*603507 LOW DENSITY LIPOPROTEIN RECEPTOR-RELATED PROTEIN 6; LRP6
Gene map locus 12p13.3-p11.2

DESCRIÇÃO

O gene LRP6 codifica um membro da família dos genes de receptores de lipoproteínas de baixa densidade (LDLR), os quais consistem em proteínas de superfície celular envolvidas na endocitose de ligantes específicos mediada pelo receptor. Proteínas LDLR são constituídas dos mesmos motivos estruturais básicos: um domínio extracelular que contém repetições de ligação LDLR e repetições EGF {Obs.: O EGF OMIM 131530 fator de crescimento epitelial? Ou E (glu, ácido glutâmico) G(gli, glicina) e F (fen, fenilalanina)?} com domínios espaçadores associados contendo o motivo YWTD {Y é tirosina, W é triptofano, T é treonina e D é ácido aspártico?}; um único domínio atravessando a membrana; e um domínio citoplasmático terminal em C que geralmente contém ao menos uma cópia do motivo NPXY {N é aspargina, P é prolina, X é qualquer um e Y é tirosina?} (Brown e outros, 1998). O LRP6 e o LRP5 (603506) funcionam como co-receptores para os ligantes de WNT (164820) e assim atuam num papel na sinalização do WNT, a qual é importante numa ampla variedade de processos biológicos durante a vida pré- e pós-natal em invertebrados e vertebrados (Kokubu e outros, 2004).

CLONAGEM

Brown e outros (1998) identificaram um EST do camundongo com similaridade sequencial para um clone de BAC humano contendo o gene LRP5 e usaram o EST para isolar um cDNA de Lrp6 de uma bilbioteca de cDNA do fígado. Por sondagem de uma biblioteca de cDNA dos rins humanos com o cDNA de LRP6 do camundongo, eles clonaram cDNAs de LRP6 humana. A proteína LRP6 humana deduzida em 1.613 aminoácidos é 98% idêntica à Lrp6 do camundongo e 71% idêntica à LRP5 humana. As proteínas LRP6 e LRP5 são estruturalmente similares; comparadas com os membros da conhecida família LDLR, eles apresentam um padrão único de repetições EGF e LDLR no domínio extracelular e tem motivos ricos em prolina mas não o motivo BPXY no domínio citoplasmático. Análises de Northern blot detectaram um transcrito de LRP6 humano em uma variedade de tecidos.

FUNÇÃO DO GENE

Wehrli e outros (2000) descreveram um gene chamado ‘arrow’ (flexa, seta) que é necessário para todos os eventos de sinalização Wingless (sem asas; Wnt) na Drosófila. Eles mostraram que a função do gene ‘arrow’ é essencial em células recebendo a entrada do Wingless e que este atua a montante (anteriormente ao) de Dishevelled (DVL1, omim 601365). O ‘arrow’ é notoriamente homólogo aos LRP5 e LRP6 murinos e humanos.

Tamai e outros (2000) mostraram que o LRP6 funciona como um co-receptor para a transdução de sinal do Wnt. Em embriões xenopus (Tipo de sapo. A espécie mais conhecida pertencente a este gênero é a Xenopus laevis, a qual é comumente estudada como um organismo modelo. Wikipedia), o Lrp6 ativou a sinalização Wnt-frizzled (FZD1;603408) e induziu genes responsivos ao Wnt, a duplicação do eixo dorsal, e a formação da crista neural. Um Lrp6 mutante carecendo do domínio carboxi (de acrescentamento de CO ou CO2) intracelular bloqueou a sinalização pelo Wnt ou Wnt-Fz, mas não pelo Dishevelled ou pela beta-catenina (116806; proteína da família das caderinas), e inibiu o desenvolvimento da crista neural. O domínio extracelular do Lrp6 ligou Wnt1 e associou-se com Fz de modo dependente do Wnt.

O Lrp6 é requerido durante a sinalização Wnt/beta-catenina na Drosófila, Xenopus (sapo), e camundongo, possivelmente atuando como um co-receptor para o Wnt. Mao e outros (2001) mostraram que o LRP6 é um receptor específico e de alta afinidade para DKK1 (605189) e DKK2 (605415). O DKK1 bloqueia a sinalização Wnt/beta-catenina mediada por Lrp6 por interação com domínios que são distintos daqueles requeridos para a interação Wnt/frizzled. DKK1 e Lrp6 interagem antagonisticamente durante a indução embriogênica cabeça (chefe) no Xenopus onde o Lrp6 promove o papel posteriorizador da sinalização Wnt/beta-catenina. Assim, as DKKs inibem a função de co-receptor do Wnt, exemplificando a modulação da sinalização do LRP por antagonistas.

Semenov e outros (2005) descobriram que o SOST (605740) humano antagonizou a sinalização do Wnt em embriões Xenopus e células mamárias por ligar-se aos domínios extracelulares dos co-receptores de Wnt Lrp5 e Lrp6 e rompendo a formação do complexo frizzled-Lrp induzido por Wnt.

Zeng e outros (2005) proporcionaram evidências químicas e genéticas para um mecanismo dual de quinase (cinase) para a fosforilação e ativação do LRP6. A quinase-3 glicogênio-sintase (GSK3; veja 606784), a qual é conhecida por seu papel inibitório na sinalização do Wnt através da promoção da fosforilação e degradação da beta-catenina, media a fosforilação e ativação do LRP6. Zeng e outros (2005) mostraram que o Wnt induz a fosforilação seqüencial do LRP6 pela GSK3 e pela quinase-1 da caseína (600505) (Obs.: Caseína é a principal proteína do leite de vaca que é convertida em várias formas. A caseína k não é precipitada por íons de cálcio.), e esta fosforilação dual promove o casamento do LRP6 com a proteína andaimada (em forma de andaime?) Axina (603816). Zeng e outros (2005) mostraram, além, que a forma de GSK3 associada à membrana, em contraste com o GSK3 citosólico, estimula a sinalização do Wnt e a duplicação da coluna vertebral do Xenopus. Zeng e outros (2005) concluíram que seus resultados identificaram duas quinases (cinases) chaves mediando a ativação do co-receptor do Wnt, revelaram uma inesperada e intrincada lógica de sinalização Wnt/beta-catenina, e ilustraram o GSK3 como um interruptor genuíno que dita ambos os estados ligado e desligado dessa via regulatória central.

Yamamoto e outros (2006) apresentaram evidências de que o LRP6 é internalizado com a caveolina (CAV1; 601047) em linhas de células humanas e que os componentes dessa via endocítica são requeridos para internalização do LRP6 induzida pelo WNT3A (606359) e para acumulação de beta-catenina. Os dados sugerem que o WNT3A dispara a interação do LRP6 com a caveolina e promove o recrutamento da axina para o LRP6 fosforilado pela GSK3B (605004) e que a caveolina, deste modo, inibe a ligação da beta-catenina à AXINA. Yamamoto e outros (2006) concluíram que a caveolina atua em papéis críticos na indução e internalização do LRP6 e na ativação da via WNT/beta-catenina.

Usando imagem viva de células de vertebrados, Bilic e outros (2007) demonstraram que o tratamento com WNT induz rapidamente os agregados LRP6 associados à membrana. Os conjuntos LRP6 são fosforilados e podem ser solubilizados por detergentes como os complexos multi-protéicos feitos em tamanho do ribossomo. Os conjuntos LRP6 fosforilados contém componentes da via WNT mas não marcadores comuns do tráfego vesicular, exceto a caveolina. A proteína andaimada dishevelled (DVL; 601365) é requerida para fosforilação e agregação do LRP6. Bilic e outros (2007) propuseram que o WNT induz a co-conjunção de receptores e da DVL em sinalossomos LRP6, o quais, por sua vez, disparam a fosforilação do LRP6 para promover o recrutamento da Axina e a estabilização da beta-catenina.

Por verificação de uma bilioteca de quinase humana de pequeno RNA de interferência, Pan e outros (2008) identificaram a cinase 4 fosfatidilinositol tipo II-alfa (PI4K2A; 609763) e a cinase 5 fosfatidilinositol 4 –fosfato de tipo I (PIP5KI; 603275) como requeridas para a fosforilação do LRP6 induzida pelo Wnt3a (606359) na serina 1490 nas células dos mamíferos e confirmaram que essas cinases são importantes para a sinalização do Wnt nos embriões Xenopus. O Wnt3a estimula a formação da fosfatidilinositol 4,5-bifosfato através do ‘frizzled (veja 603408) e ‘dishevelled’ (veja 601365), a última das quais interagiu diretamente com e ativou PIP5KI. Sucessivamente, a fosfatidilinositol 4,5-bifosfato regulou a fosforilação do LRP6 na treonina 1479 e na serina 1490. Pan e outros (2008) concluíram que seu estudo revelou um mecanismo de sinalização para o Wnt regular a fosforilação do LRP6.

MAPEAMENTO

Por fluorescência de hibridização em sítio (FISH) e mapeamento de radiação híbrida, Brown e outros (1998) localizaram o gene LRP6 humano em 12p13.3-p11.2. Brown e outros (1998) usaram FISH para mapear o gene Lrp6 do camundongo no cromossomo 6.

GENÉTICA MOLECULAR

Mani e outros (2007) identificaram uma mutação sem sentido no gene LRP6, uma substituição de arg por cis no códon 611 (603507.0001), que segregou absolutamente com a doença inicial da artéria coronariana e síndrome metabólica (ADCAD2; 610947) em uma grande família iranina. A expressão do LRP6 contendo esta mutação em células NIH3T3 mostrou uma redução de 49% na sinalização do Wnt comparada com aquela do LRP6 de tipo selvagem. A adição de baixas doses de Wnt3a também demonstrou sinalização marcadamente reduzida de LRP6 carregando a mutação R611C. (R é arginina.)

MODELO ANIMAL

Pinson e outros (2000) descobriram que embriões do camundongo, homozigotos para uma mutação de inserção no gene Lrp6, exibiram defeitos no desenvolvimento que eram uma impressionante combinação daqueles causados por mutações em genes Wnt individualmente. Além disso, Pinson e outros (2000) mostraram um aumento genético de um fenótipo mutante em Wnt (veja 164820) nos camundongos carentes de uma cópia funcional do Lrp6. Pinson e outros (2000) concluíram que seus resultados sustentam um amplo papel para o LRP6 na transdução dos vários sinais Wnt nos mamíferos. A inserção mutante foi uma junção dos primeiros 321 aminoácidos da proteína Lrp6 em estrutura com o gene repórter beta-geo. (Obs.; Gene repórter é o gene utilizado para, especialmente a região reguladora deste último. Genética. Eberhard Passarge. – prá mim é sonda, gene ligado ao complexo de inciação da transcrição de outro gene.) Embriões homozigotos para a inserção no Lrp6 faleceram no nascimento e exibiram uma variedade de severas anomalias no desenvolvimento, incluindo o truncamento do esqueleto axial, defeitos nos membros, microftalmia (olhos muito pequenos), e má formação do sistema urogenital. Análises de Northern blot mostraram uma completa ausência de transcritos Lrp6 em embriões e fibroblastos embrionários Lrp6 -/-.

Kokubu e outros (2004) notaram que o camundongo espontaneamente mutante ‘ringelschwanz’ (RS) tem cauda extremamente curta e em forma espiralada. Este é um traço recessivo de aproximadamente um terço dos homozigotos morrem dentro de uma semana após o nascimento por razões indefinidas. Camundongos homozigotos rs/RS têm más-formações na coluna vertebral e no tubo neural, a maioria frequentemente na região do lombossacro (vértebras lombares e sacro), devido à segmentação anormal de somito (um tipo de massa celular embrionária que começa a se desenvolver no metencéfalo e desce como se fosse uma cauda, é praticamente o precursor da coluna). Kokubu e ouros (2004) mapearam o fenótipo do camundongo no cromossomo 6 e identificaram a homozigose causadora da mutação R886W no gene Lrp6. Camundongos homozigotos rs/rs mostraram ossificação retardada no nascimento e tinha baixa massa óssea quando adultos. Os estudos da expressão funcional in vitro em fibroblastos derivados de RS mostraram um defeito de deficiência na via de sinalização Wnt/beta-catenina.

Carter e outros (2005) descobriram que o camundongo ‘de cauda torta’ (Cd), um modelo para defeitos na recepção de folato (sal ou éster do ácido fólico) pelo tubo neural (601634) que mapeia no cromossomo 6 de camundongo (Carter e outros 1999), é causado por uma mutação heterozigota G494D em uma região altamente conservada do gene Lrp6 dentro do segundo domínio YWTD beta-propeller. Os estudos de expressão funcional mostraram que a proteína Lrp6 mutante interferiu com os antagonistas de Dkk1 da sinalização Wnt, resultando na hiper-atividade do Wnt. Os achados proporcionaram uma conexão funcional entre a sinalização Wnt e o resgate do folato do tubo neural com defeito no camundongo, embora essas proteínas não estejam diretamente envolvidas no metabolismo do folato.

Fonte: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/dispomim.cgi?id=603507
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