Receptor melanokortina 1

S Wikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na navigaciju Idi na pretragu
MC1R
Identifikatori
AliasiMC1R
Vanjski ID-jeviOMIM: 155555 MGI: 99456 HomoloGene: 1789 GeneCards: MC1R
Lokacija gena (čovjek)
Hromosom 16 (čovjek)
Hrom.Hromosom 16 (čovjek)[1]
Hromosom 16 (čovjek)
Genomska lokacija za MC1R
Genomska lokacija za MC1R
Bend16q24.3Početak89,912,119 bp[1]
Kraj89,920,973 bp[1]
Lokacija gena (miš)
Hromosom 8 (miš)
Hrom.Hromosom 8 (miš)[2]
Hromosom 8 (miš)
Genomska lokacija za MC1R
Genomska lokacija za MC1R
Bend8 E1|8 72.1 cMPočetak123,407,107 bp[2]
Kraj123,410,744 bp[2]
Ontologija gena
Molekularna funkcija G protein-coupled peptide receptor activity
G protein-coupled receptor activity
signal transducer activity
melanocyte-stimulating hormone receptor activity
GO:0001948 protein binding
melanocortin receptor activity
ubiquitin protein ligase binding
Ćelijska komponenta integral component of membrane
membrana
Ćelijska membrana
integral component of plasma membrane
intracellular anatomical structure
Biološki proces G protein-coupled receptor signaling pathway, coupled to cyclic nucleotide second messenger
multicellular organism development
UV protection
negative regulation of tumor necrosis factor production
UV-damage excision repair
signal transduction
positive regulation of protein kinase A signaling
GO:0007243 intracellular signal transduction
pigmentation
positive regulation of transcription by RNA polymerase II
positive regulation of protein kinase B signaling
positive regulation of protein kinase C signaling
G protein-coupled receptor signaling pathway
adenylate cyclase-activating G protein-coupled receptor signaling pathway
sensory perception of pain
melanin biosynthetic process
Izvori:Amigo / QuickGO
Ortolozi
VrsteČovjekMiš
Entrez
Ensembl
UniProt
RefSeq (mRNK)

NM_002386

NM_008559

RefSeq (bjelančevina)

NP_002377

NP_032585

Lokacija (UCSC)Chr 16: 89.91 – 89.92 MbChr 8: 123.41 – 123.41 Mb
PubMed pretraga[3][4]
Wikipodaci
Pogledaj/uredi – čovjekPogledaj/uredi – miš

Receptor melanokortina 1 (MC1R), poznat i kao melanocit-stimulirajući hormonski receptor (MSHR), melanin-aktivirajući peptidni receptor ili melanotropinski receptor, je G-protein spregnuti receptor koji se veže za klasu hipofiznog peptidnog hortmona poznatu kao melanokortin, koji uključuju adrenokortikotropni hormon (ACTH) i različite oblike melanocit-stimulirajućih hormona (MSH). Spaja se na Gαs i povišava nivo cAMP-a aktiviranjem adenilil-ciklaze[5] u ćelijama koje eksprimiraju ovaj receptor. Normalno se ispoljava u koži i melanocitima, a u manjoj mjeri u periakveduktnoj sivoj tvari, astrocitima i leukocitima.[6] Kod karcinoma kože, M1CR je visoko izražen u melanomu, ali ne i karcinomima.[7]

MC1R je jedan od ključnih proteina u regulaciji sisarske boje kože i ljudske boje kose. Nalazi se na plazma membranama specijalizovanih ćelija, poznatih kao melanociti, koje proizvode pigment melanin u procesu melanogeneze. Djeluje kontrolirajući tip melanina koji se proizvodi, a njegova aktivacija uzrokuje da se melanocit zamijeni generiranje žutog ili crvenog feomelanina (u zamjenu) prema smeđem ili crnom eumelaninu.

Također je zabilježeno da je MC1R uključen u rak (neovisno o obojenosti kože), razvojne procese i osjetljivost na infekcije i bol.[8]

Funkcije[uredi | uredi izvor]

Protein MC1R je unutar ćelijske membrane, a signalizira ga melanocit-stimulirajući hormon (MSH) kojeg oslobađa hipofiza.[9] Kada se aktivira jednom od varijanti MSH, tipski α-MSH, MC1R pokreće složenu signalnu kaskadu, koja dovodi do stvaranja smeđeg ili crnog pigmenta, eumelanina. Suprotno tome, receptor također može biti antagoniziran pomoću agouti signalnog peptida (ASIP), koji vraća ćeliju natrag u proizvodnju žutog ili crvenog feomelanina.

Pulsirajuća priroda ASIP signalizacije putem MC1R stvara karakteristični uzorak žutog i crnog agouti traga uočen na većini dlaka sisara. Kod nekih vrsta ASIP signalizacija nije pulsirajuća, ali je ograničena na određene regije. To je posebno upadljivo kod konja, gdje dorati imaju crne noge, grivu i rep, ali crvenkasto tijelo. Poseban izuzetak ovome je ljudska kosa koja nije niti uvijena niti je obojena, pa se smatra da se reguliše isključivo α-MSH signalizacijom putem MC1R.

U Sjedinjenim Državama oko 25% stanovništva nosi mutirani receptor za melanokortin 1 koji uzrokuje crvenu kosu. S obzirom da je svaka četvrta osoba nositeljica, šansa da dvoje ljudi dobije dijete s crvenom kosom iznosi oko 2% (jedan od 64).[10] Prevalencija crvene kose znatno varira širom svijeta. Ljudi s pjegama i bez crvene kose imaju 85% šanse da nose gen MC1R koji je povezan s crvenom kosom. Ljudi bez pjega i bez crvene kose imaju 18% šanse da nose gen MC1R + povezan s crvenom kosom.[11] Kod ljudi je identificirano osam gena koji kontroliraju da li je gen MC1R uključen i ima li osoba crvenu kosu.[12]

Genetika pigmentacije[uredi | uredi izvor]

Ekspresija MC1R gena regulirana je transkripcijskim faktorom povezanim s mikroftalmijom (MITF).[13][14] Mutacije gena MC1R mogu stvoriti receptor koji neprestano signalizira, čak i kada nije stimuliran, ili mogu smanjiti aktivnost receptora. Aleli za konstitucijski aktivni MC1R nasljeđuju se dominantno i rezultiraju crnom bojom dlake, dok su aleli za disfunkcionalni MC1R recesivni i rezultiraju svijetlom bojom dlake. Prijavljene su varijante MC1R povezanih s crnom, crvenom / žutom i bijelom / kremastom bojom dlaka kod brojnih životinjskih vrsta, kao što su:

Studija na nepovezanim britanskim i irskim osobama pokazala je da preko 80% ljudi s crvenom kosom i/ili svijetlom kožom koji loše preplanu imaju disfunkcionalnu varijantu gena MC1R. Ovo se uspoređuje s manje od 20% kod ljudi sa smeđom ili crnom kosom i manje od 4% kod ljudi koji pokazuju dobar odgovor na preplanulost.[11]

Asp294His (rs1805009) je jednonukleotidni polimorfizam (SNP) u MC1R genu i povezan je s crvenom kosom i svijetlim tipom kože.[11][28][29] Ostali SNP-ovi u genu, Arg151Cys i Arg160Trp, također su povezani sa crvenom kosom.

Model Izvan Afrike predlaže da su moderni ljudi porijeklom iz Afrike i migrirali na sjever kako bi naselili Evropu i Aziju. Ovi migranti su najvjerovatnije imali funkcionalnu varijantu MC1R i, u skladu s tim, tamnu kosu i kožu kako danas imaju autohtoni Afrikanci. Kako su ljudi migrirali prema sjeveru, odsustvo visokog nivoa sunčevog zračenja u sjevernoj Evropi i Aziji popustio je selekcijski pritisak na aktivnom MC1R, omogućavajući genu da mutira u disfunkcionalne varijante bez reproduktivnog smanjenja, a zatim djeluje genetički drift.[30] Studije pokazuju da alel MC1R Arg163Gln ima visoku frekvenciju u istočnoj Aziji i može biti dio evolucije svijetle kože u istočnoazijskim populacijama.[31] Nisu poznati dokazi za pozitivnu selekciju alela MC1R u Evropi[32] i nema dokaza o povezanosti između pojave disfunkcionalnih varijanti MC1R i evolucije svijetle kože u evropskim populacijama. Posvjetljavanje boje kože kod Evropljana i istočnih Azijata primjer je konvergentne evolucije.[33]

Također pogledajte[uredi | uredi izvor]

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ a b c GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000258839 - Ensembl, maj 2017
  2. ^ a b c GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000074037 - Ensembl, maj 2017
  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. ^ Horrell, Erin; Boulanger, Mary; Orazio, John (31. 5. 2016). "Melanocortin 1 Receptor: Structure, Function, and Regulation". Frontiers in Genetics. 7 (95): 95. doi:10.3389/fgene.2016.00095. PMC 4885833. PMID 27303435.
  6. ^ Wang, Wei; Guo, Dong-Ui; Lin, Yue-Jun; Tao, Ya-Xiong (2019). "Melanocortin Regulation of Inflammation". Frontiers in Endocrinology. 10: 683. doi:10.3389/fendo.2019.00683. PMID 31649620.
  7. ^ Salazar-Onfray, F; López, M; Lundqvist, A; Aguirre, A; Escobar, A; Serrano, A; Korenblit, C; Petersson, M; Chhajlani, V; Larsson, O; Kiessling, R (12. 8. 2002). "Tissue distribution and differential expression of melanocortin 1 receptor, a malignant melanoma marker". British Journal of Cancer. 87 (4): 414–22. doi:10.1038/sj.bjc.6600441. PMID 12177778.
  8. ^ "Red Alert!". 2. 11. 2017.
  9. ^ OMIM: 155555
  10. ^ "The Red Hair Polymorphisms". Arhivirano s originala, 13. 9. 2019. Pristupljeno 20. 7. 2013.
  11. ^ a b c Valverde P, Healy E, Jackson I, Rees JL, Thody AJ (novembar 1995). "Variants of the melanocyte-stimulating hormone receptor gene are associated with red hair and fair skin in humans". Nature Genetics. 11 (3): 328–30. doi:10.1038/ng1195-328. PMID 7581459.
  12. ^ Morgan MD, Pairo-Castineira E, Rawlik K, Canela-Xandri O, Rees J, Sims D, Tenesa A, Jackson IJ (decembar 2018). "Genome-wide study of hair colour in UK Biobank explains most of the SNP heritability". Nature Communications. 9 (1): 5271. Bibcode:2018NatCo...9.5271M. doi:10.1038/s41467-018-07691-z. PMC 6288091. PMID 30531825.
  13. ^ Aoki H, Moro O (septembar 2002). "Involvement of microphthalmia-associated transcription factor (MITF) in expression of human melanocortin-1 receptor (MC1R)". Life Sciences. 71 (18): 2171–9. doi:10.1016/S0024-3205(02)01996-3. PMID 12204775.
  14. ^ Hoek KS, Schlegel NC, Eichhoff OM, Widmer DS, Praetorius C, Einarsson SO, Valgeirsdottir S, Bergsteinsdottir K, Schepsky A, Dummer R, Steingrimsson E (decembar 2008). "Novel MITF targets identified using a two-step DNA microarray strategy". Pigment Cell & Melanoma Research. 21 (6): 665–76. doi:10.1111/j.1755-148X.2008.00505.x. PMID 19067971.
  15. ^ Robbins LS, Nadeau JH, Johnson KR, Kelly MA, Roselli-Rehfuss L, Baack E, Mountjoy KG, Cone RD (mart 1993). "Pigmentation phenotypes of variant extension locus alleles result from point mutations that alter MSH receptor function". Cell. 72 (6): 827–34. doi:10.1016/0092-8674(93)90572-8. PMID 8458079.
  16. ^ Newton JM, Wilkie AL, He L, Jordan SA, Metallinos DL, Holmes NG, Jackson IJ, Barsh GS (januar 2000). "Melanocortin 1 receptor variation in the domestic dog". Mammalian Genome. 11 (1): 24–30. doi:10.1007/s003350010005. PMID 10602988.
  17. ^ Schmutz SM, Berryere TG (2007). "The genetics of cream coat color in dogs". The Journal of Heredity. 98 (5): 544–8. doi:10.1093/jhered/esm018. PMID 17485734.
  18. ^ Eizirik E, Yuhki N, Johnson WE, Menotti-Raymond M, Hannah SS, O'Brien SJ (mart 2003). "Molecular genetics and evolution of melanism in the cat family". Current Biology. 13 (5): 448–53. doi:10.1016/S0960-9822(03)00128-3. PMID 12620197.
  19. ^ Flanagan N, Healy E, Ray A, Philips S, Todd C, Jackson IJ, Birch-Machin MA, Rees JL (2000). "Pleiotropic effects of the melanocortin 1 receptor (MC1R) gene on human pigmentation". Human Molecular Genetics. 9 (17): 2531–7. doi:10.1093/hmg/9.17.2531. PMID 11030758.
  20. ^ Klungland H, Våge DI, Gomez-Raya L, Adalsteinsson S, Lien S (septembar 1995). "The role of melanocyte-stimulating hormone (MSH) receptor in bovine coat color determination". Mammalian Genome. 6 (9): 636–9. doi:10.1007/BF00352371. PMID 8535072.
  21. ^ Takeuchi S, Suzuki H, Yabuuchi M, Takahashi S (august 1996). "A possible involvement of melanocortin 1-receptor in regulating feather color pigmentation in the chicken". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Gene Structure and Expression. 1308 (2): 164–8. doi:10.1016/0167-4781(96)00100-5. PMID 8764834.
  22. ^ Johnson JA, Ambers AD, Burnham KK (2012). "Genetics of plumage color in the Gyrfalcon (Falco rusticolus): analysis of the melanocortin-1 receptor gene". The Journal of Heredity. 103 (3): 315–21. doi:10.1093/jhered/ess023. PMID 22504110.
  23. ^ Ritland K, Newton C, Marshall HD (septembar 2001). "Inheritance and population structure of the white-phased "Kermode" black bear". Current Biology. 11 (18): 1468–72. doi:10.1016/S0960-9822(01)00448-1. PMID 11566108.
  24. ^ Nachman MW, Hoekstra HE, D'Agostino SL (april 2003). "The genetic basis of adaptive melanism in pocket mice". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 100 (9): 5268–73. Bibcode:2003PNAS..100.5268N. doi:10.1073/pnas.0431157100. PMC 154334. PMID 12704245.
  25. ^ Fontanesi L, Tazzoli M, Beretti F, Russo V (oktobar 2006). "Mutations in the melanocortin 1 receptor (MC1R) gene are associated with coat colours in the domestic rabbit (Oryctolagus cuniculus)". Animal Genetics. 37 (5): 489–93. doi:10.1111/j.1365-2052.2006.01494.x. PMID 16978179.
  26. ^ Peters L, Humble E, Kröcker N, Fuchs B, Forcada J, Hoffman JI (august 2016). "Born blonde: a recessive loss-of-function mutation in the melanocortin 1 receptor is associated with cream coat coloration in Antarctic fur seals". Ecology and Evolution. 6 (16): 5705–17. doi:10.1002/ece3.2290. PMC 4983585. PMID 27547348.
  27. ^ Römpler H, Rohland N, Lalueza-Fox C, Willerslev E, Kuznetsova T, Rabeder G, Bertranpetit J, Schöneberg T, Hofreiter M (juli 2006). "Nuclear gene indicates coat-color polymorphism in mammoths" (PDF). Science. 313 (5783): 62. doi:10.1126/science.1128994. PMID 16825562.
  28. ^ Smith R, Healy E, Siddiqui S, Flanagan N, Steijlen PM, Rosdahl I, Jacques JP, Rogers S, Turner R, Jackson IJ, Birch-Machin MA, Rees JL (juli 1998). "Melanocortin 1 receptor variants in an Irish population". The Journal of Investigative Dermatology. 111 (1): 119–22. doi:10.1046/j.1523-1747.1998.00252.x. PMID 9665397.
  29. ^ Box NF, Duffy DL, Irving RE, Russell A, Chen W, Griffyths LR, Parsons PG, Green AC, Sturm RA (februar 2001). "Melanocortin-1 receptor genotype is a risk factor for basal and squamous cell carcinoma". The Journal of Investigative Dermatology. 116 (2): 224–9. doi:10.1046/j.1523-1747.2001.01224.x. PMID 11179997.
  30. ^ Jablonski NG, Chaplin G (maj 2010). "Colloquium paper: human skin pigmentation as an adaptation to UV radiation". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107 Suppl 2 (Supplement_2): 8962–8. Bibcode:2010PNAS..107.8962J. doi:10.1073/pnas.0914628107. PMC 3024016. PMID 20445093.
  31. ^ Peng S, Lu XM, Luo HR, Xiang-Yu JG, Zhang YP (mart 2001). "Melanocortin-1 receptor gene variants in four Chinese ethnic populations". Cell Research. 11 (1): 81–4. doi:10.1038/sj.cr.7290070. PMID 11305330.
  32. ^ Harding RM, Healy E, Ray AJ, Ellis NS, Flanagan N, Todd C, Dixon C, Sajantila A, Jackson IJ, Birch-Machin MA, Rees JL (april 2000). "Evidence for variable selective pressures at MC1R". American Journal of Human Genetics. 66 (4): 1351–61. doi:10.1086/302863. PMC 1288200. PMID 10733465.
  33. ^ Norton HL, Kittles RA, Parra E, McKeigue P, Mao X, Cheng K, Canfield VA, Bradley DG, McEvoy B, Shriver MD (mart 2007). "Genetic evidence for the convergent evolution of light skin in Europeans and East Asians". Molecular Biology and Evolution. 24 (3): 710–22. doi:10.1093/molbev/msl203. PMID 17182896.

Dopunska literatura[uredi | uredi izvor]

Vanjski linkovi[uredi | uredi izvor]

Šablon:G-protein spregnuti receptori Šablon:Boje kose Šablon:Modulatori receptora melanokortina