Štruktúra titina, funkcie a súvisiace patológie

Stikána Je to termín, ktorý sa používa na opis niekoľkých obrovských reťazcov polypeptidov, ktoré tvoria tretí najhojnejší proteín v sarkoméroch veľkého rozsahu kostrových a srdcových svalov.

Titina je jedným z najväčších známych proteínov z hľadiska počtu aminokyselinových odpadov, a preto z hľadiska molekulovej hmotnosti. Tento proteín je tiež známy ako Konektín a je prítomný na stavovcoch aj na bezstavovci.

Štruktúra Titíny (Zdroj: Jawahar Swaminathan a zamestnanci MSD v Európskom bioinformatickom inštitúte [verejná doména] cez Wikimedia Commons)

Bol opísaný s týmto menom (Connectin) prvýkrát v roku 1977 a v roku 1979 bol definovaný ako dvojitý pás v hornej časti elektroforézového gélu v polyakrylamidových géloch v denaturačných podmienkach (s dodecylsulfátom sodným). V roku 1989 bola založená jeho umiestnenie imunoelektronikou mikroskopie.

Spolu s ďalším veľkým proteínom, nebulínom, je titina jednou z hlavných zložiek elastického rámca cytoskeletu svalových buniek, ktorý koexistuje s hrubými (myozínovými) vláknami a tenkými vláknami (aktín) vo vnútri sarkomérov; Natoľko, že je známy ako tretí systém vlákna svalových vlákien.

Hrubé a tenké vlákna sú zodpovedné za tvorbu aktívnej sily, zatiaľ čo vlákna Titina určuje viskoelasticitu sarkomérov.

Sarkomér je opakujúca sa jednotka myofibrilov (svalové vlákna). Je približne 2 μm dlhá a je vymedzená „doskami“ alebo čiarami nazývanými čiara.

Molekuly titina sa zostavujú v extrémne dlhých, flexibilných, tenkých a rozšíriteľných vláknitých prameňoch. Titín je zodpovedný za elasticitu pruhovaného svalu a verí sa, že funguje ako molekulárne lešenie, ktoré špecifikuje správne zostavenie sarkomérov v myofibriloch.

Môže vám slúžiť: Taenia Saginata: Charakteristiky, morfológia, biologický cyklus

[TOC]

Štruktúra

U stavovcov má Titina asi 27.000 aminokyselinový odpad a molekulová hmotnosť, ktorá je okolo 3 mDa (3.000 kDa). Skladá sa z dvoch polypeptidových reťazcov známych ako T1 a T2, ktoré majú podobné chemické zloženie a podobné antigénne vlastnosti.

V bezstavovcových svaloch sú “Mini-titiny„Medzi 0.7 a 1.Molekulová hmotnosť 2MDA. V tejto skupine proteínov je zahrnutý proteín „Twitchina“ z Caenorhabditis elegans a proteín "Projectin" nájdené v pohlaví Drosophila.

Titín stavovcov je modulárny proteín zložený primárne doménami imunoglobulínu a fibronektínu III (FNIII (FNIII-Páči sa mi to) usporiadané v dávke. Má elastickú oblasť bohatú na prolín, kyselinu glutámovú, valín a lyzínový odpad známy ako doména PEVK a ďalšia doména serín-chivát na koncovom konci karboxylového konca.

Každá z domén má dĺžku približne 100 aminokyselín a je známa ako titín triedy I (fibronektín III) a titín triedy II (doména typu imunoglobulín). Obe domény sú zložené v „sendvičových“ štruktúrach s dĺžkou 4 nm zložené z β antiparalle listov.

Molekula srdcového konektínu obsahuje 132 opakovaných motívov imunoglobulínovej domény a 112 opakovaných motívov domény fibronektínu III.

Kódujúci gén pre tieto proteíny (Ttn) je „majstrom“ intrónov, pretože má takmer 180 z nich vo vnútri.

Prepisy podjednotiek sú odlišne spracované, najmä kódujúce oblasti imunoglobulínu (Ig) a PEVK domény, ktoré vedú k izoformám s rôznymi rozšírenými vlastnosťami.

Funkcia

Funkcia titína v sarkoméroch závisí od jeho súvislosti s rôznymi štruktúrami: jeho koncový konc C-terminálny je ukotvený k línii M, zatiaľ čo N-terminálny koniec každého titu.

Proteíny nebulínu a titíny pôsobia ako „molekulárne pravidlá“, ktoré regulujú dĺžku hrubých a tenkých vlákien, respektíve. Titina, ako už bolo spomenuté.

Môže vám slúžiť: Autotrof Nutrition: Charakteristiky, fázy, typy, príklady

Ukázalo sa, že skladanie a rozvíjanie titiny sa venuje procesu kontrakcie svalov, to znamená, že vytvára mechanickú prácu, ktorá dosahuje skrátenie alebo rozšírenie sarkomérov; zatiaľ čo hrubé a tenké vlákna sú molekulárnymi motormi pohybu.

Titina sa podieľa na údržbe hrubých vlákien v strede sarcomero a ich vlákna sú zodpovedné za generovanie pasívneho napätia počas natiahnutia sarkomérov.

Iné funkcie

Okrem účasti na generovaní viskoelastickej sily má Titina aj ďalšie funkcie, z ktorých sú:

-Účasť na mechanicko-chemických signalizačných udalostiach prostredníctvom ich spojenia s inými SAR-trocickými a nesarickými proteínmi

-Dlho závislá aktivácia kontraktilného aparátu

-Montáž sarkomérov

-Príspevok v štruktúre a funkcii cytoskeletu u stavovcov.

Niektoré štúdie ukázali, že v ľudských bunkách a embryách Drosophila, Titina má inú funkciu ako chromozomálny proteín. Elastické vlastnosti purifikovaného proteínu dokonale zodpovedajú elastickým vlastnostiam živých buniek a zostavovacích chromozómov In vitro.

Účasť tohto proteínu na zhutnení chromozómov bola preukázaná vďaka experimentom v mieste génu zameraného na mutagenézu, ktorý ho kóduje, čo vedie k svalovému aj chromozomálnemu defektom.

Lange a spolupracovníci v roku 2005 ukázali, že kinázová doména Titíny súvisí s komplexným systémom expresie svalových génov, čo je skutočnosť preukázaná mutáciou tejto domény, ktorá spôsobuje dedičné choroby svalových svalov.

Súvisiace patológie

Niektoré srdcové choroby súvisia s zmenami elasticity titiny. Takéto zmeny výrazne ovplyvňujú rozšíriteľnosť a pasívnu diastolickú tuhosť myokardu a pravdepodobne písanie písania.

Môže vám slúžiť: Kráľovstvá prírody a jeho vlastnosti

Gen Ttn Bol identifikovaný ako jeden z hlavných génov zapojených do ľudských chorôb, takže vlastnosti a funkcie srdcového proteínu boli v posledných rokoch veľmi študované.

Dilatačná kardiomyopatia a hypertrofická kardiomyopatia sú tiež produktom mutácie niekoľkých génov vrátane génu Ttn.

Odkazy

1. Despoulos, a., & Silbernagl, s. (2003). Atlas fyziologickej farby (5. vydanie.). New York: Thieme.
2. Herman, D., Lam, l., Taylor, m., Wang, l., Teakakirikul, P., Christodoulou, D.,... Seidman, C. A. (2012). Skrátenie titínu spôsobujúcej dilatovanú kardiomyopatiu. The New England Journal of Medicine, 366(7), 619-628.
3. Keller, T. (Devätnásť deväťdesiatpäť). Štruktúra a funkcia titínu a nebulínu. Súčasný názor v biológii, 7, 32-38.
4. Lange, s., Lange, s., Xiang, f., Yakovenko, a., Hihola, a., Hackman, P.,... Gautel, m. (2005). Kináza doména titínu kontroluje expresiu svalového génu a Burnsaver proteínu. Veda, 1599-1603.
5. Linke, w. Do., & Hamdani, n. (2014). Gigantické podnikanie: Vlastnosti a funkcia titínu prostredníctvom hrubého a tenkého. Výskum, 114, 1052-1068.
6. Machado, c., & Andrew, D. J. (2000). D-titin: Obrie proteín s duálnymi valcami v chromozómoch a svaloch. The Journal of Cell Biology, 151(3), 639-651.
7. Maruyama, K. (1997). Obrovský elastický proteín svalu. Časopis FASB, jedenásť, 341-345.
8. Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2009). Lehninger princípy biochémie. Vydanie omega (5. vydanie.).
9. Rivas-Pardo, J., Eckels, e., Stern, i., Kosuri, P., Linke, w., & Fernández, J. (2016). Práca vykonaná pomocou skladania proteínu titínu pomáha svalovou kontrakciou. Bunkové správy, 14, 1339-1347.
10. Trinick, J. (1994). Titín a nebulín: proteínoví vládcovia vo svale? Trendy v biochemických vedách, 19, 405-410.
11. Tskhovrebova, L., & Trinick, J. (2003). Titin: Vlastnosti a rodinné vzťahy. Recenzie prírody, 4, 679-6889.
12. Wang, K., Ramirez-Mitchell, R., & Palter, D. (1984). Titín je mimoriadny, flexibilný a štíhly myofibrilárny proteín. Proc. Natl. Šupka. Sci., 81, 3685-3689.