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Kollagen Typ IV alpha 1 auch bekannt als Alpha 1 Typ IV Kollagen ist ein netzbildendes Kollagen das im menschlichen Organismus vom Gen COL4A1 codiert wird Zusammen mit zwei anderen a Typ IV Kollagenen a2 bis a6 formt es ein Trimer sogenannte a Ketten die wiederum die eigentlichen Typ IV Kollagene bilden 1 Typ IV Kollagen Proteine sind integrale Bestandteile der Basalmembran genauer der Lamina densa Es wird zum grossten Teil im Gehirn und in der Plazenta exprimiert 2 Kollagen Typ IV alpha 1Bandermodell des COL4A1 Proteins nach PDB 1LI1Andere Namen Alpha 1 Typ IV Kollagen Kollagen Alpha 1 IV Kette Kollagen Alpha 1 Kette Typ IVEigenschaften des menschlichen ProteinsMasse Lange Primarstruktur 160 615 Dalton 1 669 AminosaurenIsoformen 2BezeichnerGen Namen COL4A1 ICH BSVD RATOR POREN1Externe IDs GeneCards COL4A1 OMIM 120130 UniProt P02462 MGI 88454VorkommenHomologie Familie HovergenUbergeordnetes Taxon EuteleostomiOrthologeMensch HausmausEntrez 1282 12826Ensembl ENSG00000187498 ENSMUSG00000031502UniProt P02462 P02463Refseq mRNA NM 001303110 NM 009931Refseq Protein NP 001290039 1 NP 034061 2Genlocus Chr 13 110 15 110 31 Mb Chr 8 11 2 11 31 MbPubMed Suche 1282 12826 Inhaltsverzeichnis 1 Geschichte 2 Genstruktur 3 Proteinstruktur 4 Funktion 4 1 Interaktion 5 Klinische Signifikanz 6 Siehe auch 7 EinzelnachweiseGeschichte BearbeitenEdward I Solomon et al fanden im Jahr 1985 heraus dass mithilfe eines geklonten Gens als Gensonde fur das Southern Blot einer DNA von einem Panel aus artubergreifenden somatischen Zellhybriden dem Gen COL4A1 zugewiesen werden kann und sich auf dem 13 Chromosom lokalisiert 3 Im selben Jahr verwendeten Pihlajaniemi et al einen Dual Laser wobei die Chromosomen bereits sortiert sind und die Dot Blot Analysemethode um eine genomische DNA Sequenz dem COL4A1 codierenden Gen auf dem 13 Chromosom zuzuordnen 4 Durch In situ Hybridisierung fanden Boyd et al im Jahr 1986 heraus dass das Gen sich am Ende des langen Chromosomenarms des 13 Chromosoms befindet Durch Southern Blot und Dot Blot konnte herausgefunden werden dass diese genomischen Sequenzen nur einmal in jedem haploiden Genom prasent sind 5 Im gleichen Jahr konnten Emanuel et al das COL4A1 Gen der telomeren Region 13q 13q34 zuordnen 6 Bowcock et al stellten fest dass der COL4A1 Genlocus mit dem D13S3 Locus verbunden ist welches wiederum durch In situ Hybridisierung dem Genlocus 13q33 q34 zugeordnet werden konnte Dabei betrug der maximale LOD Score 16 5 bei ϑ 0 01 7 Durch die Pulsed Field Gelelektrophorese und mit selten vorhandenen Restriktionsenzymen konnten Cutting et al nachweisen dass die Gene COL4A1 und COL4A2 einen Abstand von nicht mehr als 400 kb aufweisen 8 Bowcock et al stellten im Jahr 1988 fest dass die Wahrscheinlichkeit der Kopplung zwischen COL4A1 und COL4A2 bei ca 2 8 liegt bei einem LOD Score von 19 98 Diese mangelnde Kopplung zwischen den beiden Genen zeugt eine Inkonsistenz mit einer relativ hohen Rekombination zwischen den zwei Loci 9 Ausserdem konnten Cutting et al im selben Jahr nachweisen dass die zwei Gene innerhalb einer 340 kb Region lokalisiert sind wobei das 3 Ende von COL4A2 und die 5 Region von COL4A1 einen Abstand von mindestens 100 kb aufweisen aber nicht mehr als 160 kb betragen kann 10 Im Jahr 1995 verwendete Koizumi et al interspezifische und subspezifische Mapping Panels um das COL4A1 Gen auf der centromeren Region des Chromosoms 8 einer Maus zu lokalisieren Der Stuart Prower Faktor ist in der gleichen Region lokalisiert Dementsprechend musste eine neue Homologie der Syntanie zwischen dem 8 Chromosom einer Maus und dem 13 Chromosom des Menschen definiert werden 11 Genstruktur BearbeitenCOL4A1 und COL4A2 teilen sich einen gemeinsamen bidirektionalen Promoter 12 und die angrenzenden 5 Regionen dieser beiden Gene uberlappen sich 13 COL4A1 beinhaltet insgesamt 52 codierende Exons 14 Proteinstruktur BearbeitenMithilfe der Fouriertransformation Ionenzyklotronresonanz Massenspektrometrie und der Kernspinresonanzspektroskopie konnten die Bindungsverhaltnisse des COL4A1 Proteins erlautert werden Dabei konnte festgestellt werden dass die Sulfimid Bindung S N die Aminosauren Hydroxylysin 211 und Methionin 93 von angrenzenden Promotoren quervernetzt Diese Bindung das Stickstoff Analogon eines Sulfoxids entstand durch die Divergenz der Tierstamme der Schwamme und der Nesseltiere in Erwiderung auf die mechanische Belastung wahrend der Metazoa Evolution 15 Ausserdem besitzt das Protein eine N terminale 7S Domane eine Tripelhelix formende kollagene Domane und eine C terminale nicht kollagene Domane 16 Funktion BearbeitenEs wirkt als Teil eines Heterotrimers und interagiert mit anderen extrazellularen Matrixkomponenten wie z B Perlecan Proteoglykane und Laminine Ausserdem fuhrt eine proteolytische Spaltung einer nicht kollagenen C terminalen Domane zu einem biologisch aktiven Fragment welcher als Arresten bekannt ist als Tumorsuppressor seine Verwendung findet und zur Antiangiogenese beitragt 16 Speziell inhibiert das Protein die endotheliale Zellproliferation und die Zellmigration Ausserdem hemmt es die Expression von HIF1A ERK1 2 und die Aktivierung von p38 MAPK Des Weiteren fungiert das Protein als Ligand fur ITGA1 und ITB1 1 Interaktion Bearbeiten Fur die Bildung von a Ketten des Kollagen kann COL4A1 mit zwei der anderen funf Kollagen IV Proteinen interagieren Diese sind 1 COL4A2 COL4A3 COL4A4 COL4A5 COL4A6Klinische Signifikanz BearbeitenMutationen im Gen COL4A1 konnten folgende Krankheiten verursachen 17 18 Anfalligkeit einer intrazerebralen Hamorrhage ICH Familiare autosomal dominante Hamaturie Familiare vaskulare Leukenzephalopathie Familiare Porenzephalie HANAC Syndrom Hereditares Angiopathie Nephropathie Aneurysmen Muskelkrampf Syndrom 19 20 Hereditare Angiopathie mit Nephropathie Aneurysmen und Muskelkrampfen Schizenzephalie Small Vessel Krankheit des Gehirns mit oder ohne okulare Anomalien BSVD Tortuositas der retinalen Arterien Walker Warburg SyndromSiehe auch BearbeitenNephropathie vom Typ der dunnen BasalmembranEinzelnachweise Bearbeiten a b c UniProt P02462 Kollagen Typ 4a1 In GeneCards englisch E Solomon L R Hiorns N Spurr M Kurkinen D Barlow B L M Hogan R Dalgleish Chromosomal assignments of the genes coding for human types II III and IV collagen a dispersed gene family In Proc Natl Acad Sci U S A 82 Jahrgang Nr 10 Mai 1985 S 3330 3334 PMID 2987919 englisch pnas org PDF T Pihlajaniemi K Tryggvason J Myers J C M Kurkinen R Lebo M C Cheung D J Prockop C D Broyd cDNA clones coding for the pro alpha1 IV chain of human type IV procollagen reveal an unusual homology of amino acid sequences in two halves of the carboxyl terminal domain In J Biol Chem 260 Jahrgang Nr 12 25 Juni 1985 S 7681 7687 PMID 2581969 englisch jbc org PDF C D Boyd K Weliky S Toth Fejel S B Deak A M Christiano J W Mackenzie L J Sandell K Tryggvason E Magenis The single copy gene coding for human alpha 1 IV procollagen is located at the terminal end of the long arm of chromosome 13 In Hum Genet 74 Jahrgang Nr 2 Oktober 1986 S 121 125 PMID 3770740 B S Emanuel B T Sellinger L J Gudas J C Myers Localization of the human procollagen alpha 1 IV gene to chromosome 13q34 by in situ hybridization In Am J Hum Genet 38 Jahrgang Nr 1 Januar 1986 S 38 44 PMID 3753820 A M Bowcock J M Hebert A M Christiano E Wijsman L L Cavalli Sforza C D Boyd The pro alpha 1 IV collagen gene is linked to the D13S3 locus at the distal end of human chromosome 13q In Cytogenet Cell Genet 45 Jahrgang Nr 3 4 1987 S 234 236 PMID 2891465 G R Cutting H H Kazazian Jr S E Antonarakis P D Killen Y Yamada C A Francomano Macrorestriction analysis maps COL4A1 and COL4A2 collagen genes within a 400 kb region on chromosome 13q34 Abstract In Am J Hum Genet 41 Jahrgang 1987 A M Bowcock J M Hebert E Wijsman I Gadi L L Cavalli Sforza C D Boyd High recombination between two physically close human basement membrane collagen genes at the distal end of chromosome 13q In Proc Natl Acad Sci U S A 85 Jahrgang Nr 8 April 1988 S 2701 2705 PMID 2895928 G R Cutting H H Kazazian Jr S E Antonarakis P D Killen Y Yamada C A Francomano Macrorestriction mapping of COL4A1 and COL4A2 collagen genes on human chromosome 13q34 In Genomics 3 Jahrgang Nr 3 Oktober 1988 S 256 263 PMID 3224982 T Koizumi E Hendel P A Lalley M B N Tchetgen J H Nadeau Homologs of genes and anonymous loci on human chromosome 13 map to mouse chromosomes 8 and 14 In Mammalian Genome 6 Jahrgang Nr 4 April 1995 S 263 268 PMID 7613031 E Poschl R Pollner K Kuhn The genes for the alpha 1 IV and alpha 2 IV chains of human basement membrane collagen type IV are arranged head to head and separated by a bidirectional promoter of unique structure In EMBO J 7 Jahrgang Nr 9 September 1988 S 2687 2695 PMID 2846280 R Soininen M Huotari S L Hostikka D J Prockop K Tryggvason The structural genes for alpha 1 and alpha 2 chains of human type IV collagen are divergently encoded on opposite DNA strands and have an overlapping promoter region In J Biol Chem 263 Jahrgang Nr 33 25 November 1988 S 17217 17220 PMID 3182844 E Plaisier Z Chen F Gekeler S Benhassine K Dahan B Marro S Alamowitch M Paques P Ronco Novel COL4A1 mutations associated with HANAC syndrome a role for the triple helical CB3 IV domain In Am J Med Genet A 152A Jahrgang Nr 10 Oktober 2010 S 2550 2555 doi 10 1002 ajmg a 33659 PMID 20818663 R Vanacore A J L Ham M Voehler C R Sanders T P Conrads T D Veenstra K B Sharpless P E Dawson B G Hudson A sulfilimine bond identified in collagen IV In Science 325 Jahrgang Nr 5945 4 September 2009 S 1230 1234 doi 10 1126 science 1176811 PMID 19729652 sciencemag org a b GeneID 1282 Kollagen Typ 4a1 In Online Mendelian Inheritance in Man englisch Mutationen im Gen COL4A1 In Orphanet Abgerufen am 11 Juli 2016 HANAC Syndrom In Orphanet Datenbank fur seltene Krankheiten Angiopathy hereditary with nephropathy aneurysms and muscle cramps In Online Mendelian Inheritance in Man englisch Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Kollagen Typ 4a1 amp oldid 236497801