COL4A1-Gen

COL4A1 (Collagen Typ IV Alpha 1 Chain) ist ein Protein kodierendes Gen, das auf Chromosom 13q34 lokalisiert ist. Das COL4A1- Gen kodiert ein Typ-IV-Kollagen-Alpha-Protein. Typ-IV-Kollagenproteine sind integrale Bestandteile von Basalmembranen. Das COL4A1- Gen teilt sich einen bidirektionalen Promotor mit einem paranalogen Gen auf dem gegenüberliegenden Strang.

Das kodierte Protein, Kollagen Typ IV,  besteht aus einer aminoterminalen 7S-Domäne, einer dreifachhelixbildenden kollagenen Domäne und einer carboxyterminalen nicht-kollagenen Domäne. Es fungiert als Teil eines Heterotrimers und interagiert mit anderen extrazellulären Matrixkomponenten wie Perlekanen, Proteoglykanen und Lamininen.

Durch proteolytische Spaltung der nicht-kollagenen Carboxy-terminalen Domäne entsteht ein biologisch aktives Fragment, das als „Arresten“ bekannt ist. Arresten, das die C-terminale NC1-Domäne umfasst, hemmt die Angiogenese und die Tumorbildung. Die C-terminale Hälfte ist für die antiangiogene Aktivität verantwortlich. Arresten hemmt insbesondere die Proliferation, Migration und Röhrenbildung von Endothelzellen.

Der Typ-IV-Kollagen bildet die Hauptstrukturkomponente der glomerulären Basalmembran (GBM) und bildet zusammen mit Lamininen, Proteoglykanen und Entactin/Nidogen ein Art Kollagen-Geflecht.

Zu den Krankheiten, die mit Mutationen in COL4A1 assoziiert sind, gehören

• Porenzephalie (eine seltene (auch erworbene) zerebrale Fehlbildung, die durch eine mit Flüssigkeit gefüllte intrazerebrale Zyste oder Höhle mit oder ohne Verbindung zwischen Ventrikel und Subarachnoidalraum gekennzeichnet ist. Die klinischen Manifestationen hängen von der Lokalisation und dem Schweregrad ab und können Hemiparese, Krampfanfälle, intellektuelle Entwicklungsstörungen und Dystonie umfassen.
• Familial retinal arterial tortuosity (OMIM: 120130)
• Angiopathy, Hereditary, With Nephropathy, Aneurysms, And Muscle Cramps.

1. Beyer E (1958) Familiaere Tortuositas der kleinen Netzhautarterien mit Makulablutung (Familial tortuosity of the small retinal arteries with macular hemorrhage). Klin Monatsbl Augenheilkd 132: 532-539.
2. Cagianut B et al. (1968) Zum Krankheitsbild der familiaeren Tortuositas der kleinen Netzhautarterien mit Makulablutung. Klin Monatsbl Augenheilkd 153: 533-542.
3. Clearkin LG et al. (1986) Development of retinal arteriolar tortuosity in previously unaffected family members. Trans Ophthal Soc UK 105: 568-574.
4. Meuwissen ME et al. (2015) The expanding phenotype of COL4A1 and COL4A2 mutations: clinical data on 13 newly identified families and a review of the literature. Genet Med 17:843-853.