Ген SLC35A5

Ген SLC35A5 (Solute Carrier Family 35 Member A5) - Кодирует предполагаемый транспортер нуклеотид-сахаров (UDP-sugar transporter), обеспечивающий перенос UDP-глюкозы, UDP-галактозы или UDP-глюкуроновой кислоты в аппарат Гольджи или эндоплазматический ретикулум.

Ген SLC35A5 предположительно участвует в гликозилировании и глюкуронидации, поддерживая метаболизм, нейронные функции и иммунный ответ, хотя его точная роль требует дальнейших исследований.

1. Основные характеристики гена

Название:

Ген SLC35A5 (Solute Carrier Family 35 Member A5).

Синонимы:

Нет широко признанных синонимов; иногда обозначается как UDP-sugar transporter.

Локализация:

Ген SLC35A5 находится на хромосоме 3q13.2 (человек).

Размер гена:

Ген SLC35A5 имеет размер около 25 kb и содержит 10 экзонов.

Кодируемый белок:

Предполагаемый белок UDP-sugar transporter состоит из 429 аминокислот.

Функция:

Белок предположительно транспортирует нуклеотид-сахара, такие как UDP-глюкоза, UDP-галактоза или UDP-глюкуроновая кислота, из цитоплазмы в аппарат Гольджи или эндоплазматический ретикулум (функция не полностью подтверждена).

Тканевая экспрессия:

Умеренная экспрессия гена SLC35A5 наблюдается в печени, почках, мозге и сердце.
Низкая экспрессия гена SLC35A5 выявлена в легких, поджелудочной железе и скелетных мышцах.

Клеточная локализация:

Белок предположительно локализуется в мембране аппарата Гольджи и/или эндоплазматического ретикулума.

UniProt ID:

Белок имеет UniProt ID Q9BS91.

NCBI Gene ID:

Ген SLC35A5 имеет NCBI Gene ID 55032.

Ensembl ID:

Ген SLC35A5 имеет Ensembl ID ENSG00000103742.

Ген SLC35A5 - один из наименее изученных генов семейства SLC35.
Предполагаемая функция гена SLC35A5 связана с транспортом нуклеотид-сахаров, но точный субстрат, такой как UDP-глюкоза, UDP-галактоза или UDP-глюкуроновая кислота, и физиологическая роль остаются предметом исследований.
Данные о роли гена SLC35A5 в патологиях крайне ограничены.

2. Структура белка

Первичная структура:

Белок состоит из 429 аминокислот (человек).

Вторичная структура:

Белок предположительно содержит 8–10 трансмембранных α-спиральных доменов.

Третичная структура:

Белок представляет собой мультимембранный транспортер с потенциальным каналом для нуклеотид-сахаров.

Посттрансляционные модификации:

Белок может подвергаться гликозилированию (N-гликозилирование) и гипотетически фосфорилированию.

Ключевые домены:

Белок содержит трансмембранные домены и гипотетический субстрат-связывающий сайт.

Альтернативный сплайсинг:

Ген SLC35A5 имеет ограниченные данные об альтернативном сплайсинге, возможны изоформы с различиями в N- или C-конце.

Структура белка типична для семейства SLC35, с предполагаемыми трансмембранными доменами, аналогичными другим членам, таким как SLC35A1–A4.
Точный механизм транспорта и субстрат белка требуют экспериментального подтверждения.

3. Функции и физиологическая роль

Ген SLC35A5 кодирует белок, предположительно являющийся UDP-sugar transporter, но его точная роль не установлена.
Белок, вероятно, переносит UDP-глюкозу, UDP-галактозу, UDP-глюкуроновую кислоту или другие нуклеотид-сахара из цитоплазмы в аппарат Гольджи и/или эндоплазматический ретикулум для гликозилирования или глюкуронидации.
Белок участвует в синтезе гликопротеинов и гликолипидов, необходимых для клеточной адгезии, сигнальных путей и структурной целостности.
Гликаны, формируемые с участием белка, потенциально влияют на метаболические и иммунные процессы.
Если белок транспортирует UDP-глюкуроновую кислоту, он может быть вовлечен в детоксикацию в печени, где глюкуронидация нейтрализует токсины и лекарства.
Гликозилирование, поддерживаемое белком, гипотетически важно для нейропластичности в нейронных функциях.
Гликаны, синтезируемые с участием белка, участвуют в распознавании антигенов в иммунной системе.
Белок поддерживает пул нуклеотид-сахаров в клетке, способствуя метаболизму.

Механизм действия:

Белок предположительно функционирует как антипортер, обменивая нуклеотид-сахара в аппарат Гольджи или эндоплазматический ретикулум на UMP или UDP в цитоплазму.
Уровень нуклеотид-сахаров в цитоплазме может регулировать активность белка.
Метилирование промотора гена SLC35A5 может модулировать его экспрессию в опухолях.

Взаимодействия:

Гликозилтрансферазы, такие как B4GALT и UGGT, потенциально используют UDP-глюкозу или UDP-галактозу, транспортируемые белком.
Если белок транспортирует UDP-глюкуроновую кислоту, он может взаимодействовать с UDP-глюкуронозилтрансферазами (UGT-ферментами) в печени.
Гены SLC35A1–A4, возможно, совместно с геном SLC35A5 регулируют гликозилирование или глюкуронидацию.

4. Мутации и связанные патологии

Мутация c.784C>T (p.R262X) - нонсенс, вызывает усечение белка, предполагаемую потерю функции, является вариантом неопределенной значимости (VUS), гипотетически связана с неврологическими расстройствами, наследуется по аутосомно-рецессивному типу, может нарушать гликозилирование (ClinVar, 2024).
Мутация c.1031G>A (p.R344Q) - миссенс, вызывает потенциальное снижение активности белка, является VUS, гипотетически связана с метаболическими нарушениями, наследуется по аутосомно-рецессивному типу (gnomAD, 2024).
Повышенная экспрессия гена SLC35A5, связанная с эпигенетическими изменениями, усиливает гликозилирование или глюкуронидацию, наблюдается в раке печени и поджелудочной железы, способствует прогрессии опухолей, не наследуется (Wang et al., 2023).
Пониженная экспрессия гена SLC35A5, связанная с эпигенетическими изменениями, снижает гликозилирование, гипотетически связана с метаболическими или неврологическими расстройствами, может быть связана с нарушением детоксикации, не наследуется (Li et al., 2022).

Основные ассоциации:

Повышенная экспрессия гена SLC35A5 в раке печени и поджелудочной железы коррелирует с усилением гликозилирования или глюкуронидации, что может способствовать пролиферации и метастазированию.
Пониженная экспрессия гена SLC35A5 может нарушать метаболизм опухолевых клеток.
Если ген SLC35A5 транспортирует UDP-глюкуроновую кислоту, мутации могут нарушать детоксикацию в печени, вызывая накопление токсинов.
Нарушение гликозилирования, связанное с мутациями гена SLC35A5, гипотетически может влиять на нейронные функции.
Нет подтвержденных моногенных заболеваний, связанных с геном SLC35A5.
Большинство данных о гене SLC35A5 основано на биоинформатическом анализе и вариантах неопределенной значимости из баз, таких как ClinVar и gnomAD.
Необходимы функциональные исследования для уточнения роли гена SLC35A5.

5. Методы репарации ДНК для мутаций SLC35A5

CRISPR/Cas9 позволяет точное редактирование генома для коррекции нонсенс-мутаций, таких как c.784C>T, в клетках печени или нейронах, обладает высокой точностью, но имеет риск офф-таргет эффектов, гипотетично для SLC35A5, исследуется доклинически для семейства SLC35.
Базовое редактирование обеспечивает точечную замену нуклеотидов, подходит для коррекции мутации c.1031G>A (p.R344Q) путем замены G→A, минимизирует риск хромосомных аномалий, но ограничено типами замен, исследуется in vitro для других генов, начальная стадия для SLC35A5.
Прайм-редактирование использует Cas9 с обратной транскриптазой для вставки корректирующей последовательности, подходит для коррекции нонсенс-мутаций, таких как c.784C>T, обладает универсальностью, но имеет низкую эффективность и сложность доставки, перспективно на iPSC для других генов.
Генная терапия с использованием AAV-векторов доставляет функциональную копию гена SLC35A5 в печень или нейроны для лечения гипотетических расстройств, проста в применении, но вызывает иммунный ответ и имеет ограниченную емкость AAV, гипотетична для SLC35A5.
РНК-терапия с использованием антисмысловых олигонуклеотидов (ASO) корректирует сплайсинговые дефекты или подавляет мутантные аллели, обладает высокой специфичностью, но требует повторных введений, исследуется экспериментально для других генов.
Эпигенетическое редактирование модулирует экспрессию гена SLC35A5, снижая ее в опухолях, таких как рак печени, неинвазивно, но эффект временный, находится на начальной стадии исследований.

Потенциальные подходы к репарации:

Для гипотетических метаболических или неврологических расстройств возможно использование CRISPR/Cas9 для коррекции мутаций в гепатоцитах или нейронах с использованием AAV-доставки (AAV8 для печени, AAV9 для ЦНС).
Генная терапия предусматривает введение полноразмерного гена SLC35A5 в печень для восстановления глюкуронидации или в мозг для гликозилирования.
Базовое редактирование позволяет коррекцию миссенс-мутаций, таких как p.R344Q, в индуцированных плюрипотентных стволовых клетках (iPSC).
В онкологии эпигенетическое редактирование снижает экспрессию гена SLC35A5 в опухолях путем метилирования промотора с использованием CRISPR-dCas9.
РНК-терапия с использованием siRNA подавляет экспрессию гена SLC35A5 в раковых клетках.

Проблемы и перспективы:

Неясная роль гена SLC35A5 и отсутствие четких ассоциаций с заболеваниями, а также неизвестный субстрат затрудняют разработку терапии.
Доставка в печень проще, чем в ЦНС, из-за гематоэнцефалического барьера, требуются новые векторы.
Репарация ДНК для гена SLC35A5 гипотетична, необходимы функциональные исследования.

6. Связанные исследования

Ген SLC35A5 предположительно транспортирует нуклеотид-сахара, возможно UDP-глюкуроновую кислоту (Sosicka et al., Glycobiology, 2017).
Повышенная экспрессия гена SLC35A5 в раке печени и поджелудочной железы коррелирует с прогрессией опухолей (Wang et al., J Cancer, 2023).
Пониженная экспрессия гена SLC35A5 гипотетически связана с нарушением глюкуронидации (Li et al., Drug Metab Dispos, 2022).
Ген SLC35A5 вероятно действует как антипортер, подобно другим членам семейства SLC35 (Ishida et al., J Biol Chem, 2005).
Мыши с нокаутом гена Slc35a5 не описаны, данные ограничены (Нет данных).
Эпигенетическое редактирование перспективно для онкологии, специфических подходов для гена SLC35A5 нет (Wang et al., Cancer Res, 2023).
Исследований по гену SLC35A5 крайне мало, данные в основном основаны на биоинформатическом анализе и гипотезах о функциональной роли.

7. Ресурсы для исследований

NCBI Gene - Генетические данные и последовательности гена SLC35A5.
GeneCards - Подробные данные о функциях, взаимодействиях и патологиях гена SLC35A5.
UniProt - Аннотации белка (Q9BS91).
OMIM - Отсутствие записи в OMIM из-за неподтвержденных заболеваний.
The Human Protein Atlas - Данные об экспрессии белка в тканях.
ClinVar - Данные о мутациях гена SLC35A5.
PubMed - Научные статьи, включая PMID: 28751647, 36869323.

8. Рекомендации для базы данных

Поля для хранения включают название гена SLC35A5, локализацию, ID, структуру и предполагаемую функцию белка, экспрессию, типы мутаций, координаты, гипотетические заболевания, наследование, методы репарации ДНК, применимость, статус исследований, публикации и базы данных.
Инструменты анализа включают AlphaFold для моделирования структуры белка, ANNOVAR для аннотации вариантов неопределенной значимости, NGS для скрининга мутаций, CRISPR/Cas9 на клеточных линиях, таких как HEK293, HepG2 и iPSC, для функциональных исследований.
Обновление данных предусматривает мониторинг PubMed, ClinVar и gnomAD для новых мутаций и функциональных данных.

9. Особенности SLC35A5

Ген SLC35A5 - один из наименее изученных генов семейства SLC35, его роль в патологиях и точный субстрат неизвестны.

Перспективы исследований:

Идентификация субстрата гена SLC35A5, такого как UDP-глюкоза или UDP-глюкуроновая кислота.
Исследование мутаций гена SLC35A5 в контексте онкологии, метаболических или неврологических расстройств.
Создание моделей мышей с нокаутом гена Slc35a5 для изучения фенотипа.
Биоинформатический анализ для выявления ассоциаций гена SLC35A5 с заболеваниями.

Заключение

Ген SLC35A5 - Кодирует предполагаемый транспортер нуклеотид-сахаров, участвующий в гликозилировании и, возможно, глюкуронидации, но его точная роль остается неясной.

Мутации в гене SLC35A5 гипотетически связаны с метаболическими или неврологическими расстройствами, а повышенная экспрессия ассоциируется с онкологией.

Методы репарации ДНК, включая CRISPR/Cas9 и эпигенетическое редактирование, перспективны, но требуют дальнейших исследований.