Идентификация патогенной формы белка pVHL (VAR_005717 и VAR_034998)

1.

Идентификация патогенной формы белка pVHL
Объект исследования: Патогенный вариант белка pVHL — VAR_005717.
Клинический статус: Патогенный (Pathogenic) согласно консенсусу Ensembl,
ClinVar и UniProt.
Связанное заболевание: Болезнь фон Гиппеля — Линдау, тип IIA (VHLD
type IIA).
Особенности фенотипа: Характеризуется высоким риском развития
феохромоцитомы, но низким риском или отсутствием светлоклеточного рака
почки (Цитировано по Zbar et al. 1996).

2.

Молекулярная формула мутации: Tyr112His
• Локализация: Кодон 112,
Экзон 1.
• Тип замены:
Однонуклеотидная замена
(SNV) в позиции.
• Изменение в белке: Замена
аминокислоты Тирозин (Y)
наc.334T>C Гистидин (H) в
112-й позиции
полипептидной цепи
(p.Tyr112His).

3.

Нарушение структуры субстрат-связывающего домена
• Локализация в белке: Аминокислота 112 находится в
составе β-домена белка pVHL.
• Роль домена: β-домен является специфическим
участком распознавания субстратов (HIF-1α, RAPTOR)
для их последующего убиквитинирования.
• Механизм патологии: Замена Y112H изменяет физикохимические свойства «кармана» связывания. Это
нарушает способность pVHL формировать стабильный
комплекс с гидроксилированными белками-мишенями.
• Взаимодействие с элонгинами: Данная мутация
находится вне зоны связывания с элонгинами B и C,
поэтому сам комплекс E3-лигазы собирается, но не
может «узнать» субстрат. (Цитировано по Zbar et al.
1996).

4.

Почему нет рака почки?
• Молекулярный парадокс: В отличие от мутации Y112N (на аспарагин),
которая приводит к раку почки (тип 2B), вариант Y112H (тип 2A) сохраняет
частичную функциональность. (Цитировано по Chen et al. 1996)
• Регуляция RAPTOR:
Экспериментально доказано, что форма
pVHL-Y112H сохраняет способность
подавлять уровни белка RAPTOR
(компонента mTORC1) почти на уровне
дикого типа.
• Следствие: Контроль над путем
mTORC1 предотвращает
злокачественную трансформацию
клеток эпителия почечных канальцев,
что объясняет отсутствие карциномы у
пациентов с этой формой белка.
(Цитировано по Bradley et al. 1999)

5.

Патология на уровне организма
• Молекулярный триггер: Основным проявлением формы Y112H является накопление β2адренорецепторов и нарушение деградации HIF в клетках мозгового вещества надпочечников.
• Симптоматический комплекс (Kindred 1190):
• Стойкая или эпизодическая гипертензия.
• Гипергидроз (повышенное потоотделение) и головные боли.
• Тахикардия (88–120 уд/мин) из-за избытка катехоламинов.
• Риск злокачественности: Около 10% случаев феохромоцитомы при этой патологии могут быть
инвазивными. (Цитировано по Bradley et al. 1999)

6.

Молекулярный паспорт варианта Y112H
• Тип поломки: Миссенс-мутация в β-домене распознавания субстрата.
• Ключевое отличие: Частичное сохранение контроля над белком
RAPTOR (mTORC1), что блокирует развитие рака почки.

7.

Идентификация патогенной формы
VAR_034998
• Объект исследования: Патогенный вариант белка pVHL — VAR_034998.
• Клинический статус: Патогенный (Pathogenic) согласно консенсусу Ensembl, ClinVar и
UniProt.
• Связанное заболевание: Светлоклеточный рак почки (RCC) с паранеопластическим
эритроцитозом.
• Ключевой признак: В отличие от предыдущего варианта, данная мутация ингибирует
связывание не только с HIF, но и специфически влияет на взаимодействие с комплексом
HIF1AN.

8.

Молекулярная формула мутации:
Leu163Pro
Локализация: Кодон 163, Экзон 3.
• Тип замены: Однонуклеотидная замена
(SNV) в позиции c.488T>C (в некоторых
базах указывается как 701-я позиция
нуклеотида).
• Изменение в белке: Замена аминокислоты
Лейцин (L) на Пролин (P) — p.Leu163Pro.
• Биохимический прогноз: Лейцин
находится в поверхностном регионе аспирали. Замена на пролин — «разрушитель
спиралей» — приводит к критическому
нарушению фолдинга (сворачивания) белка
(Цитировано по Wiesener et al. 2002).
(детализация мутации из ClinVar).

9.

Нарушение архитектуры a-домена
• Локализация в белке: Аминокислота 163
находится в а-домене белка pVHL.
• Роль домена: а-домен отвечает за связывание
с Элонгином C (Elongin C), который является
«мостиком» для сборки всего комплекса E3убиквитинлигазы.
• Механизм патологии: Мутация L163P делает
невозможным формирование стабильного
комплекса с элонгинами (Цитировано по Tanimoto
et al. 2000).
• Следствие: Даже если белок pVHL «узнает»
мишень (HIF-а), он не может передать её
комплексу для уничтожения, так как «связующее
звено» разрушено (Цитировано по Wiesener et al.
2002).

10.

Молекулярный каскад: Накопление HIF и
Эритропоэтина
• Стабилизация HIF: Из-за потери связи с элонгинами белок pVHL полностью теряет
способность подавлять факторы HIF-1a и HIF-2a.
• Гиперактивация гена EPO: Накопленный HIF-2а проникает в ядро и запускает
избыточную транскрипцию гена Эритропоэтина (EPO) в клетках опухоли.
• Патологический результат: Уровень сывороточного эритропоэтина значительно
повышается (до 109 U/L при норме до 21 U/L), стимулируя бесконтрольное
производство красных кровяных телец (Цитировано по Ganner et al. 2021).

11.

Клинический профиль пациента: Паранеопластический
синдром
• Специфика здоровья: Вариант L163P ассоциирован с высоким риском светлоклеточного рака
почки.
• Гематологические проявления:
o Гемоглобин до 200 г/л (норма до 160).
o Гематокрит до 66%
• Осложнения: Резкое повышение вязкости крови из-за эритроцитоза может привести к тромбозам
и инфаркту миокарда даже при отсутствии атеросклероза (Цитировано по Xie et al. 2009).
• Лечение: После удаления опухоли (нефрэктомии) уровень EPO и эритроцитов обычно
нормализуется.

12.

Итоговая сравнительная характеристика Y112H vs L163P
• Генотип: Оба варианта — миссенс-мутации в 1-м экзоне (Y112H) и 3-м экзоне (L163P).
• Локализация в белке: Y112H «ломает» захват субстрата (в -домен), а L163P «ломает» сборку всего
комплекса (а -домен) (Цитировано по Bradley et al. 1999).
• Клинический исход:
Y112H: Преимущественно феохромоцитома (Тип 2A).
L163P: Рак почки + эритроцитоз (Тип 2B/Паранеопластический синдром) (Цитировано по Wiesener et al.
2002).
• Диагностика: Обоим пациентам показан генетический скрининг и разный протокол мониторинга
(надпочечники vs почки + кровь) (Цитировано по OMIM 608537).