پروتئین FAM214B: نقش، ساختار و اهمیت بالینی

معرفی پروتئین FAM214B

پروتئین FAM214B که با نام خانواده پروتئینی شباهت توالی ۲۱۴ نوع B نیز شناخته می‌شود، در انسان توسط ژن FAM214B روی کروموزوم ۹ کدگذاری می‌شود. این پروتئین دارای ۵۳۸ اسید آمینه است و ژن آن شامل ۹ اگزون می‌باشد. مطالعات نشان داده‌اند که بیان این ژن در بیماران مبتلا به اختلال افسردگی اساسی (MDD) کاهش می‌یابد. در بیشتر مهره‌داران مانند پستانداران، دوزیستان، خزندگان و پرندگان، بیان این ژن در مغز استخوان و خون بسیار بالاست. در دوران جنینی انسان نیز، FAM214B عمدتاً در مغز و مغز استخوان بیان می‌شود.

ویژگی‌های ژن

نام‌های دیگر: این ژن با نام‌های KIAA1539، BA182N22.6، FLJ11560، PI.11659_5، LOC80256 و RP11-182N22.6 نیز شناخته می‌شود.

موقعیت: ژن FAM214B روی بازوی کوتاه کروموزوم ۹ انسان (موقعیت 9p13.3) قرار دارد. طول این ژن ۱۲٬۲۲۹ جفت‌باز است و دقیقاً بین موقعیت ۳۵٬۱۰۴٬۱۱۲ تا ۳۵٬۱۱۶٬۳۴۱ جفت‌باز روی کروموزوم ۹ قرار گرفته است.

واریانت‌های رونوشت: در حال حاضر دو واریانت mRNA برای این ژن شناسایی شده است. واریانت ۱ طولانی‌ترین رونوشت را کد می‌کند و واریانت ۲ در ناحیه ۵' UTR تفاوت دارد.

ساختار و ویژگی‌های پروتئین

ایزوفرم‌ها: دو ایزوفرم برای این پروتئین وجود دارد. ایزوفرم ۱ طولانی‌ترین پروتئین را تولید می‌کند و ایزوفرم ۲ توسط واریانت ۲ کدگذاری می‌شود.

ترکیب و ویژگی‌ها: وزن مولکولی پیش‌بینی‌شده این پروتئین ۵۶.۷ کیلو دالتون و نقطه ایزوالکتریک آن ۹.۱ است. از نظر ترکیب اسید آمینه، این پروتئین سرشار از گلیسین و پرولین بوده و فاقد ایزولوسین است. در موقعیت‌های ۳۰۸ تا ۳۲۷، خوشه‌ای از نواحی با بار مثبت وجود دارد که عمدتاً از لوسین و آرژینین تشکیل شده‌اند. ساختار تکرارشونده GPGLG در موقعیت‌های ۸۲-۸۶ و ۱۰۶-۱۱۰ دیده می‌شود. همچنین تکرار اسید آمینه پرولین در موقعیت‌های ۱۰-۲۵ و ۲۲۵-۲۶۵ مشاهده می‌گردد.

دامنه‌های پروتئینی: این پروتئین دارای دو دامنه کلیدی است: دامنه DUF4210 با عملکرد ناشناخته در موقعیت ۳۴۸ تا ۴۰۲، و دامنه جداسازی کروموزوم در موقعیت ۴۸۰ تا ۵۳۶. پیش‌بینی می‌شود دامنه DUF4210 برای جداسازی کروموزوم‌ها در میوز ضروری باشد.

ساختار دوم: ابزارهای پیش‌بینی مانند Phyre2، Ali2D و I-TASSER نشان می‌دهند که ساختار دوم FAM214B عمدتاً از صفحات بتا و یک مارپیچ آلفا تشکیل شده است.

ساختار سوم: ساختار سه‌بعدی این پروتئین با استفاده از I-Tasser پیش‌بینی شده است؛ در این ساختار، انتهای C با رنگ بنفش و انتهای N با رنگ قرمز نمایش داده می‌شود.

اصلاحات پس از ترجمه و محلی‌سازی

فسفوریلاسیون: ۷ محل فسفوریلاسیون روی این پروتئین پیش‌بینی شده است که عمدتاً شامل باقیمانده‌های سرین و ترئونین هستند.

محلی‌سازی زیرسلولی: مطالعات مشخص کرده‌اند که پروتئین FAM214B در هسته سلول جایگاه قرارگیری دارد.

بیان و تنظیم ژن

پروموتورها: با استفاده از ابزار Genomatix Gene2Promoter، ۵ پروموتور برای FAM214B در انسان شناسایی شده است. پروموتور GXP_38326 بیشترین تعداد رونوشت‌های کدگذاری‌شده را دارد که روی رشته منفی کروموزوم ۹ از موقعیت ۳۵۱۱۵۸۱۱ تا ۳۵۱۱۶۹۱۱ گسترده است.

فاکتورهای رونویسی: فاکتورهای رونویسی پیش‌بینی‌شده متعددی به پروموتور GXP_9003729 متصل می‌شوند که با ابزار Genomatix MatInspector شناسایی شده‌اند.

بیان بافت‌特异性: داده‌های RNA-Seq و اطلس پروتئین انسان نشان می‌دهند که FAM214B در مغز استخوان، جفت، مری و بخش‌های مختلف مغز (مانند کالوسوم، پونس، مدولا و طناب نخاعی) بیان بالایی دارد.

توسعه جنینی: تکنیک هیبریداسیون درجا روی جنین‌های موش، بیان بالای رونوشت FAM214B را در هیپوکامپ و نئوکورتکس نشان داده است.

بیان افتراقی: بیماران مبتلا به نفروپاتی دیابتی بیان بالاتری از این ژن را نسبت به افراد سالم دارند. همچنین در بیماران دوقطبی، بیان FAM214B در قشر اوربیتوفرونتال افزایش یافته است. در مقابل، افراد دارای حساسیت بینی به کنه‌های گرد و غبار خانگی، بیان پایین‌تری نسبت به افراد بدون آلرژی دارند.

ناحیه ۳'UTR: ۹ حلقه ساقه و miRNA به ناحیه ۳'UTR رونوشت این ژن متصل می‌شوند.

تعاملات پروتئینی

پروتئین‌های متعددی وجود دارند که در پایگاه‌های داده IntAct و UniProt با FAM214B تعامل دارند.

همولوژی و تکامل

ارتولوگ‌ها و پارالوگ‌ها: این ژن در پستانداران، پرندگان، خزندگان، دوزیستان، پرتوبالان، بندپایان، آسکومیست‌ها، زیگومیست‌ها و گیاهان دارای ارتولوگ است. تنها پارالوگ آن FAM214A است که ۱۰۷۶ اسید آمینه دارد و روی کروموزوم ۱۳ قرار گرفته است.

تاریخچه تکاملی: دورترین گونه مرتبط با انسان، گیاه Mikania micrantha است که تاریخ آن به حدود ۱۴۹۶ میلیون سال پیش برمی‌گردد. نزدیک‌ترین خویشاوند پستانداران، موش است که تاریخ واگرایی آن حدود ۹۰ میلیون سال پیش تخمین زده می‌شود. ژن FAM214B در یوکاریوت‌ها محافظت‌شده است. بر اساس تحلیل ساعت مولکولی، سرعت تکامل FAM214B از سیتوکروم C سریع‌تر، اما بسیار کندتر از فیبرینوژن آلفا بوده است.

اهمیت بالینی

مطالعات نشان داده‌اند که بیان ژن KIAA1539 در بیماران مبتلا به اختلال افسردگی اساسی کاهش می‌یابد. از این ژن به عنوان یک نشانگر زیستی برای تشخیص آسیب‌پذیری در برابر افسردگی عودکننده استفاده می‌شود. کاهش بیان این ژن در بیماران مبتلا به MDD تفاوت معناداری با افراد سالم دارد. آزمایش‌ها نشان داده‌اند که این بیان پایین پیش و پس از درمان شناختی-رفتاری در این بیماران قابل مشاهده است.