Matrilina-3

Gen codificador de proteínas en la especie Homo sapiens
Matn3
Identificadores
AliasMATN3 , DIPOA, EDM5, HOA, OADIP, OS2, matrilina 3, SEMDBCD
Identificaciones externasOMIM : 602109; MGI : 1328350; HomoloGene : 1785; Tarjetas genéticas : MATN3; OMA :MATN3 - ortólogos
Ortólogos
EspeciesHumanoRatón
Entre

4148

17182

Conjunto

ENSG00000132031

ENSMUSG00000020583

Protección unificada

O15232

O35701

RefSeq (ARNm)

Número de modelo_002381

NM_010770

RefSeq (proteína)

NP_002372

NP_034900

Ubicación (UCSC)Crónica 2: 19,99 – 20,01 MbCrónicas 12:9 – 9.02 Mb
Búsqueda en PubMed[3][4]
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Matrilin-3 es una proteína que en humanos está codificada por el gen MATN3 . [5] [6] [7] Está vinculada al desarrollo de muchos tipos de cartílago, [8] y forma parte de la familia Matrilin, que incluye Matrilin-1, Matrilin-2, Matrilin-3 y Matrilin-4, una familia de proteínas extracelulares oligoméricas adaptadoras formadoras de filamentos que están vinculadas a la formación de cartílago y hueso, así como al mantenimiento de la homeostasis después del desarrollo. [8] Se considera una proteína de la matriz extracelular que funciona como una proteína adaptadora [9] donde la subunidad Matrilin-3 puede formar tanto homo-tetrámeros como hetero-oligómeros con subunidades de Matrilin-1 que es la proteína de la matriz del cartílago. Este tejido restringido se ha expresado fuertemente en el tejido esquelético en crecimiento, así como en el cartílago y el hueso. [8] [10]

Cada miembro de la familia Matrilin consta de uno o dos dominios del factor A de von Willebrand (vWFA), varios dominios similares al factor de crecimiento epidérmico (EGF) y un dominio de hélice en espiral alfa. [9] Matrilin-3 no contiene el segundo dominio similar a vWFA que está presente en el resto de los miembros de la familia Matrilin. [11] Se considera el miembro más corto y menos complejo de la familia, y consta de solo un dominio del factor A de von Willebrand, cuatro dominios del factor de crecimiento epidérmico y un dominio de hélice en espiral C-terminal. [8] [9] La proteína Matrilin-3 se considera una proteína multimérica que puede formar enlaces con colágenos de triple hélice, decorina y biglicano, ya que juega un papel importante como molécula de enlace en la formación de la red del cartílago articular. [12]

Función de la matrilina-3

La función principal de la matrilina-3 es mejorar la expresión del colágeno II y del agrecano, que es esencial para mantener la elasticidad y la fuerza del cartílago. No solo mantiene la estructura del cartílago, sino también su función y el desarrollo de enfermedades. [9] La matrilina-3 se expresa principalmente en el cartílago antes del nacimiento, a menos que esté vinculada al desarrollo de enfermedades durante la edad adulta.

Estructura

La proteína matrilin-3 se asignó a la región cromosómica 2 (2p24 - p23) con el ARNm correspondiente de 2,8 kb que se ha encontrado expresado en cada tipo de cartílago investigado. [13] [8] La matrilin-3 está organizada en 7 dominios y se compone de 486 residuos de aminoácidos. La secuencia de nucleótidos para la matrilin-3 en humanos es 83% similar a la matrilin-3 en ratones, y 61% similar a la del pollo. [8] Las principales diferencias entre las diferentes especies difieren principalmente en el dominio N-terminal cargado positivamente, que es más corto en el pollo en comparación con la matrilin-3 humana. La matrilin-3 del pollo también difiere ya que no contiene una inserción de un solo residuo de ácido aspártico en sus cuatro dominios similares a EGF, como en las secuencias de la matrilin-3 humana y del ratón. [11]

En ratones, la Matrilina-3 sólo se expresa en el desarrollo del cartílago del sistema esquelético. Sin embargo, aunque la Matrilina-1 sigue expresándose en los tejidos que permanecen cartilaginosos durante toda su vida, la Matrilina-3 no se expresa actualmente en estos tejidos después del nacimiento. [8] El resultado preliminar de la prueba de inmunotransferencia indica que la expresión de la Matrilina-3 es mucho mayor en los tejidos fetales que en los adultos. [11] Sin embargo, esto no significa que la Matrilina-3 no pueda expresarse en el cartílago maduro. Existe una fuerte correlación entre la expresión intensa del gen de la Matrilina-3 y el daño tisular. [10] La expresión intensa del gen de la Matrilina-3 se ha relacionado sistemáticamente con el desarrollo de la osteoartritis, que puede desarrollarse a partir de altos niveles de la Matrilina-3 que desgarra el cartílago articular, lo que provoca la pérdida no sólo de la superficie sino también de áreas proliferantes e hipertróficas. [8]

La matrilina-3 desempeña un papel crucial en el mantenimiento de la integridad estructural del cartílago y de la matriz extracelular, y se ha demostrado que tiene niveles elevados en la osteoartritis, y también se expresa en el hueso en condiciones normales. También regula los componentes de la matriz extracelular del hueso. [9] La matrilina-3 interactúa con TGF-β y BMP-2 para mantener la homeostasis de la matriz extracelular del cartílago, así como para mantener los condrocitos durante el desarrollo. [9] Los tipos de cartílago en los que se ha observado la matrilina-3 son el tejido cartilaginoso, que incluye el cartílago articular y epifisario, así como en el anlage cartilaginoso de los huesos en desarrollo. [9] La matrilina-3 es esencial en la formación de redes dependientes del colágeno, ya que conecta la red pericelular independiente del colágeno y las células, formando las conexiones filamentosas. [9] En el desarrollo esquelético, la matrilina-3 está involucrada en la diferenciación mesenquimal, la desdiferenciación, la diferenciación terminal de los condrocitos y el mantenimiento de la densidad mineral ósea. [9]

Correlación con la enfermedad

La osteoartritis es causada por polimorfismos y mutaciones en varios genes, especialmente Matrilin-3. [9] Las mutaciones de Matrilin-3 están relacionadas con enfermedades esqueléticas como la osteoartritis y condrodisplasias como la displasia epifisaria múltiple (MED) y la displasia espondiloepimetafisaria. [8] Una correlación entre las personas con displasia epifisaria múltiple, o MED, se ha relacionado con mutaciones en el dominio vWFA de la proteína Matrilin-3. (ncbi) Las mutaciones puntuales en Matrilin-3 pueden afectar el plegamiento y el tráfico de proteínas, ya que Matrilin-3 se retiene y se acumula en el retículo endoplásmico, lo que conduce a una formación reducida de redes filamentosas alrededor de las células. [9] También se ha demostrado que Matrilin-3 aumenta el colágeno II y el agrecano, al tiempo que reduce ADAMTS5 y MMP-13 en los condrocitos, lo que sugiere que hay una reducción de la hipertrofia causada por la inflamación. [9]

También se ha demostrado que cuando Matrilin-3 se une a BMP2, se previene la fosforilación de Smad1 mediada por el receptor BMP y la expresión de colágeno X en los condrocitos, lo que indica que Matrilin-3 puede actuar como antagonista para prevenir la diferenciación terminal hipertrófica de los condrocitos. [9] La unión de Matrilin-3 en conjunto aumenta la fosforilación de AKT, aumentando la supervivencia de los condrocitos y la síntesis de ECM. [9] El plegamiento de la estructura de la proteína causado por mutaciones que causan MED se encuentra más notablemente en las cadenas B del centro del dominio vWFA. [8] Como Matrilin-3 está asociado con enfermedades esqueléticas como la osteoartritis, se ha demostrado que los niveles aumentan y están presentes en la zona media y profunda del cartílago, y posiblemente también en el hueso subcondral. En el hueso, Matrilin-3 no solo se encuentra en el cartílago calcificado aún no reabsorbido, sino que también es sintetizado activamente por osteoblastos y osteocitos. [11]

Conclusión

La proteína Matrilin-3 es una proteína vinculada al desarrollo del cartílago y el hueso, y consta de un dominio del factor A de von Willebrand, cuatro dominios del factor de crecimiento epidérmico y un dominio de bobina enrollada C-terminal. [8] [9] La expresión de Matrilin-3 está presente principalmente en el desarrollo del cartílago antes del nacimiento, y deja de existir en la edad adulta a menos que esté relacionada con enfermedades esqueléticas como la osteoartritis y condrodisplasias como la displasia epifisaria múltiple (MED) y la displasia espondiloepimetafisaria. [8] La función principal de Matrilin-3 es mejorar la expresión de colágeno II y agrecano, que es esencial para mantener la elasticidad y la fuerza del cartílago. [9]

Referencias

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Lectura adicional

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