Gen ENPP1
Gen ENPP1 nằm trên nhiễm sắc thể 6, cung cấp hướng dẫn tạo ra protein ectonucleotide pyrophosphatase/phosphodiesterase 1 (ENPP1).
Chức năng chính
Protein ENPP1 có chức năng phá vỡ adenosine triphosphate (ATP), đặc biệt khi nó hiện diện bên ngoài tế bào. ATP ngoại bào nhanh chóng bị phân hủy thành adenosine monophosphate (AMP) và pyrophosphate. Pyrophosphate rất quan trọng để ngăn ngừa sự tích tụ bất thường của canxi (vôi hóa) và các khoáng chất khác (khoáng hóa) trong cơ thể.
Protein ENPP1 cũng kiểm soát tín hiệu tế bào đáp ứng với hormone insulin, thông qua sự tương tác giữa một phần của protein ENPP1 được gọi là miền SMB2 và thụ thể insulin. Thụ thể insulin liên kết với insulin rồi bắt đầu truyền tín hiệu tế bào.
Insulin nắm nhiều vai trò trong cơ thể bao gồm điều chỉnh mức đường huyết bằng cách kiểm soát lượng đường (dưới dạng glucose) được truyền từ máu vào tế bào để sử dụng làm năng lượng. Tín hiệu tế bào đáp ứng với insulin cũng rất quan trọng để duy trì lớp ngoài của da (biểu bì). Nó kiểm soát quá trình vận chuyển sắc tố melanin từ các tế bào mà nó được sản xuất (tế bào hắc tố) đến các tế bào biểu bì (tế bào sừng), nó cũng tham gia vào sự phát triển của tế bào sừng.
Đột biến gây bệnh
Vôi hóa động mạch trẻ sơ sinh
Hơn 40 đột biến gen ENPP1 gây ra chứng vôi hóa động mạch trẻ sơ sinh (Generalized Arterial Calcification of Infancy - GACI). Bệnh đe dọa tính mạng với tình trạng vôi hóa trong các mạch máu từ tim đến phần còn lại của cơ thể (động mạch). Các đột biến gây ra GACI làm suy giảm vai trò của protein ENPP1 trong quá trình phân hủy ATP ngoại bào và sản xuất pyrophosphate. Giảm khả năng cung cấp pyrophosphate có khả năng cản trở cơ chế kiểm soát vôi hóa trong cơ thể và dẫn đến các dấu hiệu của GACI.
Xem thêm Vôi hóa động mạch trẻ sơ sinhBệnh Cole
Ít nhất ba đột biến gen ENPP1 gây ra bệnh Cole. Người bệnh có những vùng da sáng bất thường (giảm sắc tố) điển hình tại cánh tay và chân, đốm da dày trên lòng bàn tay và lòng bàn chân (dày sừng lòng bàn tay, bàn chân có chấm).
Đột biến gen ENPP1 gây ra bệnh Cole làm thay đổi cấu trúc của miền SMB2, từ đó xáo trộn tương tác của nó với thụ thể insulin và ảnh hưởng đến tín hiệu tế bào. Do đó, ENPP1 giảm hoạt động trong quá trình vận chuyển melanin và phát triển tế bào sừng dẫn đến giảm sắc tố và dày sừng. Các đột biến cũng có thể làm protein giảm khả năng kiểm soát quá trình vôi hóa, điều này có thể giải thích cho sự lắng đọng canxi bất thường xảy ra với một số trường hợp. Vì những lý do chưa rõ ràng, những thay đổi trong tín hiệu insulin do đột biến gen ENPP1 dường như không ảnh hưởng đến cơ chế kiểm soát đường huyết.
Xem thêm Bệnh ColeBệnh còi xương giảm phospho máu di truyền
Các vấn đề khác
Một biến thể (đa hình) trong gen ENPP1 có liên quan đến tăng nguy cơ mắc bệnh tiểu đường loại 2 (dạng phổ biến nhất của bệnh tiểu đường). Bệnh tiểu đường loại 2 xảy ra khi cơ thể kháng insulin, dẫn đến giảm kiểm soát đường huyết. Đa hình liên quan đến tiểu đường loại 2 thay thế axit amin lysine (K121) bằng axit amin glutamine (Q121) tại vị trí protein 121. Biến thể Q121 của protein ENPP1 ức chế chức năng của thụ thể insulin mạnh hơn phiên bản K121, từ đó làm tăng tình trạng kháng insulin và nguy cơ mắc bệnh tiểu đường loại 2.
Các tên gọi khác
- alkaline phosphodiesterase 1
- E-NPP 1
- ectonucleotide pyrophosphatase/phosphodiesterase family member 1
- Ly-41 antigen
- M6S1
- membrane component chromosome 6 surface marker 1
- membrane component, chromosome 6, surface marker 1
- NPP1
- NPPS
- PC-1
- PCA1
- PDNP1
- phosphodiesterase I/nucleotide pyrophosphatase 1
- plasma-cell membrane glycoprotein 1
- plasma-cell membrane glycoprotein PC-1
Tài liệu tham khảo
- Genetic Testing Information. ENPP1 ectonucleotide pyrophosphatase/phosphodiesterase 1 [Homo sapiens (human)]. Retrieved March 29, 2023 from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/5167/
- Catalog of Genes and Diseases from OMIM. ECTONUCLEOTIDE PYROPHOSPHATASE/PHOSPHODIESTERASE 1; ENPP1. Retrieved March 29, 2023 from https://omim.org/entry/173335
- National Library of Medicine. ENPP1 gene. Retrieved March 29, 2023 from https://medlineplus.gov/genetics/gene/enpp1/