La queratina 5 , también conocida como KRT5 , K5 o CK5 , es una proteína codificada en humanos por el gen KRT5 . [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] Se dimeriza con la queratina 14 y forma los filamentos intermedios (FI) que componen el citoesqueleto de las células epiteliales basales . [ 8 ] [ 9 ] Esta proteína está implicada en varias enfermedades, como la epidermólisis bullosa simple y los cánceres de mama y pulmón. [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]
Estructura
La queratina 5, al igual que otros miembros de la familia de las queratinas , es una proteína de filamento intermedio. Estos polipéptidos se caracterizan por un dominio central en forma de varilla de 310 residuos que consta de cuatro segmentos de hélice alfa (hélice 1A, 1B, 2A y 2B) conectados por tres regiones de enlace cortas (L1, L1-2 y L2). [ 8 ] Los extremos del dominio central en forma de varilla, denominados motivo de iniciación de hélice (HIM) y motivo de terminación de hélice (HTM), están altamente conservados. Son especialmente importantes para la estabilización de la hélice , la formación de heterodímeros y la formación de filamentos. [ 12 ] A ambos lados de la varilla central se encuentran regiones variables, no helicoidales, de cabeza y cola que sobresalen de la superficie del filamento intermedio y proporcionan especificidad a diferentes polipéptidos de filamento intermedio. [ 8 ]
Las varillas centrales de IF contienen repeticiones de heptapéptidos (patrones repetitivos de siete residuos) de residuos hidrofóbicos que permiten que dos proteínas IF diferentes se entrelacen en una formación de hélice enrollada a través de interacciones hidrofóbicas . [ 8 ] Estos heterodímeros se forman entre pares específicos de queratina de tipo I (ácida) y tipo II (básica). K5, una queratina de tipo II, se empareja con la queratina de tipo I K14. [ 13 ] Los dímeros de hélice enrollada se ensamblan por etapas y se combinan de manera antiparalela , formando interacciones extremo con extremo con otras hélices enrolladas para formar grandes filamentos intermedios de 10 nm. [ 8 ] [ 14 ]
Función
La queratina 5 (y K14) se expresa principalmente en los queratinocitos basales de la epidermis , específicamente en el epitelio estratificado que recubre la piel y el tracto digestivo. [ 9 ] [ 13 ] Los filamentos intermedios de queratina forman el andamiaje del citoesqueleto dentro de las células epiteliales, lo que contribuye a la arquitectura celular y proporciona a las células la capacidad de resistir tensiones mecánicas y no mecánicas . [ 9 ] [ 14 ] [ 15 ] Los pares de queratina K5/K14 pueden sufrir una extensa agrupación debido a que la cola no helicoidal de K15 actúa como un reticulante débil en la superficie del filamento intermedio. Esta agrupación aumenta la elasticidad y, por lo tanto, la resistencia mecánica de los filamentos intermedios. [ 15 ]
Los filamentos intermedios K5/K14 se anclan a los desmosomas de las células basales a través de la desmoplaquina y la plakofilina-1 , conectando las células con sus vecinas. [ 16 ] En el hemidesmosoma , la plectina y la BPAG1 se asocian con las proteínas transmembrana integrina α6β4 , un tipo de molécula de adhesión celular , y BP180/colágeno XVII , uniendo los filamentos K5/K14 en las células basales a la lámina basal . [ 14 ]
Relevancia clínica
Epidermólisis ampollosa simple
La epidermólisis bullosa simple (EBS) es un trastorno hereditario de la piel que causa ampollas y está asociado con mutaciones en los genes K5 o K14. [ 9 ] [ 17 ] [ 18 ] Las mutaciones que causan EBS son principalmente mutaciones de cambio de sentido , pero un pequeño número de casos se deben a inserciones o deleciones . Su mecanismo de acción es la interferencia negativa dominante , en la que las proteínas de queratina mutadas interfieren con la estructura e integridad del citoesqueleto. [ 9 ] Esta desorganización del citoesqueleto también conduce a una pérdida de anclaje a los hemidesmosomas y desmosomas, lo que provoca que las células basales pierdan su conexión con la lámina basal y entre sí. [ 14 ] [ 16 ]
Se ha observado que la gravedad de la EBS depende de la posición de la mutación dentro de la proteína, así como del tipo de queratina (K5 o K14) que contiene la mutación. Las mutaciones que ocurren en cualquiera de las dos regiones de "puntos calientes" de 10-15 residuos ubicadas en cada extremo del dominio central en forma de varilla (HIM y HTM) tienden a coincidir con formas más graves de EBS, mientras que las mutaciones en otros puntos generalmente resultan en síntomas más leves. Dado que las regiones de "puntos calientes" contienen las secuencias de iniciación y terminación de la varilla alfa-helicoidal, las mutaciones en estos puntos generalmente tienen un mayor efecto en la estabilización de la hélice y la formación de heterodímeros. [ 12 ] [ 17 ] Además, las mutaciones en K5 tienden a resultar en síntomas más graves que las mutaciones en K14, posiblemente debido a una mayor interferencia estérica . [ 17 ]
Cáncer
La queratina 5 sirve como biomarcador para varios tipos de cáncer, incluidos el de mama y el de pulmón. [ 10 ] [ 11 ] A menudo se analiza junto con la queratina 6 , utilizando anticuerpos CK5/6 , que se dirigen a ambas formas de queratina. [ 19 ]
Los cánceres de mama de tipo basal tienden a tener peores resultados que otros tipos de cáncer de mama debido a la falta de terapias dirigidas. [ 11 ] [ 20 ] [ 21 ] Estos cánceres de mama no expresan el receptor 2 del factor de crecimiento epidérmico humano ni receptores de estrógeno o progesterona , lo que los hace inmunes a Trastuzumab/Herceptin y a las terapias hormonales , que son muy efectivas contra otros tipos de cáncer de mama. Debido a que la expresión de K5 solo se observa en las células basales, sirve como un biomarcador importante para la detección de pacientes con cánceres de mama de tipo basal para asegurar que no estén recibiendo un tratamiento ineficaz. [ 20 ]
Estudios sobre el cáncer de pulmón también han demostrado que los carcinomas de células escamosas dan lugar a tumores con niveles elevados de K5, y que es más probable que surjan de células madre que expresan K5 que de aquellas células que no lo expresan. [ 10 ] K5 también sirve como marcador de mesotelioma y puede usarse para distinguir el mesotelioma del adenocarcinoma pulmonar . [ 22 ] De manera similar, puede usarse para distinguir el papiloma , que es positivo para K5, del carcinoma papilar , que es negativo para K5. [ 23 ] También puede servir como marcador de carcinoma de células basales , carcinoma de células transicionales , tumores de glándulas salivales y timoma . [ 22 ]
La expresión de K5 está ligada al fenotipo intermedio de las células que experimentan la transición epitelio-mesenquimal (TEM). Este proceso desempeña un papel fundamental en la progresión tumoral y la metástasis , ya que facilita la diseminación de las células tumorales por todo el cuerpo y la colonización de sitios distantes. Por lo tanto, K5 podría ser útil para la identificación de metástasis de células basales. [ 24 ]
Véase también
Referencias
- 1 2 3 GRCh38: Versión 89 de Ensembl: ENSG00000186081 – Ensembl , mayo de 2017
- 1 2 3 GRCm38: Versión 89 de Ensembl: ENSMUSG00000061527 – Ensembl , mayo de 2017
- ↑ "Referencia humana de PubMed:" . Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
- ↑ "Referencia de PubMed sobre el ratón:" . Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE . UU .
- ^ "Entrez Gene: KRT5 queratina 5 (epidermólisis ampollosa simple, tipos Dowling-Meara/Kobner/Weber-Cockayne)" .
- ↑ Lersch R, Fuchs E (enero de 1988). "Secuencia y expresión de una queratina tipo II, K5, en células epidérmicas humanas" . Biología molecular y celular . 8 (1): 486–493 . doi : 10.1128/mcb.8.1.486 . PMC 363157. PMID 2447486 .
- ↑ Eckert RL, Rorke EA (junio de 1988). "La secuencia de la queratina tipo II de 58 kD (#5) de la epidermis humana revela la ausencia de conservación de la secuencia corriente arriba 5' entre las queratinas epidérmicas coexpresadas". DNA . 7 (5). Mary Ann Liebert, Inc.: 337–345 . doi : 10.1089/dna.1.1988.7.337 . PMID 2456903 .
- 1 2 3 4 5 Chan YM, Yu QC, LeBlanc-Straceski J, Christiano A, Pulkkinen L, Kucherlapati RS, et al. (Abril 1994). "Mutaciones en el segmento de enlace no helicoidal L1-2 de la queratina 5 en pacientes con epidermólisis bullosa simple de Weber-Cockayne". Journal of Cell Science . 107 (4): 765– 774. doi : 10.1242/jcs.107.4.765 . PMID 7520042 .
- 1 2 3 4 5 6 Atkinson SD, McGilligan VE, Liao H, Szeverenyi I, Smith FJ, Moore CB, et al. (octubre de 2011). "Desarrollo de siRNA terapéutico alelo-específico para mutaciones de queratina 5 en epidermólisis bullosa simple" . The Journal of Investigative Dermatology . 131 (10): 2079–2086 . doi : 10.1038/jid.2011.169 . PMID 21716320 .
- 1 2 3 Mulvihill MS, Kratz JR, Pham P, Jablons DM, He B (feb 2013). "El papel de las células madre en la reparación de las vías respiratorias: implicaciones para los orígenes del cáncer de pulmón" . Chinese Journal of Cancer . 32 (2): 71– 74. doi : 10.5732/cjc.012.10097 (inactivo 12 de julio de 2025) . PMC 3845611. PMID 23114089 .
{{cite journal}}: CS1 maint: DOI inactivo desde julio de 2025 ( enlace ) - 1 2 3 van de Rijn M, Perou CM, Tibshirani R, Haas P, Kallioniemi O, Kononen J, et al. (dic. 2002). "La expresión de las citoqueratinas 17 y 5 identifica un grupo de carcinomas de mama con mal pronóstico clínico" . The American Journal of Pathology . 161 (6): 1991– 1996. doi : 10.1016/S0002-9440(10)64476-8 . PMC 1850928. PMID 12466114 .
- ^ Shinkuma S, Nishie W, Jacyk WK, Natsuga K, Ujiie H, Nakamura H, et al. (Septiembre de 2013). "Una nueva mutación de queratina 5 en una familia africana con epidermólisis ampollosa simple indica la importancia del aminoácido ubicado en el sitio límite entre los dominios H1 y la bobina 1A" . Acta Dermato-venereológica . 93 (5): 585– 7. doi : 10.2340/00015555-1538 . PMID 23450297 .
- 1 2 Ramírez A, Bravo A, Jorcano JL, Vidal M (noviembre de 1994). "Las secuencias 5' del gen de la queratina 5 bovina dirigen la expresión específica de tejido y tipo celular de un gen lacZ en el adulto y durante el desarrollo". Differentiation; Research in Biological Diversity . 58 (1): 53– 64. doi : 10.1046/j.1432-0436.1994.5810053.x . PMID 7532601 .
- 1 2 3 4 Bouameur JE, Favre B, Fontao L, Lingasamy P, Begré N, Borradori L (noviembre de 2014). "Interacción de la plectina con las queratinas 5 y 14: dependencia de varios dominios de la plectina y de la estructura cuaternaria de la queratina". The Journal of Investigative Dermatology . 134 (11): 2776– 2783. doi : 10.1038/jid.2014.255 . PMID 24940650 .
- ^ Coulombe PA, Omary MB (febrero de 2002). "Principios «rígidos» y «flexibles» que definen la estructura, función y regulación de los filamentos intermedios de queratina. Current Opinion in Cell Biology . 14 (1): 110– 122. doi : 10.1016/S0955-0674(01)00301-5 . PMID 11792552 .
- 1 2 Intong LR, Murrell DF (2012). "Epidermólisis bullosa hereditaria: nuevos criterios diagnósticos y clasificación". Clinics in Dermatology . 30 (1): 70– 7. doi : 10.1016/j.clindermatol.2011.03.012 . PMID 22137229 .
- 1 2 3 Liovic M, Stojan J, Bowden PE, Gibbs D, Vahlquist A, Lane EB, et al. (junio de 2001). "Una nueva mutación de la queratina 5 (K5V186L) en una familia con EBS-K: una sustitución conservadora puede conducir al desarrollo de diferentes fenotipos de la enfermedad" . The Journal of Investigative Dermatology . 116 (6): 964– 969. doi : 10.1046/j.1523-1747.2001.01334.x . PMID 11407988 . .
- ^ Bardhan A, Bruckner-Tuderman L, Chapple IL, Fine JD, Harper N, Has C, et al. (24 de septiembre de 2020). "Epidermólisis ampollosa" . Reseñas de la naturaleza. Cebadores de enfermedades . 6 (1) 78.doi : 10.1038 /s41572-020-0210-0 . ISSN 2056-676X . PMID 32973163 . S2CID 221861310 .
- ↑ Terlević R, Vranić S (9 de junio de 2023). Umphress B, Zynger DL (eds.). "Tintes y marcadores CD: citoqueratina 5/6 y CK5" . PathologyOutlines.com, Inc.
- 1 2 Cheang MC, Voduc D, Bajdik C, Leung S, McKinney S, Chia SK, et al. (marzo de 2008). "El cáncer de mama basal definido por cinco biomarcadores tiene un valor pronóstico superior al del fenotipo triple negativo" . Clinical Cancer Research . 14 (5): 1368– 1376. doi : 10.1158/1078-0432.CCR-07-1658 . PMID 18316557 .
- ↑ Cheang MC, van de Rijn M, Nielsen TO (2008). "Perfil de expresión génica del cáncer de mama". Annual Review of Pathology . 3 : 67–97 . doi : 10.1146/annurev.pathmechdis.3.121806.151505 . PMID 18039137 .
- 1 2 Chu PG, Weiss LM (enero de 2002). "Expresión de citoqueratina 5/6 en neoplasias epiteliales: un estudio inmunohistoquímico de 509 casos" . Modern Pathology . 15 (1): 6–10 . doi : 10.1038/modpathol.3880483 . PMID 11796835 .
- ↑ Wang Y, Zhu JF, Liu YY, Han GP (enero de 2013). "Análisis de la expresión de ciclina D1, citoqueratina 5/6 y citoqueratina 8/18 en papilomas y carcinomas papilares de mama" . Diagnostic Pathology . 8 8. doi : 10.1186/1746-1596-8-8 . PMC 3571902. PMID 23327593 .
- ↑ Savagner P (octubre de 2010). "El fenómeno de la transición epitelio-mesenquimal (EMT)" . Annals of Oncology . 21 (Supl. 7): vii89– vii92. doi : 10.1093/annonc/mdq292 . PMC 3379967. PMID 20943648 .
Lecturas adicionales
- Schuilenga-Hut PH, van der Vlies P, Jonkman MF, Waanders E, Buys CH, Scheffer H (abril de 2003). "Análisis de mutaciones de todos los genes de queratina 5 y 14 en pacientes con epidermólisis ampollosa simple e identificación de nuevas mutaciones" . Mutación humana . 21 (4): 447. doi : 10.1002/humu.9124 . PMID 12655565 . S2CID 20859513 .
- Seibert JA, Boone JM (marzo de 2005). "Física de imágenes de rayos X para tecnólogos de medicina nuclear. Parte 2: Interacciones de rayos X y formación de imágenes". Journal of Nuclear Medicine Technology . 33 (1): 3–18 . PMID 15731015 .
- Ohtsuki M, Tomic-Canic M, Freedberg IM, Blumenberg M (noviembre de 1992). "Regulación de la expresión de queratina epidérmica por ácido retinoico y hormona tiroidea". The Journal of Dermatology . 19 (11): 774– 780. doi : 10.1111/j.1346-8138.1992.tb03779.x . PMID 1284070. S2CID 21553618 .
- Lane EB, Rugg EL, Navsaria H, Leigh IM, Heagerty AH, Ishida-Yamamoto A, et al. (marzo de 1992). "Una mutación en el péptido de terminación de hélice conservado de la queratina 5 en ampollas cutáneas hereditarias". Nature . 356 ( 6366): 244– 246. Bibcode : 1992Natur.356..244L . doi : 10.1038/356244a0 . PMID 1372711. S2CID 4343956 .
- Tavakkol A, Griffiths CE, Keane KM, Palmer RD, Voorhees JJ (agosto de 1992). "Localización celular del ARNm para la proteína de unión al ácido retinoico celular II y el receptor nuclear de ácido retinoico gamma 1 en la piel humana tratada con ácido retinoico" . The Journal of Investigative Dermatology . 99 (2): 146–150 . doi : 10.1111/1523-1747.ep12616781 . PMID 1378478 .
- Rosenberg M, Fuchs E, Le Beau MM, Eddy RL, Shows TB (1991). "Tres genes de queratina epidérmica y uno de queratina epitelial simple tipo II se localizan en el cromosoma 12 humano". Cytogenetics and Cell Genetics . 57 (1): 33– 38. doi : 10.1159/000133109 . PMID 1713141 .
- Ryynänen M, Knowlton RG, Uitto J (noviembre de 1991). "Mapeo de la mutación de la epidermólisis bullosa simple en el cromosoma 12" . American Journal of Human Genetics . 49 (5): 978–984 . PMC 1683248. PMID 1718160 .
- Bonifas JM, Rothman AL, Epstein EH (noviembre de 1991). "Epidermólisis ampollosa simple: evidencia en dos familias de anomalías en el gen de la queratina". Ciencia . 254 (5035). Nueva York, NY: 1202– 1205. Bibcode : 1991Sci...254.1202B . doi : 10.1126/ciencia.1720261 . PMID 1720261 .
- Lersch R, Fuchs E (enero de 1988). "Secuencia y expresión de una queratina tipo II, K5, en células epidérmicas humanas" . Biología Molecular y Celular . 8 (1): 486– 493. doi : 10.1128/mcb.8.1.486 . PMC 363157. PMID 2447486 .
- Galup C, Darmon MY (julio de 1988). "Aislamiento y caracterización de un clon de ADNc que codifica la queratina epidérmica humana K5. Secuencia de la mitad carboxiterminal de esta queratina" . The Journal of Investigative Dermatology . 91 (1): 39– 42. doi : 10.1111/1523-1747.ep12463286 . PMID 2455002 .
- Eckert RL, Rorke EA (junio de 1988). "La secuencia de la queratina tipo II de 58 kD (#5) de la epidermis humana revela la ausencia de conservación de la secuencia 5' corriente arriba entre las queratinas epidérmicas coexpresadas". DNA . 7 (5). Mary Ann Liebert, Inc.: 337–345 . doi : 10.1089/dna.1.1988.7.337 . PMID 2456903 .
- Lersch R, Stellmach V, Stocks C, Giudice G, Fuchs E (septiembre de 1989). "Aislamiento, secuencia y expresión de un gen de queratina K5 humana: regulación transcripcional de las queratinas y perspectivas sobre el control por pares" . Biología Molecular y Celular . 9 (9): 3685–3697 . doi : 10.1128/mcb.9.9.3685 . PMC 362429. PMID 2476664 .
- Rugg EL, Morley SM, Smith FJ, Boxer M, Tidman MJ, Navsaria H, et al. (noviembre de 1993). "Eslabones perdidos: las mutaciones de la queratina de Weber-Cockayne implican al dominio de enlace L12 en la función efectiva del citoesqueleto". Nature Genetics . 5 (3): 294–300 . doi : 10.1038/ng1193-294 . PMID 7506097. S2CID 155219 .
- Kouklis PD, Hutton E, Fuchs E (noviembre de 1994). "Estableciendo una conexión: unión directa entre filamentos intermedios de queratina y proteínas desmosómicas" . The Journal of Cell Biology . 127 (4): 1049– 1060. doi : 10.1083/jcb.127.4.1049 . PMC 2200061. PMID 7525601 .
- Stephens K, Zlotogorski A, Smith L, Ehrlich P, Wijsman E, Livingston RJ, et al. (marzo de 1995). "Epidermólisis bullosa simple: una mutación de la queratina 5 es un alelo totalmente dominante en la función del citoesqueleto epidérmico" . American Journal of Human Genetics . 56 (3): 577– 585. PMC 1801159. PMID 7534039 .
- Ehrlich P, Sybert VP, Spencer A, Stephens K (mayo de 1995). "Una mutación común del gen de la queratina 5 en la epidermólisis bullosa simple-Weber-Cockayne" . The Journal of Investigative Dermatology . 104 (5): 877– 879. doi : 10.1111/1523-1747.ep12607050 . PMID 7537780 .
- Wanner R, Förster HH, Tilmans I, Mischke D (junio de 1993). "Las variaciones alélicas de las queratinas humanas K4 y K5 proporcionan marcadores polimórficos dentro del grupo de genes de queratina tipo II en el cromosoma 12" . The Journal of Investigative Dermatology . 100 (6): 735–741 . doi : 10.1111/1523-1747.ep12475671 . PMID 7684424 .
- Dong W, Ryynänen M, Uitto J (1993). "Identificación de una mutación de leucina a prolina en el gen de la queratina 5 en una familia con epidermólisis bullosa simple generalizada tipo Köbner" . Human Mutation . 2 (2): 94– 102. doi : 10.1002/humu.1380020206 . PMID 7686424. S2CID 24921690 .
- Chan YM, Yu QC, Fine JD, Fuchs E (agosto de 1993). "La base genética de la epidermólisis bullosa simple de Weber-Cockayne" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 90 (15): 7414– 7418. Bibcode : 1993PNAS...90.7414C . doi : 10.1073/pnas.90.15.7414 . PMC 47148. PMID 7688477 .
Enlaces externos
- Entrada de GeneReviews/NCBI/UW/NIH sobre Epidermólisis Bullosa Simplex
- Queratina-5 en los Encabezamientos de Materias Médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.
- Genes en el cromosoma 12 humano
- queratinas
- Epidermólisis ampollosa