Titinas yra terminas, naudojamas apibūdinti milžiniškų polipeptidinių grandinių, sudarančių trečiąjį gausiausią baltymą, platų skeleto ir širdies raumenų sarkomerų porą, porą.
Titinas yra vienas iš didžiausių žinomų baltymų pagal aminorūgščių liekanų skaičių, taigi ir pagal molekulinę masę. Šis baltymas taip pat žinomas kaip jungtis ir yra tiek stuburiniuose, tiek bestuburiuose.
„Titina“ struktūra (Šaltinis: Jawahar Swaminathan ir MSD darbuotojai Europos bioinformatikos institute per „Wikimedia Commons“)
Pirmą kartą jis buvo apibūdintas tokiu pavadinimu (connectinas) 1977 m., O 1979 m. Jis buvo apibrėžtas kaip dviguba juosta viršutinėje elektroforezės gelio dalyje poliakrilamido geluose denatūravimo sąlygomis (natrio dodecilsulfatu). 1989 m. Jo vieta buvo nustatyta imunoelektroniniu mikroskopu.
Kartu su kitu dideliu baltymu, nebulinu, titinas yra vienas iš pagrindinių raumenų ląstelių citoskeleto elastinio tinklo komponentų, egzistuojančių kartu su storais siūlais (miozinu) ir plonais siūlais (aktinu) sarkomerų viduje; tiek, kad jis yra žinomas kaip trečioji raumeninių skaidulų gijų sistema.
Storieji ir plonieji gijos yra atsakingos už aktyviosios jėgos generavimą, o titino gijos lemia sarkomerų viskoelastingumą.
Sarkometras yra kartojantis miofibrilių (raumenų skaidulų) vienetas. Jis yra apytiksliai 2 µm ilgio ir jį skiria „plokštelės“ arba linijos, vadinamos Z linijomis, kurios kiekvieną miofibrilę segmentuoja į apibrėžto dydžio suskaidytus fragmentus.
Titino molekulės susideda į ypač ilgas, lanksčias, plonas ir pailgintas gijines gijas. Titinas yra atsakingas už griaučių raumenų elastingumą ir, manoma, kad jis veikia kaip molekulinis pastolis, nurodantis teisingą sarkomerų surinkimą miofibrilėse.
Struktūra
Stuburiniuose gyvūnuose titinas turi apie 27 000 aminorūgščių liekanų, o molekulinė masė yra apie 3 MDa (3000 kDa). Jį sudaro dvi polipeptidinės grandinės, žinomos kaip T1 ir T2, turinčios panašias chemines kompozicijas ir panašias antigenines savybes.
Bestuburių raumenyse yra „mažųjų titinų“, kurių molekulinė masė yra nuo 0,7 iki 1,2MDa. Šiai baltymų grupei priklauso baltymas „twitchin“ iš Caenorhabditis elegans ir baltymas „projectin“, randamas Drosophila gentyje.
Stuburinis titinas yra modulinis baltymas, sudarytas daugiausia iš imunoglobulino ir fibronektino III (FNIII tipo) domenų, išdėstytų kartu. Jo karboksilo galiniame gale yra elastingas regionas, kuriame gausu prolino, glutamo rūgšties, valino ir lizino liekanų, žinomų kaip PEVK domenas, ir kitas serino kinazės domenas.
Kiekvienas iš domenų yra maždaug 100 aminorūgščių ir yra žinomas kaip I klasės titinas (į fibronektiną panašus III domenas) ir II klasės titinas (į imunoglobuliną panašus domenas). Abu domenai sulankstyti į 4 nm ilgio „sumuštinio“ struktūras, sudarytas iš antiparallelių β lakštų.
Širdies junginio molekulėje yra 132 imunoglobulino domeno pakartojimo motyvai ir 112 fibronektino tipo domeno III pakartojimo motyvai.
Šiuos baltymus koduojantis genas (TTN) yra intronų „čempionas“, nes jo viduje yra beveik 180 šių baltymų.
Subvienetų nuorašai yra apdorojami diferencijuotai, ypač imunoglobulino (Ig) ir PEVK tipo domenų, koduojančių regionus, kurie sukuria izoformas, turinčias skirtingas išplečiamas savybes.
funkcijos
Titino funkcija sarkomeruose priklauso nuo jo sąsajos su skirtingomis struktūromis: jo C galinis galas yra pritvirtintas prie M linijos, o kiekvieno titino N galinis galas yra pritvirtintas prie Z linijos.
Nebulino ir titino baltymai veikia kaip „molekuliniai valdovai“, kurie atitinkamai reguliuoja storų ir plonų gijų ilgį. Titinas, kaip minėta, tęsiasi nuo Z disko iki M linijos, sarkomenro centre ir reguliuoja jo ilgį, užkertant kelią raumenų skaidulų pertempimui.
Įrodyta, kad titino sulankstymas ir atsiskleidimas padeda raumenų susitraukimo procesui, tai yra, jis generuoja mechaninį darbą, kurio metu sutrumpėja arba prailginami sarkorerai; o stori ir ploni pluoštai yra molekuliniai judėjimo varikliai.
Titinas dalyvauja storių gijų, esančių sarkomenro centre, priežiūroje, o jo pluoštai yra atsakingi už pasyvios įtampos susidarymą sarkomerų tempimo metu.
Kitos funkcijos
Be dalyvavimo kuriant viskoelastinę jėgą, titinas atlieka ir kitas funkcijas, tarp jų:
- Dalyvavimas mechaninės ir cheminės signalizacijos įvykiuose per jo ryšį su kitais sarkomeriniais ir ne sarkomeriniais baltymais
- nuo ilgio priklausomas susitraukimo aparato įjungimas
-Sarcomerų komplektas
- Dalis stuburinių gyvūnų citoskeleto struktūros ir funkcijos.
Tam tikri tyrimai parodė, kad žmogaus ląstelėse ir „Drosophila“ embrionuose titinas atlieka dar vieną chromosomų baltymo funkciją. Išgryninto baltymo elastinės savybės puikiai atitinka tiek gyvų ląstelių, tiek in vitro surinktų chromosomų elastines savybes.
Šio baltymo dalyvavimas chromosomų tankinime buvo įrodytas jį koduojančio geno vietoje atliktų mutagenezės eksperimentų, kurie sukelia raumenų ir chromosomų defektus, tikslais.
Lange ir kt. 2005 m. Įrodė, kad titino kinazės domenas yra susijęs su sudėtinga raumenų genų ekspresijos sistema. Tai įrodo šios srities mutacija, sukelianti paveldimas raumenų ligas.
Susijusios patologijos
Kai kurios širdies ligos yra susijusios su titino elastingumo pokyčiais. Tokie pokyčiai daro didelę įtaką miokardo ištęstumui ir pasyviam diastoliniam standumui ir, tikėtina, mechaniniam jautrumui.
TTN genas buvo nustatytas kaip vienas pagrindinių genų, susijusių su žmonių ligomis, todėl širdies baltymo savybės ir funkcijos pastaraisiais metais buvo išsamiai tiriamos.
Išsiplėtusi kardiomiopatija ir hipertrofinė kardiomiopatija taip pat yra kelių genų, įskaitant TTN geną, mutacijos rezultatas.
Nuorodos
- Despopoulos, A., ir Silbernagl, S. (2003). Spalvų fiziologijos atlasas (5-asis leidimas). Niujorkas: „Thieme“.
- Hermanas, D., Lam, L., Taylor, M., Wang, L., Teekakirikul, P., Christodoulou, D.,… Seidman, CE (2012). Titino sutraukimai, sukeliantys išsiplėtusią kardiomiopatiją. „The New England Journal of Medicine“, 366 (7), 619–628.
- Keller, T. (1995). Titino ir nebulino struktūra ir funkcijos. Dabartinė nuomonė biologijoje, 7, 32–38.
- Lange, S., Lange, S., Xiang, F., Yakovenko, A., Vihola, A., Hackman, P.,… Gautel, M. (2005). Titino kinazės domenas kontroliuoja raumenų genų ekspresiją ir baltymų apykaitą. Mokslas, 1599–1603.
- Linke, WA, & Hamdani, N. (2014). Milžiniškas verslas: Titino savybės ir funkcijos per storą ir ploną. Cirkuliacijos tyrimas, 114, 1052-1068.
- Machado, C., ir Andrew, DJ (2000). D-TITINAS: milžiniškas baltymas, turintis dvigubą vaidmenį chromosomose ir raumenyse. Žurnalas „Cell Biology“, 151 (3), 639–651.
- Maruyama, K. (1997). Milžiniškas elastingas raumenų baltymas. FASEB žurnalas, 11, 341–345.
- Nelsonas, D. L. ir Coxas, MM (2009). Lehningerio biochemijos principai. „Omega“ leidimai (5-asis leidimas).
- Rivas-Pardo, J., Eckels, E., Popa, I., Kosuri, P., Linke, W., & Fernández, J. (2016). Titino baltymų lankstymas padeda raumenims susitraukti. „Cell Reports“, 14, 1339-1347.
- Trinick, J. (1994). Titinas ir nebulinas: baltymų valdovai raumenyse? Biocheminių mokslų tendencijos, 19, 405–410.
- Tskhovrebova, L., & Trinick, J. (2003). Titinas: savybės ir šeimos santykiai. „Nature Reviews“, 4, 679-6889.
- Wang, K., Ramirez-Mitchell, R., ir Palter, D. (1984). Titinas yra ypač ilgas, lankstus ir lieknas miofibrilinis baltymas. Proc. Natl. Acad. Sci., 81, 3685-3689.