R27H多型の構造的および機能的意味合いの解析

analysis of the structural and functional implications of R27H polymorphism.

• Shaik Mohammad Naushad
• Akella Radha Rama Devi
• Tajamul Hussain
• Salman A Alrokayan
• M Janaki Ramaiah
• Vijay Kumar Kutala

抄録

溶質輸送体ファミリー19メンバー1（SLC19A1）G80A（R27H）多型が様々なタイプの癌や全身性エリテマトーデス（SLE）のリスクと関連していることが文書化されていることを考慮して、我々は、この多型が乳癌のリスクを高める条件を確認するために、乳癌の症例対照研究を再解析した。その結果、葉酸の摂取量が少ない条件下で、また、細胞質セリンヒドロキシメチル基転移酵素の保護多型が存在しない条件下で、この多型が乳がんのリスクを高めることが、関連統計学的に明らかになった。この観察を実証するために、グリセロール-3-リン酸トランスポーター(d1pw4a)をテンプレートとして用いて、SLC19A1の相同性モデルを開発した。野生型タンパク質と変異型タンパク質は、S3, S5, S6, S7, S11, S12膜貫通ドメインにおいて同じトポロジーを共有していた。トポロジーは、S1 (28-43残基 vs 28-44残基)、S2 (66-87残基 vs 69-87残基)、S4 (117-140残基 vs 117-139残基)、S8 (305-325残基 vs 305-324残基)、S9 (336-356残基 vs 336-355残基)、S10 (361-386残基 vs 361-385残基)の膜貫通ドメインで野生型と変異型の間で異なっていた。S2ドメインは変異体では3アミノ酸残基分短縮されているが、他のドメインでは1アミノ酸残基分短縮されている。3DLigandSite解析の結果、273Trp, 277Asn, 379Leu, 439Phe, 442Leuの金属リガンド結合部位は影響を受けていないが、非金属リガンド結合に対応する活性部位が失われていることが明らかになった。テトラヒドロフォレートおよびメトトレキサートは、野生型タンパク質よりも変異型タンパク質に対する親和性が低い。結論として、R27H多型はSLC19A1の二次構造と三次構造に影響を与え、リガンド結合部位が著しく失われていることが示された。

In view of the documented association of solute carrier family 19 member 1 (SLC19A1) G80A (R27H) polymorphism with the risk for different types of cancers and systemic lupus erythematosus (SLE), we have reanalysed the case-control study on breast cancer to ascertain the conditions in which this polymorphic variant exerts the risk of breast cancer. Association statistics have revealed that this polymorphism exerts the risk for breast cancer under the conditions of low folate intake, and in the absence of well-documented protective polymorphism in cytosolic serine hydroxymethyltransferase. To substantiate this observation, we have developed a homology model of SLC19A1 using glycerol-3-phosphate transporter (d1pw4a) as a template where 73% of the residues were modelled at 90% confidence while 162 residues were modelled . The wild and mutant proteins shared same topology in S3, S5, S6, S7, S11 and S12 transmembrane domains. The topology varied at S1 (28-43 residue vs 28-44 residue), S2 (66-87 residue vs 69-87 residue), S4 (117-140 residue vs 117-139 residue), S8 (305-325 residue vs 305-324 residue), S9 (336-356 residue vs 336-355residue), and S10 (361-386 residue vs 361-385 residue) transmembrane domains between wild versus mutant proteins. S2 domain is shortened by three amino acid residues in the mutant while in other domains the difference corresponds to one amino acid residue. The 3DLigandSite analysis revealed that the metallic-ligand-binding sites at 273Trp, 277Asn, 379Leu, 439Phe and 442Leu are although unaffected, there is a loss of active sites corresponding to nonmetallic ligand binding. Tetrahydrofolate and methotrexate have lesser affinity towards the mutant protein than the wild protein. To conclude, the R27H polymorphism affects the secondary and tertiary structures of SLC19A1 with the significant loss in ligand-binding sites.