Titina struktur, funktioner och relaterade patologier

Titina Det är termen som används för att beskriva ett par gigantiska polypeptidkedjor som utgör det tredje vanligaste proteinet i sarkomerer av ett stort utbud av skelett- och hjärtmuskler.

Titina är ett av de största kända proteinerna när det gäller antalet aminosyravfall och därför när det gäller molekylvikt. Detta protein är också känt som Anslutning och finns både i ryggradsdjur och ryggradslösa djur.

Titina Structure (källa: Jawahar Swaminathan och MSD -personal vid European Bioinformatics Institute [Public Domain] via Wikimedia Commons)

Det beskrevs med detta namn (Connectin) för första gången 1977 och 1979 definierades det som dubbelbandet på toppen av en elektroforesgel i polyakrylamidgeler under denaturerande förhållanden (med dodecyl-natriumsulfat). 1989 etablerades dess plats med immunoelektronikmikroskopi.

Tillsammans med ett annat stort protein, nebulin, är titina en av de viktigaste komponenterna i den elastiska ramen för muskelcellcytoskeletten som samexisterar med tjocka (myosin) filament och tunna filament (aktin) inuti sarkomererna; Så mycket att det är känt som det tredje systemet med filament av muskelfibrer.

Tjocka och tunna filament är ansvariga för generering av aktiv kraft, medan titina -filament bestämmer sarkomerernas viskoelasticitet.

En sarkomer är den repetitiva enheten för myofibriller (muskelfibrer). Den är ungefär 2μm lång och avgränsas av "plattor" eller linjer som kallas Z -linjer, som segmenterar varje myofibrilla i strierade fragment av definierad storlek.

Titina -molekyler monteras i extremt långa, flexibla, tunna och utdragbara filamentösa trådar. Titinen är ansvarig för elasticiteten hos den strierade muskeln och det tros att det fungerar som en molekylär att ställning som anger rätt montering av sarkomerer i myofibriller.

Kan tjäna dig: Taenia Saginata: Egenskaper, morfologi, biologisk cykel

[TOC]

Strukturera

I ryggradsdjur har titina cirka 27.000 aminosyravfall och en molekylvikt som är cirka 3 MDa (3.000 kDa). Den består av två polypeptidkedjor kända som T1 och T2, som har liknande kemiska kompositioner och liknande antigenegenskaper.

I ryggradslösa muskeln är ""Mini-titinor"Mellan 0.7 och 1.2MDA molekylvikt. I denna grupp proteiner ingår proteinet "Twitchina" av Caenorhabditis elegans och proteinet "Projektin" finns i kön Drosophila.

Ryggradstitin är ett modulärt protein som främst är sammansatt av immunglobulin och fibronektin III -domäner (FNIII (FNIII-Tycka om) arrangerad i parti. Den har en elastisk region rik på prolin, glutaminsyra, Valina och lysinavfall som kallas PEVK-domänen och en annan serin-quinös domän vid dess slutterminal karboxyländ.

Var och en av domänerna har cirka 100 aminosyror i längd och är kända som klass I -titin (fibronektin III) och titin klass II (domänen Immunoglobulin)). Båda domänerna är vikta i "smörgås" -strukturer med 4 nm längd bestående av ß -antiparalle -ark.

Hjärtanslutningsmolekylen innehåller 132 upprepade motiv av immunglobulindomänen och 112 upprepade motiv av fibronektin III -domän.

Den kodande genen för dessa proteiner (Ttn) är "mästare" av introner eftersom den har nästan 180 av dessa inuti.

Transkripten av underenheterna bearbetas differentiellt, särskilt de kodande regionerna för immunglobulin (Ig) och PEVK -domäner, som ger upphov till isoformer med olika utdragbara egenskaper.

Funktioner

Titinens funktion i sarkomererna beror på dess associering med olika strukturer: dess C-terminala ände är förankrad till M-linjen, medan den N-terminala änden av varje titin är förankrad till Z-linjen Z.

Nebulin- och titina -proteiner fungerar som "molekylära regler" som reglerar längden de tjocka och tunna filamenten, respektive. Titina, som nämnts.

Kan tjäna dig: autotrof näring: egenskaper, steg, typer, exempel

Det har visats att vikningen och utvecklingen av titina deltar i muskelkontraktionsprocessen, det vill säga det genererar det mekaniska arbetet som uppnår förkortning eller förlängning av sarkomererna; Medan de tjocka och tunna fibrerna är rörelsens molekylära motorer.

Titina deltar i underhållet av de tjocka filamenten i mitten av sarkomero och deras fibrer är ansvariga för generering av passiv spänning under sträckningen av sarkomerer.

Andra funktioner

Förutom sitt deltagande i genereringen av viskoelastisk kraft har Titina andra funktioner, bland vilka är:

-Deltagande i mekaniska kemiska signalhändelser genom deras associering med andra Sar-Trocic och icke-sarikala proteiner

-Långberoende aktivering av den kontraktila apparaten

-Sarkomare

-Bidrag i cytoskelettens struktur och funktion i ryggradsdjur, bland andra.

Vissa studier har visat att i mänskliga celler och embryon av Drosophila, Titina har en annan funktion som kromosomalt protein. De elastiska egenskaperna hos renat protein motsvarar perfekt de elastiska egenskaperna hos både levande celler och monteringskromosomer In vitro.

Deltagandet av detta protein i komprimeringen av kromosomerna har visats tack vare experiment av mutagenesriktad plats för genen som kodar för det, vilket resulterar i både muskler och kromosomala defekter.

Lange och kollaboratörer 2005 visade att kinasdomänen för titina har att göra med det komplexa uttryckssystemet för muskelgener, ett faktum som demonstreras av mutationen av denna domän som orsakar ärftliga muskelsjukdomar.

Relaterade patologier

Vissa hjärtsjukdomar har att göra med förändringar i titina elasticitet. Sådana förändringar påverkar i hög grad utdragbarhet och passiv diastolisk styvhet av myokardium och förmodligen att skriva skrivning.

Kan tjäna dig: naturens riken och dess egenskaper

Genen Ttn Det har identifierats som en av de viktigaste generna som är involverade i mänskliga sjukdomar, så egenskaperna och funktionerna hos hjärtprotein har studerats mycket under de senaste åren.

Dilaterad kardiomyopati och hypertrofisk kardiomyopati är också produkten av mutationen av flera gener, inklusive genen Ttn.

Referenser

1. Despoulos, a., & Silbernagl, s. (2003). Atlas av fysiologifärg (5: e upplagan.). New York: Thieme.
2. Herman, D., Lam, L., Taylor, m., Wang, l., Teakakirikul, s., Christodoulou, D.,... Seidman, c. OCH. (2012). Trunkeringar av titin som orsakar utvidgad kardiomyopati. New England Journal of Medicine, 366(7), 619-628.
3. Keller, t. (nittonhundranittiofem). Struktur och funktion av titin och nebulin. Nuvarande åsikt inom biologi, 7, 32-38.
4. Lange, s., Lange, s., Xiang, f., Yakovenko, a., Hihola, a., Hackman, s.,... Gautel, M. (2005). Kinasdomänen för titin kontrollerar muskelgenuttryck och proteinförbränning. Vetenskap, 1599-1603.
5. Linke, w. TILL., & Hamdani, n. (2014). Gigantisk verksamhet: titinegenskaper och fungerar genom tjockt och tunt. Cirkulationsforskning, 114, 1052-1068.
6. Machado, c., & Andrew, D. J. (2000). D-titin: Ett gigantiskt protein med dubbla rullar i kromosomer och muskler. Journal of Cell Biology, 151(3), 639-651.
7. Maruyama, K. (1997). Giant Elastic Protein of Muskel. FASB -tidskriften, elva, 341-345.
8. Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2009). Lehninger principer för biokemi. Omega -utgåvor (5: e upplagan.).
9. Rivas-pardo, j., Eckels, E., Akter, jag., Kosuri, s., Linke, w., & Fernández, J. (2016). Arbete utförd av titinprotein vikning hjälper muskelkontraktion. Cellrapporter, 14, 1339-1347.
10. Trinick, J. (1994). Titin och nebulin: Protein härskare i muskler? Trender inom biokemiska vetenskaper, 19, 405-410.
11. Tskhovrebova, l., & Trinick, J. (2003). Titin: Egenskaper och familjerelationer. Naturrecensioner, 4, 679-6889.
12. Wang, K., Ramirez-Mitchell, r., & Palter, D. (1984). Titin är ett extraordinärt, flexibelt och smalt myofibrillärt protein. Proc. Natl. Akad. Sci., 81, 3685-3689.