CAST-Gen
Keywords
CAPN1- und CAPN2-Gene; Calpain-1- und Calpain-2-Proteine; Calpastatin-Protein; ERK1- und ERK2-Gene; ERK1/2-Kinasen;
Definition
CAST ist ein Protein-kodierendes Gen das auf Chromosom 5q15 lokalisiert ist. Es wurden alternativ gespleißte Transkriptvarianten beschrieben, die für verschiedene Isoformen kodieren.
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Allgemeine Information
Das von diesem Gen kodierte Protein ist ein endogener Calpain-Inhibitor (Calpastatin = calciumabhängige Cysteinprotease). Es besteht aus einer N-terminalen Domäne L und vier sich wiederholenden Calpain-Inhibitionsdomänen (Domänen 1–4) und ist an der Proteolyse des Amyloid-Vorläuferproteins beteiligt. Calpastatin lokalisiert sich im Zytosol, im endoplasmatischen Retikulum, in der Membran und in der Plasmamembran, wo es unter anderem bei Membranfusionsprozessen eine Rolle spielt. Es ist an der Proteolyse des Amyloid-Vorläuferproteins sowie an Prozessen wie der Exozytose neuronaler Vesikel und der Aggregation von Blutplättchen und roten Blutkörperchen beteiligt.
Pathophysiologie
Das Calpain-Calpastatin-System ist an zahlreichen Membranfusionsprozessen beteiligt, wie beispielsweise der Exozytose neuraler Vesikel sowie der Aggregation von Thrombozyten und Erythrozyten. Es wird außerdem angenommen, dass das kodierte Protein die Expressionsniveaus von Genen beeinflusst, die für strukturelle oder regulatorische Proteine kodieren.
Eine biallelische Funktionsverlustvariante des CAST-Gens führt zu einem Calpastatinmangel mit unzureichender Kontrolle der Calpainaktivität. Damit verbunden sind Störungen der epidermalen Integrität und Verhornung. Klinisch steht hierfür das PLACK-Syndrom.
PLACK steht für:
- P – Peeling skin
- L – Leukonychia
- A – Acral punctate keratoses
- C – Cheilitis
- K – Knuckle pads
Literatur
Für Zugriff auf PubMed Studien mit nur einem Klick empfehlen wir
Kopernio
Kopernio
- Boggs JME et al. (2021) PLACK syndrome resulting from a novel homozygous variant in CAST. Pediatr Dermatol 38:210-212.
- Hanna RA et al. (2008): Calcium-bound structure of calpain and its mechanism of inhibition by calpastatin. Nature 456:409–412.
- Hu B et al. (2023) PLACK syndrome caused by novel pathogenic variants in CAST: a case report and literature review. Clin Exp Dermatol 48:1052-1055.
- Ono Y et al. (2012): Regulation and physiological roles of the calpain system in muscular disorders. Cardiovasc Res 96:11–22.
- Starska K et al. (2016) Gene/protein expression of CAPN1/2-CAST system members is associated with ERK1/2 kinases activity as well as progression and clinical outcome in human laryngeal cancer. Tumour Biol 37:13185-13203.
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