헤모글로빈 서브유닛 베타

Hemoglobin subunit beta
HBB
Protein HBB PDB 1a00.png
사용 가능한 구조
PDBOrtholog 검색: PDBe RCSB
식별자
에일리어스HBB, CD113t-C, 베타글로빈, 헤모글로빈 서브유닛 베타, ECYT6
외부 IDOMIM: 141900 MGI: 5474850 HomoloGene: 68066 GeneCard: HBB
맞춤법
종.인간마우스
엔트레즈

3043

101488143

앙상블

ENSG00000244734

ENSMUSG000073940

유니프로트

P68871

P02088

RefSeq(mRNA)

NM_000518

NM_008220

RefSeq(단백질)

NP_000509

NP_032246
NP_001188320
NP_001265090

장소(UCSC)Chr 11: 5.23 ~5.23 MbChr 7: 103.46 ~103.46 Mb
PubMed 검색[3][4]
위키데이터
인간 보기/편집마우스 표시/편집
사람의 경우 HBB 유전자는 염색체 11의 p15.5 위치에 위치한다.

헤모글로빈 서브유닛 베타(베타 글로빈, β-글로빈, 헤모글로빈 베타, 헤모글로빈 베타)는 HBB 유전자에 의해 코드화된 글로빈 단백질로, 알파 글로빈(HBA)[5]과 함께 성인 인간에서 가장 일반적인 형태의 헤모글로빈을 구성한다.그것은 147개의 아미노산 길이에 15,867Da의 분자량을 가지고 있다. 일반 성인 인간 HbA는 2개의 알파 사슬과 2개의 베타 사슬로 이루어진 헤테로테트라미터이다.

HBB는 인간 염색체 11의 HBB 유전자에 의해 부호화된다.유전자의 돌연변이는 겸상적혈구병이나 베타 시상혈증과 같은 유전적 장애와 관련이 있는 단백질의 여러 변형을 생성한다.[6][7]이 유전자에서 질병을 일으키는 변이가 적어도 50개 발견되었다.[8]

유전자자리

주요 기사:인간β글로빈궤적

HBB 단백질은 염색체 11의 β-글로빈 궤적, 특히 짧은 팔 위치 15.4에 위치한 유전자 HBB에 의해 생성된다.β-글로빈 궤적에서의 베타글로빈 및 인접글로빈의 발현은 글로빈 유전자 [9]상류에 위치한 궤적 중 가장 중요한 조절요소인 단일궤적제어영역(LCR)에 의해 제어된다.일반적인 대립 유전자 변형은 길이가 1600개의 염기쌍(bp)이며 3개의 엑손이 포함되어 있습니다.베타글로빈 클러스터의 유전자 순서는 5' - 엡실론 – 감마-G – 감마-A – 델타 – 베타 - 3'[5]이다.

상호 작용

HBB는 헤모글로빈 알파 1(HBA1)과 상호작용하여 성인의 [10][11]주요 헤모글로빈인 헤모글로빈 A를 형성한다.상호작용은 두 가지입니다.우선 1개의 HBB와 1개의 HBA1이 비공유적으로 결합되어 다이머를 형성합니다.다음으로 2개의 이합체가 결합해 4쇄 테트라머를 형성하고, 이것이 기능성 [12]헤몰글로빈이 된다.

관련 유전 질환

베타 시라세미아

베타 시상혈증은 염색체 11에 있는 베타 글로빈 대립 유전자의 하나(베타 시상혈증 경증) 또는 둘 다(베타 시상혈증 메이저)에서 유전되는 유전자 돌연변이이다.돌연변이 대립 유전자는 기능성 β-글로빈이 생성되지 않는 β0과 정상 β-글로빈 단백질이 소량 생성되는 β+의 두 그룹으로 세분된다.베타 시상혈증 마이너는 개인이 하나의 정상적인 베타 대립 유전자와 하나의 비정상적인 베타 대립 유전체(β0 또는 β+)를 물려받을 때 발생한다.베타 시상혈증이 경미할 경우 증상이 없거나 피로감이나 창백한 피부를 유발할 수 있는 가벼운 미세 적혈구 빈혈이 발생한다.베타 시상혈증은 사람이 두 개의 비정상적인 대립 유전자를 물려받았을 때 발생한다.이것은 2개의 β+ 대립 유전자, 2개의 β0 대립 유전자 또는 각각 1개일 수 있다.베타 시상혈증은 심각한 질병이다.심각한 빈혈은 생후 6개월부터 나타난다.치료를 받지 않으면 12세 이전에 사망하는 경우가 많다.[13] 베타 시상혈증은 평생 수혈이나 골수 [14][15]이식을 통해 치료될 수 있다.

최근 연구에 따르면, HBB 유전자의 스톱 게인 돌연변이 Gln40stop은 사르디니아에서 거의 독점적인 상염색체 열성 베타 시상증의 일반적인 원인이다.이 돌연변이의 운반체들은 향상된 적혈구 수를 보여준다.호기심으로, 같은 돌연변이가 보균자의 혈청 LDL 수치 감소와도 관련이 있기 때문에, 저자들은 세포막을 [16]재생하기 위한 콜레스테롤의 필요성에 기인한다고 주장한다.

겸상적혈구병

천 개 이상의 자연 발생 HBB 변형이 발견되었습니다.가장 흔한 것은 겸상적혈구 질환을 일으키는 HbS이다.HbS는 코돈 GAG가 GTG로 치환된 HBB의 점 돌연변이에 의해 생성된다.그 결과 6번째 위치(β6Glu→Val)에서 친수성 아미노산 글루탐산이 소수성 아미노산 발린으로 대체된다.이러한 치환은 단백질의 바깥쪽에 인접한 헤모글로빈 분자의 베타 사슬의 소수성 영역에 달라붙는 소수성 반점을 만듭니다.이것은 또한 HbS 분자의 단단한 섬유로의 응집을 유발하여 호모 접합([17]HbS/HbS) 상태에 있는 전체 적혈구의 "시클링"을 일으킨다.호모 접합성 대립 유전자는 가장 치명적인 유전적 [18]요인 중 하나가 된 반면, 돌연변이 대립 유전자에 대한 헤테로 접합 사람들은 말라리아에 내성이 있고 [19]빈혈의 영향을 최소화합니다.

헤모글로빈 C

겸상적혈구 질환은 함께 [20]유전될 수 있기 때문에 헤모글로빈 C라고 불리는 또 다른 돌연변이 헤모글로빈과 밀접한 관련이 있다.HbC 돌연변이는 HbS에서 동일한 위치에 있으나 글루탐산은 리신(β6Glu→Matrix)으로 대체된다.이 돌연변이는 특히 서아프리카 개체군에 널리 퍼져있다.HbC는 호모 접합(CC) 개인에서 플라스모듐 팔시파룸에 대한 거의 완전한 보호와 헤테로 접합([21]AC) 개인에서 중간 보호를 제공합니다.이는 HbC가 HbS보다 더 강한 영향을 미치며 말라리아 감염 지역에서 [22]HbS를 대체할 것으로 예상된다.

헤모글로빈 E

글루탐산이 위치 26(β26Glu→Matrix)에서 리신으로 치환되는 HBB의 또 다른 점 돌연변이는 헤모글로빈 E(HbE)[23]의 형성을 이끈다.HbE는 매우 불안정한 α 및 β-글로빈 결합을 가지고 있다.불안정한 단백질 자체가 경미한 영향을 미치지만, HbS와 시상혈증 특성과 함께 유전되어 생명을 위협하는 형태의 β 시상혈증으로 변한다.이 돌연변이는 헤테로 접합 대립 유전자가 [24]말라리아의 발병을 막기 때문에 심각한 팔시파룸 말라리아에 대한 선택적 압력에서 비롯되었다는 비교적 최근의 것이다.

인류의 진화

플라스모듐 팔시파룸으로 인한 말라리아는 인류 [7][25]진화의 주요 선택 요인이다.그것은 다양한 정도로 HBB의 돌연변이에 영향을 미쳐 수많은 HBB 변형이 존재하게 되었다.이러한 돌연변이들 중 일부는 직접적으로 치명적이지 않고 대신 말라리아에 대한 내성을 제공합니다, 특히 말라리아가 [26]유행하는 아프리카에서.아프리카 혈통의 사람들은 돌연변이 HBB의 비율을 높이도록 진화해왔다. 왜냐하면 헤테로 접합된 개인들은 말라리아 기생충의 공격을 막는 잘못된 적혈구를 가지고 있기 때문이다.따라서 HBB 돌연변이는 이러한 영역에서 양성 선택의 원천이며 장기 [6][27]생존에 중요하다.이러한 선택 표시는 인류의 조상을 추적하고 아프리카에서 [28]다양화하는 데 중요하다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b c GRCh38: 앙상블 릴리즈 89: ENSG00000244734 - 앙상블, 2017년 5월
  2. ^ a b c GRCm38: 앙상블 릴리즈 89: ENSMUSG000073940 - 앙상블, 2017년 5월
  3. ^ "Human PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  4. ^ "Mouse PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  5. ^ a b "Entrez Gene: HBB hemoglobin, beta".
  6. ^ a b Sabeti, Pardis C (2008). "Natural selection: uncovering mechanisms of evolutionary adaptation to infectious disease". Nature Education. 1 (1): 13.
  7. ^ a b Kwiatkowski DP (2005). "How malaria has affected the human genome and what human genetics can teach us about malaria". The American Journal of Human Genetics. 77 (2): 171–192. doi:10.1086/432519. PMC 1224522. PMID 16001361.
  8. ^ Šimčíková D, Heneberg P (December 2019). "Refinement of evolutionary medicine predictions based on clinical evidence for the manifestations of Mendelian diseases". Scientific Reports. 9 (1): 18577. doi:10.1038/s41598-019-54976-4. PMC 6901466. PMID 31819097.
  9. ^ Levings PP, Bungert J (2002). "The human beta-globin locus control region". Eur. J. Biochem. 269 (6): 1589–99. doi:10.1046/j.1432-1327.2002.02797.x. PMID 11895428.
  10. ^ Stelzl U, Worm U, Lalowski M, Haenig C, Brembeck FH, Goehler H, Stroedicke M, Zenkner M, Schoenherr A, Koeppen S, Timm J, Mintzlaff S, Abraham C, Bock N, Kietzmann S, Goedde A, Toksöz E, Droege A, Krobitsch S, Korn B, Birchmeier W, Lehrach H, Wanker EE (2005). "A human protein-protein interaction network: a resource for annotating the proteome". Cell. 122 (6): 957–968. doi:10.1016/j.cell.2005.08.029. hdl:11858/00-001M-0000-0010-8592-0. PMID 16169070. S2CID 8235923.
  11. ^ Shaanan B (1983). "Structure of human oxyhaemoglobin at 2.1 A resolution". J. Mol. Biol. ENGLAND. 171 (1): 31–59. doi:10.1016/S0022-2836(83)80313-1. ISSN 0022-2836. PMID 6644819.
  12. ^ "Hemoglobin Synthesis". harvard.edu. Harvard University. 2002. Retrieved 18 November 2014.
  13. ^ H. Franklin Bunn; Vijay G. Sankaran (2017). "8". Pathology of blood disorders. pp. 927–933.
  14. ^ Muncie HL, Campbell J (2009). "Alpha and beta thalassemia". American Family Physician. 80 (4): 339–44. PMID 19678601.
  15. ^ "Beta thalassemia". Genetics Home Reference. U.S. National Library of Medicine. 11 November 2014. Retrieved 18 November 2014.
  16. ^ Sidore, C.; et al. (2015). "Genome sequencing elucidates Sardinian genetic architecture and augments association analyses for lipid and blood inflammatory markers". Nature Genetics. 47 (11): 1272–1281. doi:10.1038/ng.3368. PMC 4627508. PMID 26366554.
  17. ^ Thom CS, Dickson CF, Gell DA, Weiss MJ (2013). "Hemoglobin variants: biochemical properties and clinical correlates". Cold Spring Harb Perspect Med. 3 (3): a011858. doi:10.1101/cshperspect.a011858. PMC 3579210. PMID 23388674.
  18. ^ Lozano R, Naghavi M, Foreman K, Lim S, Shibuya K, Aboyans V, Abraham J, Adair T, Aggarwal R, Ahn SY, Alvarado M, Anderson HR, Anderson LM, Andrews KG, Atkinson C, Baddour LM, Barker-Collo S, Bartels DH, Bell ML, Benjamin EJ, Bennett D, Bhalla K, Bikbov B, Bin Abdulhak A, Birbeck G, Blyth F, Bolliger I, Boufous S, Bucello C, Burch M, Burney P, Carapetis J, Chen H, Chou D, Chugh SS, Coffeng LE, Colan SD, Colquhoun S, Colson KE, Condon J, Connor MD, Cooper LT, Corriere M, Cortinovis M, de Vaccaro KC, Couser W, Cowie BC, Criqui MH, Cross M, Dabhadkar KC, Dahodwala N, De Leo D, Degenhardt L, Delossantos A, Denenberg J, Des Jarlais DC, Dharmaratne SD, Dorsey ER, Driscoll T, Duber H, Ebel B, Erwin PJ, Espindola P, Ezzati M, Feigin V, Flaxman AD, Forouzanfar MH, Fowkes FG, Franklin R, Fransen M, Freeman MK, Gabriel SE, Gakidou E, Gaspari F, Gillum RF, Gonzalez-Medina D, Halasa YA, Haring D, Harrison JE, Havmoeller R, Hay RJ, Hoen B, Hotez PJ, Hoy D, Jacobsen KH, James SL, Jasrasaria R, Jayaraman S, Johns N, Karthikeyan G, Kassebaum N, Keren A, Khoo JP, Knowlton LM, Kobusingye O, Koranteng A, Krishnamurthi R, Lipnick M, Lipshultz SE, Ohno SL, Mabweijano J, MacIntyre MF, Mallinger L, March L, Marks GB, Marks R, Matsumori A, Matzopoulos R, Mayosi BM, McAnulty JH, McDermott MM, McGrath J, Mensah GA, Merriman TR, Michaud C, Miller M, Miller TR, Mock C, Mocumbi AO, Mokdad AA, Moran A, Mulholland K, Nair MN, Naldi L, Narayan KM, Nasseri K, Norman P, O'Donnell M, Omer SB, Ortblad K, Osborne R, Ozgediz D, Pahari B, Pandian JD, Rivero AP, Padilla RP, Perez-Ruiz F, Perico N, Phillips D, Pierce K, Pope CA, Porrini E, Pourmalek F, Raju M, Ranganathan D, Rehm JT, Rein DB, Remuzzi G, Rivara FP, Roberts T, De León FR, Rosenfeld LC, Rushton L, Sacco RL, Salomon JA, Sampson U, Sanman E, Schwebel DC, Segui-Gomez M, Shepard DS, Singh D, Singleton J, Sliwa K, Smith E, Steer A, Taylor JA, Thomas B, Tleyjeh IM, Towbin JA, Truelsen T, Undurraga EA, Venketasubramanian N, Vijayakumar L, Vos T, Wagner GR, Wang M, Wang W, Watt K, Weinstock MA, Weintraub R, Wilkinson JD, Woolf AD, Wulf S, Yeh PH, Yip P, Zabetian A, Zheng ZJ, Lopez AD, Murray CJ, AlMazroa MA, Memish ZA (2012). "Global and regional mortality from 235 causes of death for 20 age groups in 1990 and 2010: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2010". Lancet. 380 (9859): 2095–128. doi:10.1016/S0140-6736(12)61728-0. hdl:10536/DRO/DU:30050819. PMID 23245604. S2CID 1541253.
  19. ^ Luzzatto L (2012). "Sickle cell anaemia and malaria". Mediterr J Hematol Infect Dis. 4 (1): e2012065. doi:10.4084/MJHID.2012.065. PMC 3499995. PMID 23170194.
  20. ^ Piel FB, Howes RE, Patil AP, Nyangiri OA, Gething PW, Bhatt S, Williams TN, Weatherall DJ, Hay SI (2013). "The distribution of haemoglobin C and its prevalence in newborns in Africa". Scientific Reports. 3 (1671): 1671. Bibcode:2013NatSR...3E1671P. doi:10.1038/srep01671. PMC 3628164. PMID 23591685.
  21. ^ Modiano D, Luoni G, Sirima BS, Simporé J, Verra F, Konaté A, Rastrelli E, Olivieri A, Calissano C, Paganotti GM, D'Urbano L, Sanou I, Sawadogo A, Modiano G, Coluzzi M (2001). "Haemoglobin C protects against clinical Plasmodium falciparum malaria". Nature. 414 (6861): 305–308. Bibcode:2001Natur.414..305M. doi:10.1038/35104556. PMID 11713529. S2CID 4360808.
  22. ^ Verra F, Bancone G, Avellino P, Blot I, Simporé J, Modiano D (2007). "Haemoglobin C and S in natural selection against Plasmodium falciparum malaria: a plethora or a single shared adaptive mechanism?". Parassitologia. 49 (4): 209–13. PMID 18689228.
  23. ^ Olivieri NF, Pakbaz Z, Vichinsky E (2011). "Hb E/beta-thalassaemia: a common & clinically diverse disorder". The Indian Journal of Medical Research. 134 (4): 522–531. PMC 3237252. PMID 22089616.
  24. ^ Chotivanich K, Udomsangpetch R, Pattanapanyasat K, Chierakul W, Simpson J, Looareesuwan S, White N (2002). "Hemoglobin E: a balanced polymorphism protective against high parasitemias and thus severe P falciparum malaria". Blood. 100 (4): 1172–1176. doi:10.1182/blood.V100.4.1172.h81602001172_1172_1176. PMID 12149194.
  25. ^ Verra F, Mangano VD, Modiano D (2009). "Genetics of susceptibility to Plasmodium falciparum: from classical malaria resistance genes towards genome-wide association studies". Parasite Immunology. 31 (5): 234–53. doi:10.1111/j.1365-3024.2009.01106.x. PMID 19388945. S2CID 23734166.
  26. ^ Tishkoff SA, Williams SM (2002). "Genetic analysis of African populations: human evolution and complex disease". Nature Reviews Genetics. 3 (8): 611–21. doi:10.1038/nrg865. PMID 12154384. S2CID 7801737.
  27. ^ Excoffier L (2002). "Human demographic history: refining the recent African origin model". Current Opinion in Genetics & Development. 12 (6): 675–682. doi:10.1016/S0959-437X(02)00350-7. PMID 12433581.
  28. ^ Reed FA, Tishkoff SA (2006). "African human diversity, origins and migrations". Current Opinion in Genetics & Development. 16 (6): 597–605. doi:10.1016/j.gde.2006.10.008. PMID 17056248.

추가 정보

외부 링크

  • PDBe-KB의 UniProt: P68871(Human Hemoglin Subunit Beta)에 있는 PDB의 모든 구조 정보 개요.
  • PDB의 UniProt: P02088(마우스 헤모글로빈 하위 장치 베타-1)에 있는 PDB의 모든 구조 정보 개요.