Десмин - Desmin
Десмин является белком , который в организме человека кодируется DES гена . Десмин - это специфическая для мышц промежуточная нить типа III, которая объединяет сарколемму , Z-диск и ядерную мембрану в саркомерах и регулирует архитектуру саркомера.
Состав
Десмин представляет собой белок массой 53,5 кДа, состоящий из 470 аминокислот. Белок десмина состоит из трех основных доменов: консервативного стержня альфа-спирали , вариабельной не-альфа-спиральной головки и карбоксиконцевого хвоста. Десмин, как и все промежуточные филаменты , при сборке не показывает полярности. Стержневой домен состоит из 308 аминокислот с параллельными димерами альфа-спиральной спиральной спирали и трех линкеров, разрушающих его. Домен стержня соединяется с доменом головы. 84 аминокислоты в головном домене со многими остатками аргинина, серина и ароматических остатков важны для сборки филаментов и взаимодействий димер-димер. Хвостовой домен отвечает за интеграцию филаментов и взаимодействие с белками и органеллами. Десмин экспрессируется только у позвоночных, однако гомологичные белки обнаружены у многих организмов. Десмин представляет собой субъединицу промежуточных волокон в сердечной мышце , скелетных мышцах и гладкой мышечной ткани. В сердечной мышце десмин присутствует в Z-образных дисках и вставных дисках . Было показано, что десмин взаимодействует с десмоплакином и αB-кристаллином .
Функция
Десмин был впервые описан в 1976 году, впервые очищен в 1977 году, ген был клонирован в 1989 году, а первая мышь с нокаутом была создана в 1996 году. Функция десмина была выведена в ходе исследований на мышах с нокаутом. Десмин является одним из самых ранних белковых маркеров мышечной ткани в эмбриогенезе, поскольку он обнаруживается в сомитах . Хотя он присутствует на ранней стадии развития мышечных клеток, он экспрессируется только на низких уровнях и увеличивается по мере приближения клетки к терминальной дифференцировке. Аналогичный белок, виментин , присутствует в более высоких количествах во время эмбриогенеза, в то время как десмин присутствует в более высоких количествах после дифференцировки. Это говорит о том, что между ними может быть какое-то взаимодействие в определении дифференцировки мышечных клеток. Однако мыши с нокаутом десмина развиваются нормально и только в более позднем возрасте испытывают дефекты. Поскольку десмин экспрессируется на низком уровне во время дифференцировки, другой белок может быть способен компенсировать функцию десмина на ранней стадии развития, но не позже.
У взрослых десмин-нулевых мышей в сердцах 10-недельных животных наблюдались радикальные изменения в архитектуре мышц, включая смещение миофибрилл и дезорганизацию и набухание митохондрий; результаты, которые были более серьезными в отношении сердечной мышцы по сравнению со скелетными мышцами. В сердечной ткани также наблюдается прогрессирующий некроз и кальцификация миокарда. В отдельном исследовании это более подробно изучалось на сердечной ткани и было обнаружено, что у мышей, лишенных десмина, развилась гипертрофическая кардиомиопатия и дилатация камеры в сочетании с систолической дисфункцией. Во взрослых мышцах десмин образует каркас вокруг Z-диска саркомера и соединяет Z-диск с субарколеммальным цитоскелетом. Он связывает миофибриллы латерально, соединяя Z-диски. Через свою связь с саркомером десмин соединяет сократительный аппарат с ядром клетки , митохондриями и постсинаптическими областями моторных замыкательных пластинок. Эти соединения поддерживают структурную и механическую целостность ячейки во время сжатия, а также помогают в передаче силы и продольной нагрузке.
При сердечной недостаточности у человека экспрессия десмина повышается, что было выдвинуто гипотезой как защитный механизм в попытке поддерживать нормальное выравнивание саркомеров среди патогенеза заболевания. Есть некоторые свидетельства того, что десмин может также связывать саркомер с внеклеточным матриксом (ЕСМ) через десмосомы, которые могут иметь важное значение в передаче сигналов между ЕСМ и саркомером, которые могут регулировать сокращение и движение мышц. Наконец, десмин может играть важную роль в функции митохондрий . Когда десмин не функционирует должным образом, происходит неправильное распределение, количество, морфология и функция митохондрий. Поскольку десмин связывает митохондрии с саркомером, он может передавать информацию о сокращениях и потребности в энергии и посредством этого регулировать частоту аэробного дыхания мышечной клетки.
Клиническое значение
Миофибриллярная миопатия, связанная с десмином (DRM или десминопатия), является подгруппой заболеваний миофибриллярной миопатии и является результатом мутации в гене, кодирующем десмин, который не позволяет ему формировать белковые нити и, скорее, образует агрегаты десмина и других белков. по всей камере. Мутации десмина ( DES ) связаны с рестриктивной, дилатационной, идиопатической, аритмогенной и некомпактной кардиимиопатией. Некоторые из этих мутаций DES вызывают агрегацию десмина в цитоплазме . Мутация p.A120D была обнаружена в семье, у нескольких членов которой произошла внезапная сердечная смерть. Кроме того, мутации DES часто вызывают заболевания сердечной проводимости.
Десмин был оценен на предмет роли в оценке глубины инвазии уротелиальной карциномы в образцах TURBT .
использованная литература
внешние ссылки
- GeneReviews / NIH / NCBI / UW запись о миофибриллярной миопатии
- Десмин из Национальной медицинской библиотеки США по предметным рубрикам по медицинским предметам (MeSH)
- База данных мутаций LOVD : DES