспрессии Slc23a1 в кишечнике. DOI: 10.1152/ajpgi.00375.2016.

Ресурсы для дальнейшего изучения:

GeneCards - информация о функциях, белках, заболеваниях и экспрессии SLC23A1.
NCBI Gene - аннотация гена, последовательности и публикации.
UniProt - структура и функция белка SVCT1.
GTEx Portal - данные об экспрессии SLC23A1 в тканях.
Ensembl - транскрипты, ортологи и фенотипы SLC23A1.

Инструменты и продукты для исследований:

CRISPR и RNAi:

Продукты для нокаута или нокдауна SLC23A1 от Applied Biological Materials, Synthego, VectorBuilder, Santa Cruz Biotechnology.

Антитела:

Антитела против SLC23A1 для вестерн-блоттинга, ИФА и иммуногистохимии от Abbexa, Boster Bio.

Клоны cDNA:

Клоны SLC23A1 для исследований экспрессии от GenScript.

6. Перспективы и будущие исследования

Генетические вариации:

Исследования полиморфизмов SLC23A1 могут уточнить их роль в чувствительности к дефициту витамина С и связанных заболеваниях (рак, нейродегенеративные расстройства, воспаления).

Терапевтические мишени:

Понимание структуры и функции SVCT1 может привести к разработке подходов для модуляции транспорта витамина С при окислительном стрессе.

Эпигенетическая регуляция:

Исследования эпигенетических механизмов экспрессии SLC23A1 могут открыть пути для персонализированной медицины.

Заключение

Ген SLC23A1 - Кодирует ключевой транспортер витамина С (SVCT1), обеспечивающий его всасывание и гомеостаз в организме.

Дисфункция гена SLC23A1 или генетические вариации связаны с пародонтитом, преждевременными родами и потенциально нейродегенеративными расстройствами.

Исследования SLC23A1 продолжают раскрывать его молекулярные механизмы и клиническое значение, а доступные ресурсы и инструменты облегчают дальнейшее изучение.