Kollagen-Typ 1α1 ist ein Protein, das im menschlichen Organismus vom Gen COL1A1 codiert wird. Es bildet eines der beiden Untereinheiten von Kollagen-Typ I.
Kollagen-Typ I ist ein Tripelhelix-Molekül bestehend aus zwei pro-α1(I)-Ketten sowie einer pro-α2(I)-Kette, welche durch die Gene COL1A1 und COL1A2 codiert werden. Es ist die Hauptkomponente der Extrazellularmatrix von Knochen, Haut und Sehnen.[1]
Genstruktur
COL1A1 ist 18 kb lang und liegt in der Chromosomenregion 17q21–q22. Die Länge der mRNAs beträgt 6728 bp. Es besitzt 52 Exons, welche durch teilweise sehr große Introns voneinander abgegrenzt sind. Der tripelhelikale Abschnitt wird durch die Exons 6 bis 49 codiert und umfasst 1014 Aminosäuren. Die globulären N- und C-terminalen Abschnitte werden durch die Metalloproteasen Prokollagen-N-Proteinase (EC 3.4.24.14) und Prokollagen-C-Proteinase (EC 3.4.24.?) während des Reifungsprozesses extrazellulär abgetrennt.[2]
Pathologie
Die meisten Formen der Osteogenesis imperfecta (OI) sind mit Mutationen in den Kollagen-Typ I codierenden Genen COL1A1 und COL1A2 assoziiert und folgen einem autosomal-dominanten Erbgang. Mutationen, die dazu führen, dass das väterliche oder mütterliche Allel eines der beiden Gene nicht mehr exprimiert wird, führen zu einer bis zu 50%igen Verminderung der Kollagensynthese und sind mit der mildesten Form der OI (OI Typ I) assoziiert. Die schweren Formen der OI (Typen II, III, IV) werden durch Mutationen verursacht, die einen Effekt auf die Tripelhelix-Struktur und die Stabilität der Mikrofibrillen haben. Häufig werden dabei Glycinreste substituiert und somit die Tripelhelix-Struktur je nach Lokalisation der Mutation mehr oder weniger stark beeinträchtigt.[3]
Die teilweise oder komplette Deletion des Exons 6 des COL1A1-Gens ist Ursache für das Ehlers-Danlos-Syndrom Typ VIIA. Dabei wird die Erkennungssequenz für die Abspaltung des N-terminalen Propeptids zerstört somit die Prozessierung der pro-α1(I)-Ketten zu Kollagen verhindert. Dies führt zu einer verminderten Zugfestigkeit der Kollagenfibrillen in Geweben, in denen Kollagen vom Typ I überwiegt.[3]
Eine Variante im Intron 1 des COL1A1-Gens ist mit geringerer Knochendichte und häufigerem Auftreten osteoporotischer Frakturen assoziiert und liefert somit einen genetischen Anhaltspunkt für eine ererbte Osteoporose-Prädisposition.[4]
Einzelnachweise
- ↑ Kathrin Zotter: Untersuchung der intra- und interfamiliären klinischen Variabilität der Osteogenesis Imperfecta verursacht durch heterozygote pathogene Varianten in den Genen COL1A1 und COL1A2. (PDF) In: MEDonline. Medizinische Universität Graz, 2. Januar 2023, S. 6, abgerufen am 11. April 2024.
- ↑ Tatjana Trummer: Molekulargenetische Untersuchungen zur Heterogenität der Osteogenesis imperfecta. (PDF) In: OPen Access Repositorium. Universität Ulm, 2001, S. 6–7, abgerufen am 11. April 2024.
- ↑ a b Karin Mayer, Christoph Marschall: Molekulargenetische Diagnostik von Bindegewebserkrankungen. In: Journal of Laboratory Medicine. Band 29, Nr. 3, 2005, S. 177 ff., doi:10.1515/JLM.2005.026.
- ↑ Genetische Prädisposition für Osteoporose. In: Institut für Medizinische Diagnostik Berlin. Abgerufen am 11. April 2024.
