Titin, największe zidentyfikowane do tej pory białko (ponad 1 mikron długości, prawie 3 miliony daltonów masy) milionów daltonów) jest trzecim pod względem liczebności składnikiem sarkomerów. W dojrzałym miofibrylu cząsteczki titiny rozciągają się od linii M do linii Z, tworząc system trzeci system włókien, który zapewnia wyrównanie sarkomerów i sprężyste odrzuty. W w rozwijającym się sarkomerze, gromadzenie dowodów z badań zarówno in vivo, jak i in in vitro implikuje titynę jako część rusztowania morfogenetycznego, na którym krytyczne zdarzenia w miofibrylogenezie są koordynowane w sposób sposób zależny od czasu i przestrzeni. --- Titin, największe białko w ludzkim ciele, jest dobrze znane jako molekularna sprężyna w komórkach mięśniowych i białko rusztowania wspomagające montaż miofibryli. molekularna sprężyna w komórkach mięśniowych i białko rusztowania wspomagające montaż miofibryli. Jednak ostatnie dowody wykazały inną ważną rolę titiny: węzła regulacyjnego integrującego i być może koordynującego węzła regulacyjnego integrującego i być może koordynującego różne szlaki sygnałowe, szczególnie w kardiomiocytach. szlaki sygnałowe, szczególnie w kardiomiocytach. Dokonujemy przeglądu kluczowych odkryć w tej w tym te związane z fosforylacją źródeł titiny, a także omawiamy, w jaki sposób titina uczestniczy w regulacji genów hipertroficznych i kontroli jakości białek. kontroli jakości białek. --- Podstawą mechanizmu Franka-Starlinga w sercu jest wzrost siły aktywnej podczas rozciągania mięśnia. siły, gdy mięsień jest rozciągany. Różne odkrycia wykazały, że długość mięśnia, tj. długość sarkomerów (SL), moduluje aktywację miofilamentów mięśnia sercowego przy danym stężeniu Ca2+ ([Ca2+]). danym stężeniu Ca2+ ([Ca2+]). Ta zwiększona aktywacja Ca2+ z SL, powszechnie znana jako "aktywacja zależna od długości", objawia się jako przesunięcie w lewo przesunięcie w lewo zależności siła-pCa (= -log [Ca2+]), jak również przez wzrost maksymalnej siły aktywowanej przez Ca2+. Pomimo licznych badań, które zostały podjęte, molekularny mechanizm (y) aktywacji zależnej od długości jest (są) wciąż nie jest w pełni poznany. Gigantyczne białko sarkomerów titina/connectin jest największym znanym do tej pory białkiem. Titin/connectin jest odpowiedzialny za większość pasywnej siły siłę w mięśniach poprzecznie prążkowanych kręgowców, a także funkcjonuje jako rusztowanie molekularne podczas miofibrylogenezy. Ostatnie badania sugerują, że titin/connectin odgrywa ważną rolę w aktywacji ważną rolę w aktywacji zależnej od długości poprzez wykrywanie rozciągania i promowanie interakcji aktomiozyny. Tutaj dokonujemy przeglądu i rozszerzenia tej poprzedniej pracy i skupiamy się na mechanizmie na mechanizmie, za pomocą którego titina/connectin może modulować interakcję aktomiozyny. --- Tityna jest obecnie największym znanym białkiem (M(r) 3000 kDa), a jej ekspresja jest ograniczona do mięśni prążkowanych kręgowców. jest ograniczona do mięśni prążkowanych kręgowców. Pojedyncze cząsteczki rozciągają się od linii M do Z, a zatem ponad 1 mikron. Wyizolowaliśmy cDNA kodujące pięć odległych epitopów pasma A titiny, rozszerzyliśmy ich sekwencje i określiliśmy 30 kb (1000 kDa) pierwotnej struktury titiny. Sekwencje w pobliżu linii M kodują domenę domenę kinazy i są blisko spokrewnione z C-końcem twitchiny z Caenorhabditis elegans. Sugeruje to, że funkcja tego regionu w rodzinie titin/twitchin jest zachowana w całym królestwie zwierząt. Wszystkie inne sekwencje Sekwencje pasma A składają się z powtórzeń 100 aminokwasów (aa) przewidujących domeny globularne immunoglobuliny-C2 i fibronektyny typu III. Domeny te są ułożone w wysoce uporządkowane 11-domenowe super-powtórzenia, które prawdopodobnie pasują do powtórzenie helisy miozyny w grubym filamencie. Eksprymowane fragmenty titiny wiążą się z częścią LMM miozyny i białka C. Siła wiązania wzrasta wraz z liczbą domen, wskazując na skumulowany efekt wielu miejsc wiązania dla miozyny wzdłuż cząsteczki titiny. Wnioskujemy, że cytyna pasma A jest prawdopodobnie zaangażowana w uporządkowany montaż grubego filamentu kręgowców. --- Titin, największy pojedynczy (poli) peptyd występujący u ludzi i w całej naturze od dawna uważany był za dobrego kandydata do leczenia dziedzicznych chorób mięśni. Jednak defekty powodujące choroby nie były znane aż do niedawna, kiedy to centralne białko sarkomerowe było związane z ludzką szkieletową dystrofią mięśni piszczelowych (TMD/LGD). (TMD/LGMD2J), kardiomiopatią rozstrzeniową (DCM) i kardiomiopatią przerostową (HCM). kardiomiopatią przerostową (HCM). Obecnie zidentyfikowano kilka mutacji w różnych częściach titiny a oczekuje się, że będzie ich jeszcze więcej. Spontaniczne mutacje u myszy i danio pręgowanego zostały również zgłoszone. Eksperymentalne nokauty nie są opłacalne, nawet w przypadkach, gdy w których tylko c-końcowa część genu została wyciszona, co mówi coś o podstawowe znaczenie titiny dla życia. W tym artykule dokonujemy przeglądu obecnie znanych struktury i funkcji tej elementarnej cząsteczki, z pewnym naciskiem na jedynych jak dotąd znanych defektów powodujących choroby mięśni szkieletowych u ludzi, mutacji w c-końcowej części linii M titiny. --- Tityna jest największym jak dotąd opisanym polipeptydem (względna masa cząsteczkowa około 3 x 10(6); ref. 1, 2) i obfitym białkiem mięśni prążkowanych. Jego cząsteczki są podobne do strun i in vivo rozciągają się od linii M do Z. Uważa się, że regiony regiony titiny są uważane za elastyczne połączenia między grubym filamentem a linią filamentem grubym i linią Z, tworząc w ten sposób trzeci typ filamentu sarkomeru. Wyśrodkowałyby one pasmo A w sarkomerze i zapewniłyby ciągłość strukturalną w rozluźnionych miofibrylach. Wydaje się, że region pasma A titiny jest związany z grubym filamentem. filamentu, gdzie zaproponowano, aby działał jako "władca molekularny" regulujący długość i montaż filamentu. Tutaj pokazujemy, że częściowe komplementarne DNA titiny DNA kodują regularny wzór dwóch typów motywów 100-residue, z których każdy prawdopodobnie składa się w oddzielny typ domeny. Takie motywy są obecne w kilku ewolucyjnie rozbieżnych białkach mięśniowych, z których wszystkie prawdopodobnie oddziałują z miozyną. z miozyną. Jeden lub oba typy domen prawdopodobnie wiążą się z miozyną. miozyną. --- Titina jest największym znanym białkiem i jest niezbędna do organizacji mięśni sarkomerów. Ma wiele domen o różnych funkcjach i rozciąga się od linii linii Z do linii M w sarkomerze mięśniowym. Blisko linii M, titina zawiera domenę kinazy, o której wiadomo, że fosforyluje białko linii Z w rozwijających się mięśniach (Mayans, O., van der Ven, P. F., Wilm, M., Mues, A., Young, P., Furst, D. O., Wilmanns, M. i Gautel, M. (1998) Nature 395, 863-869). Uważa się, że ta fosforylacja jest ważna dla inicjowania lub regulacji miofibrylogenezy. Zastosowaliśmy podejście ukierunkowane na geny w hodowanych mioblastach w hodowanych mioblastach, aby skrócić gen titiny, tak aby domena kinazy i inne domeny nie ulegały ekspresji. Odzyskaliśmy komórki, w których jeden allel był celowany. Stwierdziliśmy, że komórki te wyrażały zarówno pełną długość i skróconą titinę, która była o około 0,2 MDa mniejsza niż odpowiadające pasmo z komórek typu dzikiego. Miofibrylogeneza w tych komórkach była upośledzona, w tym sensie, że miotuby były krótsze, a organizacja mięśni sarkomerów, linii M i Z była gorsza niż w komórkach typu dzikiego. Zaobserwowano również ogólne obniżenie poziomu ekspresji miozyny szkieletowej i titiny. Te wyniki sugerują, że aktywność domeny kinazy titinowej i sekwencji downstream są ważne w organizowaniu miofibryli zarówno na linii M, jak i Z na wczesnym etapie miofibrylogenezy. --- Tityna jest największym białkiem u ssaków; tworzy elastyczne włókna wzdłuż miofibryli mięśnia sercowego i szkieletowego. miofibryli mięśnia sercowego i mięśni szkieletowych. Nowe badania wykorzystujące ostatnio dostępne zróżnicowane technologie ujawniły mechanizmy molekularne, dzięki którym titina generuje siłę pasywną w sarkomerze w odpowiedzi na zewnętrzne rozciąganie. Zmiany w sztywności titiny występują podczas choroby serca poprzez zmianę w stosunku ekspresji dwóch głównych stosunku ekspresji dwóch głównych izoform titiny, zwanych N2B (typ sztywny) i N2BA (typ zgodny). Kinazy białkowe (PK)A, PKG i PKC fosforylują specyficzny dla serca segment titiny pasma I, powodując ostry spadek (przez PKA i PKG) lub wzrost (przez PKC) siły biernej. Odkryto również że titina pełni role, które wykraczają poza bierne generowanie siły, poprzez zwiększanie lub kończąc aktywną produkcję siły, dostosowując w ten sposób mechanizm Franka-Starlinga Franka-Starlinga. Dlatego titina jest samoregulującą się i wielofunkcyjną sprężyną. wielofunkcyjną sprężyną, która jest niezbędna do prawidłowego funkcjonowania serca. Tutaj, jak titina reguluje pasywne i aktywne właściwości mięśnia sercowego w normalnych warunkach fizjologicznych. w normalnych warunkach fizjologicznych, jak również w przewlekłych chorobach serca. --- Titin, największe znane do tej pory białko, zostało powiązane z montażem sarkomerów i funkcjonowaniem poprzez elastyczny adaptor i domeny sygnalizacyjne. Region linii M zawiera unikalną domenę kinazy, która została zaproponowana do regulacji montaż sarkomerów poprzez jego substrat titin cap (T-cap). W tym badaniu wykorzystaliśmy myszy z niedoborem linii M titiny, aby wykazać, że początkowy montaż sarkomeru nie zależy od regionu linii M titiny lub fosforylacji T-cap przez kinazę titiny. kinazę titinową. Region linii M titiny jest raczej wymagany do utworzenia ciągłego filamentu titiny i zapewnienia i zapewnienia mechanicznej stabilności zarodkowego sarkomeru. Nawet bez integracji cytyny z pasmem M, sarkomery wykazują prawidłowe odstępy i wyrównanie dysków Z i pasm M, ale nie rosną bocznie i ostatecznie rozpadają się. Porównanie demontażu w rozwijającym się i dojrzałym sarkomerze knockout sugeruje różnorodne funkcje dla linii M titiny w rozwoju embrionalnym i dorosłym sercu, które nie tylko wiążą się z różnicową ekspresją izoform titin ale także białek wiążących titinę.
Czy Titin jest największą pojedynczą cząsteczką białka znalezioną w naturze?
Tityna jest zdecydowanie największym białkiem w organizmie, o masie cząsteczkowej 3 milionów Daltonów i składającym się z 27 000 aminokwasów. Titin jest największym znanym do tej pory białkiem i działa jako mechanosensor, który reguluje ekspresję białek mięśniowych w sposób zależny od naprężenia sarkomerów.