Vimentin -Eigenschaften, Struktur, Funktionen und Verwendung

Der Vimentina Es ist eines der 57 kDa -faserigen Proteine, die Teil des intrazellulären Zytoskeletts sind. Es ist Teil der sogenannten Zwischenfilamente und ist die erste dieser Elemente, die sich in jeder Art von eukaryotischer Zelle bildet. Es ist hauptsächlich in embryonalen Zellen vorhanden und bleibt in einigen erwachsenen Zellen wie Endothel und Blut.

Viele Jahre lang glaubten Wissenschaftler, dass Cytosol eine Art Gel war, in dem Zellorganellen schwebten und es Proteine ​​in der Verdünnung gab. Sie erkennen jedoch derzeit, dass die Realität komplexer ist und dass Proteine ​​ein komplexes Netzwerk von Filamenten und Mikrotubuli bilden, die Cytoskelett genannt haben.

Intermediate -Filamentprotein, gerollte Spulenregion, Vimentin -Spule. Genommen und bearbeitet von: Jawahar Swaminathan und MSD -Mitarbeitern am Europäischen Bioinformatikinstitut [Public Domain Domain].[TOC]

Eigenschaften

Vimentin ist ein fibröses Zwischenfilamentprotein, 57 kda und enthält 466 Aminosäuren. Es ist häufig als Teil des Zellzytoskeletts des Mesenchyms, embryonales, Endothels und Gefäße. Es ist selten, dieses Protein in nicht -eukaryotischen Organismen zu finden, wurde aber in einigen Bakterien dennoch isoliert.

Vimentina ist lateral oder terminal zum endoplasmatischen Retikulum, Mitochondrien und dem Kern.

In Wirbeltierorganismen ist Vimentin ein hochdienliches Protein und ist eng mit der Immunantwort und der Kontrolle und dem Transport von Lipiden mit niedriger Dichte verwandt.

Struktur

Vimentin ist ein einfaches Molekül, das wie alle Zwischenfilamente eine zentrale Alpha-helikoidale Domäne hat. An seinen Enden (Schwanz und Kopf) präsentiert es Amino -Domänen (Kopf) und Carboxyl (Schwanz) ohne Helik oder nicht -helikal.

Alpha-helikoidale Sequenzen haben ein Muster hydrophober Aminosäuren, die zur Bildung der hydrophoben Dichtung auf der helikalen Oberfläche dienen oder zur Bildung beitragen.

Das Zytoskelett

Wie der Name schon sagt, ist es die strukturelle Unterstützung eukaryotischer Zellen. Es geht von der inneren Gesicht der Plasmamembran zum Kern. Zusätzlich zum Skelett dient die Zellen, die ihre Form erwerben und aufrechterhalten können, auch andere wichtige Funktionen.

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Unter diesen ist die Teilnahme an der Zellbewegung sowie an seinem Teilungsprozess. Es unterstützt auch intrazelluläre Organellen und ermöglicht es ihnen, sich aktiv innerhalb des Cytosols zu bewegen und an einigen interzellulären Gewerkschaften teilzunehmen.

Darüber hinaus argumentieren einige Forscher, dass die angenommenen Enzyme im Cytosol in Lösung sind, sie wirklich am Zytoskelett verankert sind, und Enzyme derselben Stoffwechselstrecke müssen sich in der Nähe voneinander befinden.

Strukturelemente des Zytoskeletts

Das Zytoskelett hat drei Hauptstrukturelemente: Mikrotubuli, Mikrofilamente und Zwischenfilamente. Diese Elemente werden allein in eukaryotischen Zellen gefunden. Jedes dieser Elemente hat eine charakteristische intrazelluläre Größe, Struktur und Verteilung, und jedes hat auch eine andere Zusammensetzung.

Mikrotubuli

Mikrotubuli bestehen aus Tubulin -Heterodimeren. Sie haben eine röhrenförmige Form, daher ihren Namen, mit einem Durchmesser von 25 nm und einem hohlen Zentrum. Sind die größten Elemente des Zytoskeletts. Die Länge variiert um weniger als 200 nm und mehrere Mikrometer lang.

Die Wand bildet sich im Allgemeinen durch 13 Protofilamente, die um Lumen (hohl) angeordnet sind. Es gibt zwei Gruppen von Mikrotubuli: Einerseits die Mikrotubuli von Axonema, die sich auf die Bewegung von Zilien und Geißeln beziehen. Andererseits gibt es zytoplasmatische Mikrotubuli.

Letztere haben verschiedene Funktionen, einschließlich der Organisation und Aufrechterhaltung der Form tierischer Zellen sowie Nervenzellen -Axone. Sie nehmen auch an der Bildung mitotischer und meiotischer Spindeln während der Zellabteilungen sowie an der Anleitung und Bewegung von Vesikeln und anderen Organellen teil.

Mikrofilamente

Es handelt sich. Diese Filamente haben einen Durchmesser von weniger als einem Drittel des Durchmessers der Mikrotubuli (7 nm), was sie zu den kleinsten Filamenten des Zytoskeletts macht.

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Sie sind in den meisten eukaryotischen Zellen vorhanden und haben verschiedene Funktionen; Nehmen Sie unter ihnen an der Entwicklung und Aufrechterhaltung der Zellform teil. Darüber hinaus nehmen sie an Lokomotivaktivitäten sowohl amoBoid -Bewegungen als auch an Muskelkontraktionen durch Interaktion mit Myosin teil.

Während der Cytocinese (cytoplasmatische Abteilung) sind sie für die Herstellung von Segmentierungsnuten verantwortlich. Schließlich nehmen sie auch an Zellzell- und extrazellulären Zellzellgewerkschaften teil.

Zytoskelett. Ein Netzwerk von filamentöses Protein des Zellzytoplasmas. Genommen und bearbeitet von: Alice Avelino [CC BY-SA 4.0].

Zwischenfilamente

Mit einem ungefähren Durchmesser von 12 nm sind Zwischenfilamente diejenigen, die die größte Stabilität haben und auch die am wenigsten löslichen Elemente des Zytoskeletts sind. Sie sind nur in mehrzelligen Organismen gefunden.

Sein Name liegt daran, dass seine Größe zwischen Mikrotubuli und Mikrofilamenten sowie zwischen Actin- und Myosinfilamenten in den Muskeln liegt. Sie können einzeln oder in Gruppenformung gefunden werden.

Sie werden von einem Hauptprotein und verschiedenen Accessoire -Proteinen gebildet. Diese Proteine ​​sind für jedes Gewebe spezifisch. Zwischenfilamente werden nur im mehrzelligen Organismus gefunden, und im Gegensatz zu Mikrotubuli und Mikrofilamenten haben sie eine ganz andere Aminosäuresequenz von einem Gewebe zum anderen.

Basierend auf der Art der Zellen und/oder des Gewebes, wo sie sich befinden, sind die Zwischenfilamente in sechs Klassen eingeteilt.

Klasse I

Gebildet durch saure Cytoqueratine, die mechanische Resistenz gegen Epithelgewebe verleihen. Sein Molekulargewicht beträgt 40-56,5 kDa

Klasse II

Es sind die grundlegenden Cytoqueratine, die etwas schwerer sind als die vorherigen (53-67 kDa) und ihnen helfen, dem Epithelgewebe einen mechanischen Widerstand zu geben.

Klasse III

Dargestellt durch Vimentin, fällt in das GFA -Protein, das hauptsächlich in Mesenchymzellen (wie bereits erwähnt wurde), embryonaler bzw. Muskel. Sie helfen, jeder dieser Zellen ihre charakteristische Form zu geben.

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Klasse IV

Sie sind Neurofilamentproteine. Zusätzlich zur Starrheit für Nervenzell -Axone bestimmen sie auch die Größe dieser.

Klasse v

Vertretert durch die Blätter, die das nukleare Gerüst bilden (Nuklearblätter). Sie sind in allen Arten von Zellen vorhanden

Klasse VI

Gebildet durch die Nestina, ein 240 kDa -Molekül, das in Nervenstammzellen gefunden wurde und deren Funktion unbekannt bleibt.

Vimentin -Funktion

Vimentin nimmt an vielen physiologischen Prozessen teil, unterstreicht jedoch hauptsächlich die Erlaubnis und Resistenz gegen die Zellen, die sie enthalten, wodurch Zellschäden vermieden werden. Sie behalten Organellen im Cytosol. Sie nehmen auch an der Union, Migration und Signalübertragung von Zellen teil.

Anwendungen

Arzt

Medizinische Studien zeigen, dass Vimentin während der normalen und fortschreitenden Entwicklung der Krebsmetastasierung als Marker von Zellen fungiert, die aus dem Mesenchym stammen.

Andere Studien deuten darauf hin, dass Immunantikörper oder Zellen, die das VIM -Gen (Gen, das vimentin codiert), als Marker in der Histopathologie verwendet werden können und häufig mesenchymale Tumoren und Epithel verwendet werden können.

Pharmazeutische und Biotechnologie

Pharmazeutische und Biotechnologieindustrie haben die Eigenschaften von Vimentin weithin ausgebeutet und für die Herstellung einer wichtigen Vielfalt von Produkten wie Antikörpern verwendet, die mit Gentechnik, Vimentinas Proteinen, ELISA -Kits und komplementären DNA -Produkten unter anderem entwickelt wurden.

Immunfluoreszenzmuster von Antikörpern gegen Vimentin. Produziert mit einem Patientenserum in HEP-20-10-Zellen mit einem Fitc-Konjugat. Genommen und bearbeitet von: Simon Caulton [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/3.0)]].

Verweise

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