Ген SLC37A4
Ген SLC37A4 (Solute Carrier Family 37 Member 4) - Кодирует глюкозо-6-фосфатный транслоказ (G6PT), участвующий в транспорте глюкозо-6-фосфата через мембрану эндоплазматического ретикулума.
Ген связан с гликогеновым накопительным диатезом типа Ib (GSD-Ib), вызывающим метаболические и иммунные нарушения.
1. Основные характеристики гена
| Поле | Описание |
|---|---|
| Название гена | SLC37A4 (Solute Carrier Family 37 Member 4) |
| Хромосомная локализация | 11q23.3 (Chr11:119,023,751-119,030,906, GRCh38) |
| Геномная структура | Примерно 7,156 т.п.о., минусная цепь |
| Функция | Транспорт глюкозо-6-фосфата (G6P) |
| Клеточная локализация | Мембрана эндоплазматического ретикулума |
| Молекулярная масса белка | Примерно 46,360 Да, 429 аминокислот |
| Механизм транспорта | P_i-связанный антипортер |
2. Структура белка
| Поле | Описание |
|---|---|
| Первичная структура | 429 аминокислот |
| Вторичная структура | 10 трансмембранных α-спиральных доменов |
| Третичная структура | Гидрофобный транспортер, анкерный в мембране ER |
| Квартернарная структура | Взаимодействие с G6Pase-α и G6Pase-β |
| Посттрансляционные модификации | Гликозилирование, возможное фосфорилирование |
| Ключевые домены | Трансмембранные домены, субстрат-связывающий сайт |
3. Функции и физиологическая роль
- Транспорт глюкозо-6-фосфата (G6P) из цитоплазмы в просвет эндоплазматического ретикулума.
- Критическая роль в гликогенолизе и глюконеогенезе, взаимодействие с G6Pase-α и G6Pase-β.
- Высокая экспрессия в печени, почках, поджелудочной железе и кишечнике.
- Чувствительность к ингибированию хлоргениновой кислотой.
Механизм действия:
- P_i-связанный антипортер: обмен G6P на неорганический фосфат (P_i).
Регуляция:
- Зависит от концентрации G6P и P_i в цитоплазме и ER.
- Тканеспецифичная экспрессия через транскрипционные факторы.
Взаимодействия:
- Функциональное взаимодействие с G6Pase-α (печень, почки) и G6Pase-β (нейтрофилы).
4. Мутации и связанные патологии
- Известно более 91 мутации, включая миссенс-, нонсенс-, сплайсинг-мутации и делеции.
- Ассоциированы с гликогеновым накопительным диатезом типа Ib (GSD-Ib), реже с GSD-Ic и CDG2W.
| Ген | Тип мутации | Пример | Заболевание | Наследование | Описание | Источник |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SLC37A4 | Миссенс | p.Q133P | GSD-Ib | Аутосомно-рецессивное | Снижение активности транспорта G6P (5%) | ScienceDirect |
| SLC37A4 | Нонсенс, сплайсинг, делеции | Крупная делеция выше экзона 7 | GSD-Ib, GSD-Ic, CDG2W | Аутосомно-рецессивное | Гипогликемия, нейтропения, гепатомегалия | GeneCards |
Клинические проявления GSD-Ib:
- Метаболические: гипогликемия, гепатомегалия, гиперлипидемия, гиперурикемия, лактатная ацидемия.
- Миелоидные: нейтропения, рецидивирующие инфекции, энтероколит (до 75% случаев).
5. Роль в репарации ДНК
- Прямых данных о роли SLC37A4 в репарации ДНК нет.
- Косвенное влияние через обеспечение глюкозы для энергетических нужд репарационных процессов.
6. Методы репарации ДНК
Методы лечения GSD-Ib включают диетотерапию и экспериментальные подходы, такие как генная терапия.
| Метод | Описание | Применение к SLC37A4 | Преимущества | Ограничения | Состояние исследований (2025) |
|---|---|---|---|---|---|
| Диетотерапия | Частое питание, необработанный крахмал | Поддержание уровня глюкозы | Неинвазивность | Ограниченная эффективность при нейтропении | Широко применяется |
| G-CSF | Гранулоцитарный колониестимулирующий фактор | Лечение нейтропении | Эффективность при инфекциях | Побочные эффекты | Стандарт терапии |
| Генная терапия (AAV8) | Доставка функциональной копии гена | Коррекция G6PT | Долгосрочная метаболическая коррекция | Побочные эффекты (стеатоз, аденомы) | Экспериментальная |
| CRISPR/Cas9 | Точное редактирование генома | Коррекция мутаций | Высокая точность | Офф-таргет эффекты | Теоретическое применение |
Потенциальные подходы к репарации:
Диетотерапия:
- Частое питание и необработанный крахмал для стабилизации глюкозы.
G-CSF:
- Лечение нейтропении и профилактика инфекций.
Генная терапия:
- Введение SLC37A4 с помощью AAV8.
CRISPR/Cas9:
- Коррекция мутаций в SLC37A4.
Проблемы и перспективы:
Побочные эффекты генной терапии:
- Стеатоз печени, аденомы.
Сложность доставки:
- Таргетинг эндоплазматического ретикулума.
7. Связанные исследования
| Направление | Ключевые выводы | Источник | Год |
|---|---|---|---|
| Функциональные исследования | G6PT транспортирует G6P, взаимодействует с G6Pase | ScienceDirect | 2025 |
| Мутации и GSD-Ib | Более 91 мутации вызывают GSD-Ib | PubMed | 2005 |
| Генная терапия | AAV8-G6PT обеспечивает метаболическую коррекцию | ScienceDirect | 2025 |
| Роль в полости рта | Регуляция барьерной функции через JAM1 | Nature | 2024 |
8. Ресурсы для базы данных
| Ресурс | Описание | Ссылка |
|---|---|---|
| GeneCards | Информация о гене SLC37A4 | https://www.genecards.org/ |
| PubMed | Публикации о SLC37A4 | https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/ |
| OMIM | Данные о GSD-Ib и мутациях |
Заключение
Ген SLC37A4 Кодирует глюкозо-6-фосфатный транслоказ, играющий ключевую роль в гликогенолизе и глюконеогенезе.
Мутации в гене вызывают GSD-Ib, с метаболическими и миелоидными нарушениями.
Перспективы включают оптимизацию генной терапии, диетотерапии и изучение новых ролей гена, таких как влияние на здоровье полости рта.