El gen CLCN5 codifica el intercambiador Cl- / H + del canal de cloruro ClC-5. La ClC-5 se expresa principalmente en el riñón , en particular en los túbulos proximales donde participa en la captación de albúmina y proteínas de bajo peso molecular, que es una de las principales funciones fisiológicas de las células de los túbulos proximales . Las mutaciones en el gen CLCN5 causan una nefropatía recesiva ligada al cromosoma X llamada enfermedad de Dent ( enfermedad de Dent 1 MIM # 300009) caracterizada por una pérdida urinaria excesiva de proteínas de bajo peso molecular y de calcio ( hipercalciuria ), nefrocalcinosis(presencia de agregados de fosfato de calcio en la luz tubular y / o intersticio) y nefrolitiasis (cálculos renales).
El gen CLCN5 humano (MIM # 300008, secuencia de referencia NG_007159.2) está localizado en la región pericentromérica en el cromosoma Xp11.23. Se extiende sobre aproximadamente 170 Kb de ADN genómico , tiene una región codificante de 2238 pb y consta de 17 exones, incluidos 11 exones codificantes (de 2 a 12). [5] [6] [7] [8] El CLCN5 gen tiene 8 parálogos ( CLCN1 , CLCN2 , CLCN3 , ClCN 4 , CLCN6 , CLCN7 , CLCNKA , CLCNKB ) y 201Ortólogos entre vertebrados con mandíbulas ( Gnathostomata ).
Se han descubierto cinco transcripciones del gen CLCN5 diferentes , dos de las cuales (variantes de transcripción 3 [NM_000084.5] y 4 [NM_001282163.1]) codifican la proteína canónica de 746 aminoácidos , dos (variantes de transcripción 1 [NM_001127899.3] y 2 [NM_001127898.3]) para el NH 2 -terminal extendida 816 amino proteína ácido [9] y uno no codifica para cualquier proteína (variante de transcripción 5, [NM_001272102.2]). La región 5 'no traducida (5'UTR) de CLCN5 es compleja y no está completamente aclarada. Se predijo la presencia de dos promotores fuertes y uno débil en el gen CLCN5 . [10] [11]Se han reconocido en el riñón humano varios exones 5 'diferentes usados alternativamente. [9] [10] [11] [12] Los tres promotores impulsan con un grado variable de eficiencia 11 ARNm diferentes , y la transcripción se inicia desde al menos tres sitios de inicio diferentes. [10]
Como todos los canales de ClC, ClC-5 necesita dimerizarse para crear el poro a través del cual pasan los iones. [13] [14] [15] ClC-5 puede formar tanto homo- y heterodímeros debido a su marcada homología de secuencia con ClC-3 y ClC-4 . [16] [17] [18]
La proteína canónica ClC-5 de 746 aminoácidos tiene 18 hélices α que atraviesan la membrana (denominadas A a R), un dominio N-terminal intracelular y un terminal C citoplásmico que contiene dos dominios cistationina beta-sintasa (CBS) que se sabe que participar en la regulación de la actividad de ClC-5. [13] [19] [20] [21] Las hélices B, H, I, O, P y Q son las seis hélices principales involucradas en la formación de la interfaz del dímero y son cruciales para la configuración adecuada de los poros. [13] [14] El Cl - filtro de selectividad es impulsado principalmente por hélices D, F, N, y R, que son transportados juntos cerca del centro del canal.[13] [14] [22] [23] Dos aminoácidos importantes para la función adecuada del ClC-5 son los ácidos glutámico en las posiciones 211 y 268, llamados respectivamente "glutamato de activación" y "glutamato de protón". [24] [25] [26] [27] El glutamato de activación es necesario tanto para eltransporte deH + como para la dependencia del voltaje de ClC-5. [8] [28] [29] El glutamato de protón es crucial para que eltransporte deH + actúe como unsitio de transferencia deH + . [24] [30] [31]
El ClC-5 pertenece a la familia de canales de cloruro dependientes de voltaje que son reguladores de la excitabilidad de la membrana, el transporte transepitelial y el volumen celular en diferentes tejidos . Según la homología de secuencia, las nueve proteínas ClC de mamíferos se pueden agrupar en tres clases, de las cuales la primera ( ClC-1 , ClC-2 , ClC-Ka y ClC-Kb ) se expresa principalmente en las membranas plasmáticas, mientras que las otras dos ( ClC-3 , ClC-4 y ClC-5 y ClC-6 y ClC-7 ) se expresan principalmente en las membranas orgánicas . [32]