Titina -Struktur, Funktionen und verwandte Pathologien

Titina Es ist der Begriff, der verwendet wird, um ein paar riesige Polypeptidketten zu beschreiben.

Titina ist eine der größten bekannten Proteine ​​in Bezug auf die Anzahl der Aminosäurerfälle und daher in Bezug auf das Molekulargewicht. Dieses Protein ist auch als bekannt als Verbinden und ist sowohl in Wirbeltieren als auch in Wirbellosen vorhanden.

Titina -Struktur (Quelle: Jawahar Swaminathan und MSD -Mitarbeiter am Europäischen Bioinformatikinstitut [Public Domain] über Wikimedia Commons)

Es wurde 1977 zum ersten Mal mit diesem Namen (Connectin) beschrieben und 1979 als Doppelband an der Spitze eines Elektrophoresegels in Polyacrylamidgelen unter denaturierenden Bedingungen (mit Dodecyl-Natriumsulfat) definiert. 1989 wurde seine Lage durch Immunoelektronikmikroskopie festgelegt.

Titina ist zusammen mit einem anderen großen Protein, Nebulin, eine der Hauptkomponenten des elastischen Geräts des Muskelzell -Zytoskeletts, das mit dicken (Myosin-) Filamenten und dünnen Filamenten (Aktin) innerhalb der Sarkomere koexistiert. So sehr, dass es als drittes System der Filamentfasern bekannt ist.

Dicke und dünne Filamente sind für die Erzeugung aktiver Kraft verantwortlich, während Titina -Filamente die Viskoelastizität von Sarkomeren bestimmen.

Ein Sarkomer ist die sich wiederholende Einheit von Myofibrillen (Muskelfasern). Es ist ungefähr 2 & mgr; m lang und wird durch „Platten“ oder Linien, die als Z -Linien bezeichnet werden, abgegrenzt.

Titina -Moleküle werden in extrem langen, flexiblen, dünnen und erweiterbaren filamentösen Strängen zusammengesetzt. Die Titin ist für die Elastizität des gestreiften Muskels verantwortlich und es wird angenommen, dass sie als molekulares Gerüst wirkt.

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Struktur

In Wirbeltieren hat die Titina ungefähr 27.000 Aminosäureabfälle und ein Molekulargewicht, das etwa 3 MDA beträgt (3).000 kDa). Es besteht aus zwei Polypeptidketten, die als T1 und T2 bekannt sind und ähnliche chemische Zusammensetzungen und ähnliche Antigeneigenschaften aufweisen.

Im wirbellosen Muskel sind die "Mini-Titinas"Zwischen 0.7 und 1.2MDA -Molekulargewicht. In dieser Gruppe von Proteinen ist das Protein enthalten "Twitchina" von Caenorhabditis elegans und das Protein "Projektin" im Geschlecht gefunden Drosophila.

Die Wirbeltier -Titin ist ein modulares Protein-Wie) in Charge angeordnet. Es hat eine elastische Region, die reich an Prolin-, Glutaminsäure-, Valina- und Lysinabfällen ist, die als PEVK.

Jede der Domänen hat ungefähr 100 Aminosäuren und ist als Klasse -I -Titin (Fibronektin III) und Titinklasse II (Domäne vom Typ IMunoglobulin) bekannt. Beide Domänen sind in „Sandwich“ -Strukturen von 4 nm Länge gefaltet, die aus β -Antiparalle -Blättern bestehen.

Das Herz -Connectin -Molekül enthält 132 wiederholte Motive der Immunglobulindomäne und 112 wiederholte Motive der Fibronektin -III -Domäne.

Das codierende Gen für diese Proteine ​​(Ttn) ist der "Champion" von Introns, da es fast 180 davon im Inneren hat.

Die Transkripte der Untereinheiten werden unterschiedlich verarbeitet, insbesondere die Codierungsbereiche des Immunglobulins (IG) und PEVK -Domänen, die zu Isoformen mit unterschiedlichen erweiterbaren Eigenschaften führen.

Funktionen

Die Funktion der Titin in den Sarkomeren hängt von seiner Assoziation mit verschiedenen Strukturen ab: Das C-terminale Ende ist an der M-Linie verankert, während das N-terminale Ende jeder Titin an der Z-Linie Z verankert ist.

Nebulin- und Titina -Proteine ​​wirken als "molekulare Regeln", die die Länge der dicken bzw. dünnen Filamente regulieren. Die Titina, wie erwähnt.

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Es wurde gezeigt, dass die Faltung und Entfaltung der Titina den Muskelkontraktionsprozess nimmt, dh die mechanische Arbeit erzeugt, die die Verkürzung oder Erweiterung der Sarkomere erreicht. Während die dicken und dünnen Fasern die molekularen Motoren der Bewegung sind.

Die Titina beteiligt sich an der Aufrechterhaltung der dicken Filamente in der Mitte des Sarkomeros, und ihre Fasern sind für die Erzeugung passiver Spannungen während der Dehnung von Sarkomeren verantwortlich.

Andere Funktionen

Zusätzlich zu seiner Teilnahme an der Erzeugung der viskoelastischen Kraft hat Titina andere Funktionen, darunter:

-Teilnahme an mechanisch-chemischen Signalereignissen durch ihre Assoziation mit anderen SAR-Trocic- und nicht-sarischen Proteinen

-Langabhängige Aktivierung des kontraktilen Apparats

-Sarkomerversammlung

-Beitrag zur Struktur und Funktion des Zytoskeletts in Wirbeltieren unter anderem.

Bestimmte Studien haben gezeigt, dass in menschlichen Zellen und Embryonen von Drosophila, Titina hat eine andere Funktion als chromosomales Protein. Die elastischen Eigenschaften von gereinigtem Protein entsprechen perfekt den elastischen Eigenschaften sowohl lebender Zellen als auch der Assembly -Chromosomen In vitro.

Die Beteiligung dieses Proteins an der Verdichtung der Chromosomen wurde dank Experimenten der Mutagenese-gesteuerten Stelle des Gens, das es codiert, nachgewiesen, was sowohl zu Muskel- als auch zu chromosomalen Defekten führt.

Lange und Mitarbeiter im Jahr 2005 zeigten, dass die Kinase -Domäne der Titina mit dem komplexen Expressionssystem von Muskelgenen zu tun hat, eine Tatsache.

Verwandte Pathologien

Einige Herzerkrankungen haben mit Veränderungen in der Elastizität der Titina zu tun. Solche Veränderungen wirken sich stark auf die Erweiterbarkeit und die passive diastolische Steifigkeit des Myokards und vermutlich um die Typisierung des Typs aus.

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Das Gen Ttn Es wurde als eines der wichtigsten Gene, die an menschlichen Krankheiten beteiligt sind.

Dilatierte Kardiomyopathie und hypertrophe Kardiomyopathie sind auch das Produkt der Mutation mehrerer Gene, einschließlich des Gens Ttn.

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