Význam pumpy ATP6V0A2Edit

Vakuolární ATPázy (V-ATPáza) regulují pH subcelulárních kompartmentů v endozomálním membránovém systému. V-ATPázy jsou multiproteinové komplexy složené ze dvou funkčních domén, domény V0 a domény V1. Doména V1 katalyzuje hydrolýzu ATP, aby mohla pohánět čerpání protonů kanálem V0, který překlenuje lipidovou dvojvrstvu endozomálních kompartmentů. Vakuolární ATPázy jsou také lokalizovány v plazmatické membráně ledvinových buněk i osteoklastů. V osteoklastech jsou V-ATPázy nezbytné pro čerpání protonů na povrch kosti. Protony jsou pak využívány k resorpci kosti. V ledvinových buňkách slouží V-ATPázy k přečerpávání protonů do moči. To usnadňuje reabsorpci bikarbonátu do krve. Gen ATP6V0A2 kóduje izoformu a2 podjednotky a (přítomnou v doméně V0). Podjednotka a2 ukotvuje V-ATPázu k membráně a také se přímo podílí na transportu protonů. ATP6V0A2 je kódována genem ATP6V0A2. Pumpa ATP6V0A2 se nachází prakticky ve všech buňkách a předpokládá se, že hraje důležitou roli v procesu vezikulární fúze v sekreční dráze, včetně sekrece složek extracelulární matrix.

Funkce Golgiho aparátu při zrání proteinůEdit

Nejdůležitější subcelulární strukturou v souvislosti se syndromem vrásčité kůže (WSS), je Golgiho aparát. Golgiho aparát je důležitou součástí endomembránového systému, protože zpracovává proteiny a lipidy před jejich doručením do plazmatické membrány a/nebo sekrecí do extracelulárního prostředí. Golgiho aparát je uspořádán do polarizované řady membránových hromádek, tzv. cisteren, kterými proteiny postupně procházejí, jakmile opustí endoplazmatické retikulum (ER), kde jsou proteiny a lipidy syntetizovány. Proteiny určené k sekreci nebo doručení do plazmatické membrány přicházejí nejprve do cis-Golgiho a poté jsou přepravovány přes mediální a trans-Golgiho. V Golgiho membráně procházejí proteiny rozsáhlými posttranslačními modifikacemi (PTM). V kontextu WSS jsou nejvýznamnějšími PTM událostmi glykosylace proteinů tvořících extracelulární matrix (ECM) epidermálních buněk. Dva typy glykosylačních událostí v Golgiho systému jsou N-vázaná glykosylace a O-vázaná glykosylace. Glykosylace proteinů určených k sekreci probíhá prostřednictvím dopředného pohybu proteinů v Golgiho aparátu. Proteiny určené k sekreci se pak přesouvají do plazmatické membrány v sekrečních vezikulách. Důležitý je také retrográdní (zpětný) transport v Golgiho aparátu. Aby se enzymy odpovědné za glykosylaci proteinů udržely ve správných oblastech Golgiho aparátu, musí docházet k retrográdnímu transportu těchto enzymů zpět do Golgiho aparátu. Kromě toho retrográdní transport plní funkci kontroly kvality tím, že přesouvá nesprávně složené proteiny zpět do ER nebo je zadržuje v samotném Golgiho aparátu, dokud není dokončeno správné skládání a zrání proteinů. Aktivita enzymů modifikujících proteiny, jako jsou glykosyltransferázy a glykosidázy, závisí na lumenálním pH Golgiho aparátu. Cisternální pH se s postupem z cis- do trans- oblastí Golgiho aparátu stává stále kyselejším (nižší pH). Narušení klesajícího pH může mít významný vliv na účinnost a pořadí glykosylačních dějů. Udržování gradientu pH v Golgiho oblasti má zásadní význam pro správnou posttranslační modifikaci proteinů před jejich sekrecí. Retrográdní transport a regulace pH jsou proto pro správné fungování Golgiho aparátu životně důležité.

Genetické příčiny WSSEdit

U pacientů s missense a/nebo nonsense mutacemi genu ATP6V0A2 byl prokázán fenotypový projev syndromu vrásčité kůže (WSS) nebo autosomálně recesivní cutis laxa typu II (ARCL II) (další porucha cutis laxa). Někteří považují WSS za mírnější variantu ARCL II, ale genetické příčiny WSS nejsou dosud známy. Velký počet pacientů s WSS a ARCL II vykazuje ztrátu funkce v podjednotce a2. Tyto mutace v ATP6V0A2 jsou spojeny s defektní biosyntézou glykanů a defektní strukturou Golgiho aparátu. Přesný mechanismus, jak mutace v genu ATP6V0A2 vedou k těmto účinkům, však není jasný.

Aberantní funkce Golgiho aparátu a klinické příznaky WSSEdit

WSS je charakterizován defekty v systému elastických vláken, který tvoří extracelulární matrix epidermálních buněk. Systém elastických vláken kůže se skládá z elastinu (který je normálně neglykosylovaný) a glykosylovaných proteinů (fibulin, fibronektin a kolagen). Předpokládá se, že buď abnormální glykosylace a/nebo porucha sekrece proteinů způsobená dysfunkcí ATP6V0A2 vede k WSS. Čerpadlo ATP6V0A2 je vysoce exprimováno v Golgiho aparátu. ATP6V0A2 se nachází především v mediálním Golgiho aparátu a trans-Golgiho aparátu. ATP6V0A2 okyseluje mediální a trans-Golgiho, aby v nich sídlící enzymy (např. glykosidázy a glykosyltransferázy) správně fungovaly. Mutace v genu ATP6V0A2 proto snižují schopnost ATP6V0A2 vytvářet potřebný pH gradient pro tyto glykosylační enzymy, což vede k abnormální N- a O-vázané glykosylaci. Vzhledem k tomu, že fyzikální vlastnosti kůže jsou do značné míry závislé na strukturálních proteinech systému elastických vláken epidermálních buněk, může abnormální glykosylace vést ke strukturálním defektům elastických vláken, a tedy k nepružné kůži pozorované u WSS. Pacienti s WSS mohou mít také defektní sekreci další složky ECM kůže zvané tropoelastin. Proces vylučování tropoelastinu z buňky je závislý na kyselém pH vezikul. Předpokládá se, že zvýšená hladina pH (nižší kyselost) vede k předčasné agregaci (koacervaci) tropoelastinu uvnitř vezikul. Předpokládá se, že proces koacervace je nezbytný pro správné sestavení elastinu v ECM. Pro správné sestavení elastických vláken musí koacervace probíhat mimo buňku v ECM (ECM má zásaditější prostředí než vezikula). Defektní ATP6V0A2 pumpy ve vezikulu však zvyšují lumenální pH vezikulu, což vede k předčasné koacervaci a defektnímu sestavení elastických vláken. Abnormální sestavení a glykosylace proteinů používaných k tvorbě elastických vláken vysvětluje fenotypy pojivové tkáně spojené s ARCL2 a WSS, ale nevysvětluje neurovývojové poruchy nebo růstové defekty těchto pacientů (18). Elastin není nutný pro růst mozku nebo kostí. Předpokládá se však, že abnormální/porušená sekrece ECM proteinů specifických pro mozek a kosti způsobená dysregulací Golgiho acidifikace je tím, co vede k nervovým a kosterním defektům u ARCL2.

.