Role of the cholesterol 7α- hydroxylase and CYP7A1 gene in human physiology and pathology

Abstract

Cholesterol 7α- hydroxylase (CYP7A1) belongs to the big family of cytochrome p450. Biological significance of cholesterol 7α- hydroxylase is associated with beginning of cholesterol transformation to the bile acids. CYP7A1 affinity to the cholesterol is determined by its unique protein structure, different from the other proteins of cytochrome p450 family. CYP7A1 enzyme is enoded by CYP7A1 gene localized in short arm of chromosome 8. Expression of CYP7A1 gene could be regulated by farnesoid X receptor (FXR) or by kinases, which modulate nuclear receptor`s binding abilities to the gene promoter. Polymorphic variants and mutations present in the promoter region impact on the quality properties of the enzyme. CYP7A1 gene, encoding key enzyme of the cholesterol catabolic pathway is a main candidate to the research of its association with changes of serum lipids levels. Presence of genetic variants can be associated with changed levels of total cholesterol, triglycerides and Low- density lipoproteins (LDL). Promoter polymorphism of CYP7A1 is also main candidate for the research of association with such disease entities as gallbladder stone formation, colon cancer, gallbladder cancer or atherogenic- based diseases.7α- hydroksylaza cholesterolu (CYP7A1) jest enzymem należącym do dużej rodziny cytochromu p450. Znaczenie biologiczne 7α- hydroksylazy cholesterolu związane jest z rozpoczęciem szeregu przemian cholesterolu do kwasów żółciowych. Powinowactwo CYP7A1 do cholesterolu determinowane jest unikalną budową białka, odmienną od reszty białek rodziny cytochromu p450. Enzym ten kodowany jest przez gen CYP7A1, którego locus znajduje się na ramieniu krótkim chromosomu ósmego. Ekspresja tego genu może być regulowana przy udziale farnezylowego receptora X (FXR), bądź zachodzić poprzez szereg kinaz białkowych, modulujących zdolność przyłączania się swoistych receptorów jądrowych do promotora CYP7A1. Warianty polimorficzne i mutacje, występujące w regionie promotorowym, wpływają na właściwości jakościowe enzymu. Gen CYP7A1, kodując kluczowy enzym w katabolizmie cholesterolu, jest głównym kandydatem do badań jego związku ze zmianami w osoczowym poziomie lipoprotein. Obecność wariantów genetycznych w promotorze genu CYP7A1 może być związana ze zmienionym poziomem cholesterolu całkowitego, triacylogliceroli czy LDL (Low- Density Lipoprotein). Polimorfizm promotora genu kodującego kluczowy enzym szlaku syntezy kwasów żółciowych i usuwania cholesterolu z organizmu jest głównym kandydatem do badań asocjacyjnych z takimi jednostkami chorobowymi, jak kamica żółciowa, nowotwory jelita grubego i woreczka żółciowego czy choroby o podłożu miażdżycowym