紧密连接蛋白1
紧密连接或小带闭合,在上皮细胞和内皮细胞之间形成调节的细胞间屏障,并通过限制溶质,水和免疫细胞穿越细胞旁空间的能力来分隔组织区室。紧密连接也将生化上独特的顶端和基底外侧质膜表面分开,从而有助于维持细胞极性。TJP1是在上皮细胞和内皮细胞的紧密连接中表达的外周膜磷蛋白。TJP1恰好位于细胞-细胞接触部位的细胞质膜表面上(由Willott等人总结,1993)。
细胞遗传学位置:15q13.1
基因座标(GRCh38):15:29,699,366-29,969,048
▼ 克隆和表达
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通过测序从HepG2人肝癌细胞系cDNA文库获得的部分cDNA克隆,Willott等(1992)鉴定了TJP1的2个剪接变体,它们称为ZO1。ZO1-α阳性和ZO1-α阴性的变体分别在包含或排除编码一个80个氨基酸基序的240个核苷酸序列(作者称其为α基序)方面有所不同。RT-PCR检测到两个变体在HepG2细胞以及结肠腺癌细胞系Caco-2和T84中的可变表达。Western blot分析检测到ZO1亚型的表观分子量约为223 kD和214 kD。3种细胞系中2种亚型的表达比例不同。免疫组织化学分析显示,两个ZO1亚型均位于紧密连接处,免疫金电子显微镜显示,两个亚型与质膜的平均距离均无法区分。
Willott等(1993)从人肝脏和HepG2 cDNA文库克隆了全长ZO1。推导的全长1,736个氨基酸蛋白的分子量为194.7 kD。它包含一个90个氨基酸序列的3个N末端重复序列,随后是一个SRC(190090)同源3(SH3)域,一个中央鸟苷酸激酶(请参阅139270)域,一个酸性区域,一个不存在的α基序在较短的ZO1亚型中,还有一个C末端富含脯氨酸的结构域。ZO1的N端一半(包括重复基序,SH3域和鸟苷酸激酶域)与果蝇盘大肿瘤抑制基因(见DLG1; 601014),大鼠Psd95(DLG4; 602887)具有显着同源性)和人红细胞膜蛋白p55(MPP1; 305360)。ZO1的鸟苷酸激酶结构域包含可能使其失去活性的取代和缺失。Northern印迹分析在人肝和HepG2细胞中检测到7.9 kb的主要转录本。
通过对成年大鼠组织的免疫组织化学分析,Balda 和Anderson(1993)发现Zo1-α阴性表达在所有类型的内皮细胞和某些高度专门化的上皮细胞的紧密连接中,例如生精小管支持细胞和肾小球足细胞。Zo1-α阳性表达在所有典型的转移上皮细胞的交界处。电阻和同工型表达之间没有明显的相关性。Balda and Anderson(1993)指出,ZO1-α阴性通常在连接中表达,而这些连接在结构上比表达ZO1-α阳性的连接更具动态性,这表明包含α基序可以稳定细胞-细胞连接。
Nielsen等人使用Northern和Western印迹分析(2003年)发现Zo1 mRNA和蛋白在小鼠晶状体中高表达,而在睾丸,心脏,脑和肾脏中较低表达。Zo1在小鼠晶状体的所有区域中以可变的水平检测到,在上皮层和分化皮层纤维细胞层中的丰度高于在核纤维细胞中。
▼ 基因功能
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使用体外测定和免疫沉淀研究,Itoh等(1999)表明,小鼠TJP1,Tjp2(607709)和TJP3(612689)PDZ1结构域与CLDN1(的C末端胞质域相互作用603718)通过Cldn8(611231)。小鼠Tjp3 PDZ2域与Tjp1相互作用,但没有显示与Tjp2相互作用的证据。伊藤等(1999年)得出结论,通过与Tjp1或claudin家族成员的相互作用,Tjp3可能被募集到claudin阳性紧密连接处。
幽门螺杆菌将蛋白CagA转运到胃上皮细胞中,并与消化性溃疡疾病和胃癌有关。Amieva等(2003年)表明注射的CagA与上皮紧密连接支架蛋白ZO-1和跨膜蛋白连接粘附分子(JAM1; 605721)缔合,在细菌附着部位引起紧密连接组分的异位组装,并改变了组成和顶-结复合体的功能。长期向极化上皮细胞递送CagA导致上皮屏障功能的破坏和上皮细胞形态异常增生的改变。CagA似乎将幽门螺杆菌靶向宿主细胞的细胞间连接并破坏连接介导的功能。
D'Atri等(2002)发现在被转染的非洲爪蟾上皮细胞中非洲爪蟾调脂蛋白(CGN;609473)的过表达导致内源性Zo1定位的破坏,表明蛋白质在功能上相互作用。
使用共免疫沉淀分析,尼尔森等(2003年)发现Zo1与小鼠晶状体纤维细胞中的间隙连接连接蛋白Cx46(GJA3; 121015)和Cx50(GJA8; 600897)相互作用。突变分析表明Zo1的第二个PDZ域与Cx46和Cx50的C端异亮氨酸相互作用。
唐等(2008)研究了酒精对miR212(613487)及其预测靶标ZO1表达的影响,并研究了miR212在人类酒精性肝病的病理生理中的作用。他们发现酒精可增加miR212的表达,降低ZO1蛋白的水平,破坏紧密连接,并增加Caco2人肠上皮细胞单层的通透性。miR212的过表达与单层屏障的高通透性相关。与健康对照组相比,酒精性肝病患者的结肠活检样品中的miR212水平较高,而ZO1蛋白水平较低。唐等(2008年) 结论认为,乙醇诱导miR212过表达,通过下调ZO1翻译而导致肠道泄漏。
使用酵母2杂交分析,Huo等(2011年)发现GRINL1A结合了蛋白1(GCOM1; 614071)和MRCK-β(CDC42BPB; 614062)结合了ZO1的C端ZU5结构域。来自GCOM1的分离的N末端相互作用肽与ZU5的结合导致ZU5结构域的构象变化。GCOM1将ZO1靶向极化MDCK细胞中的连接膜。ZO1的ZU5域对于将MRCK-β靶向到迁移的COS-7细胞的前沿是必需的。ZO1 /MRCK-β复合物的破坏抑制了MRCK-β介导的细胞迁移。
▼ 测绘
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通过使用cDNA探针的荧光原位杂交,Mohandas等(1995)将TJP1基因定位到15q13染色体上。来自种间杂交的杰克逊实验室回交DNA面板用于将Tjp1对应到与15q13具有保守同源性的区域的小鼠7号染色体。荧光在从患者与Prader-Willi综合征(中期分裂原位杂交研究176270)和/或所述Angelman综合征(105830)表明,TJP1映射接近,但远离PWS / AS染色体区域。
▼ 动物模型
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胜野等(2008)发现Tjp1 +/-小鼠没有明显的表型,并且具有与野生型小鼠相当的生育力和生长速率。但是,Tjp1-/-胚胎在妊娠中期丢失。在大约9.5和10.5天,Tjp1-/-胚胎表现出严重的生长缺陷,包括尺寸减小和缺乏翻身,这与异常的细胞凋亡有关。Tjp1-/-胚胎中未发生绒毛囊融合,Tjp1-/-卵黄囊显示出异常的血管形成。在胎盘中,Tjp1-/-胚胎的迷宫层缺乏未成熟的胚胎有核红细胞和源自胚胎中胚层的血管。