P3h2,也称为LEPREL1(Lysyl oxidase propeptide-like 1),是一种重要的蛋白质,属于2-氧戊二酸依赖性双加氧酶家族。该家族成员参与多种细胞外基质蛋白,特别是胶原蛋白的翻译后修饰过程,其中P3H2主要负责在胶原蛋白中催化脯氨酸残基的3-羟基化反应。脯氨酸的3-羟基化是胶原蛋白成熟和稳定性的关键步骤,对于维持细胞外基质的结构和功能至关重要。
P3h2的表达和活性受到多种因素的调节。研究发现,P3h2基因的表达受到血管内皮生长因子A(VEGF-A)的诱导,且其转录过程受VEGF-A/VEGF受体2(VEGFR-2)信号通路通过p38丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)的调控[1]。VEGF-A是血管生成的重要调节因子,P3h2的这种调节机制表明其可能在血管生成过程中发挥重要作用。
在肿瘤研究中,P3h2的表达下调与乳腺癌的发生发展密切相关。通过异常CpG甲基化,P3h2在乳腺癌中表达下调,这种现象在雌激素受体阳性的乳腺癌中尤为明显[2]。此外,P3h2的敲低可以抑制病理性的血管生成,例如在激光诱导的脉络膜新生血管化模型中,P3h2的敲低可以抑制新生血管的形成[1]。
在眼部疾病中,P3h2的突变与高度近视的发生有关。研究发现,P3h2基因突变会导致胶原蛋白的3-羟基化水平降低,进而影响眼组织的结构和功能,导致近视的发生[3,4]。例如,Mordechai等人发现,在Bedouin Israeli consanguineous kindred中,LEPREL1基因的突变导致了高度近视和早期白内障的发生[4]。
在胶原蛋白的翻译后修饰过程中,P3h2具有其独特的底物特异性和组织特异性。研究发现,P3h2在肾脏等富含基膜的组织中表达较高,并且对胶原蛋白IV的3-羟基化具有更高的活性[5]。胶原蛋白IV是基膜的主要成分,P3h2对其的修饰对于维持基膜的结构和功能至关重要。
此外,研究发现,P3h2的缺失会导致胚胎死亡。P3h2缺失的胚胎在发育早期与母体血小板特异性糖蛋白VI(GPVI)发生相互作用,导致母体血小板聚集和血栓形成,最终导致胚胎死亡[6]。这一现象揭示了P3h2在胚胎发育过程中的重要作用,以及其在血液凝固和细胞外基质之间的联系。
综上所述,P3h2是一种重要的蛋白质,参与胶原蛋白的翻译后修饰过程,对于维持细胞外基质的结构和功能至关重要。P3h2在血管生成、肿瘤发生、眼部疾病和胚胎发育等过程中发挥重要作用。P3h2的研究有助于深入理解胶原蛋白的翻译后修饰过程和其在生理病理过程中的作用,为相关疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Pignata, Paola, Apicella, Ivana, Cicatiello, Valeria, Tarallo, Valeria, De Falco, Sandro. 2021. Prolyl 3-Hydroxylase 2 Is a Molecular Player of Angiogenesis. In International journal of molecular sciences, 22, . doi:10.3390/ijms22083896. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33918807/
2. Shah, R, Smith, P, Purdie, C, Thompson, A M, Crook, T. . The prolyl 3-hydroxylases P3H2 and P3H3 are novel targets for epigenetic silencing in breast cancer. In British journal of cancer, 100, 1687-96. doi:10.1038/sj.bjc.6605042. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19436308/
3. Hudson, David M, Joeng, Kyu Sang, Werther, Rachel, Lee, Brendan H, Eyre, David R. 2015. Post-translationally abnormal collagens of prolyl 3-hydroxylase-2 null mice offer a pathobiological mechanism for the high myopia linked to human LEPREL1 mutations. In The Journal of biological chemistry, 290, 8613-22. doi:10.1074/jbc.M114.634915. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25645914/
4. Mordechai, Shikma, Gradstein, Libe, Pasanen, Annika, Myllyharju, Johanna, Birk, Ohad S. 2011. High myopia caused by a mutation in LEPREL1, encoding prolyl 3-hydroxylase 2. In American journal of human genetics, 89, 438-45. doi:10.1016/j.ajhg.2011.08.003. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21885030/
5. Tiainen, Päivi, Pasanen, Annika, Sormunen, Raija, Myllyharju, Johanna. 2008. Characterization of recombinant human prolyl 3-hydroxylase isoenzyme 2, an enzyme modifying the basement membrane collagen IV. In The Journal of biological chemistry, 283, 19432-9. doi:10.1074/jbc.M802973200. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18487197/
6. Pokidysheva, Elena, Boudko, Sergei, Vranka, Janice, Ware, Jerry, Bächinger, Hans Peter. 2013. Biological role of prolyl 3-hydroxylation in type IV collagen. In Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 111, 161-6. doi:10.1073/pnas.1307597111. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24368846/