Desmin: โครงสร้างหน้าที่และโรค

Desmin เป็นโปรตีนที่พบเป็นเส้นใยกลางในโครงร่างโครงกระดูกและในกล้ามเนื้อลายและเรียบ หน้าที่ของมันคือทำให้เซลล์มีเสถียรภาพและเชื่อมต่อโครงสร้างของกล้ามเนื้อ การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม (การกลายพันธุ์) ที่ทำให้เกิดความผิดปกติในการสังเคราะห์ desmin เกี่ยวข้องกับโรคกล้ามเนื้อต่างๆเช่นภาวะหมดแรงหรือ cardiomyopathy.

desmin คืออะไร?

Desmin เป็นส่วนประกอบของโครงร่างโครงร่างโครงกระดูกที่ทำจากโปรตีน โปรตีนนี้ยังช่วยปรับเส้นใยของกล้ามเนื้อให้คงที่และพบได้ในกล้ามเนื้อลายและเรียบ เส้นใย Desmin เป็นของเส้นใยกลาง (filamenta intermedialia) ซึ่งชีววิทยาแบ่งออกเป็นห้าประเภทที่แตกต่างกัน จากการจำแนกประเภทนี้ desmin อยู่ในประเภท III ร่วมกับ vimentin, peripherin และ glial filament protein (GFAP) การค้นพบจากการศึกษาในสัตว์ทดลองชี้ให้เห็นว่า vimentin อาจสามารถแทนที่ desmin ที่ขาดหายไปได้ในระยะเริ่มต้นของพัฒนาการหรืออาจสามารถเข้ารับช่วงการทำงานของมันได้บางส่วน การเข้ารหัสยีน desmin อยู่ในจีโนมมนุษย์บนโครโมโซมตัวที่สองในส่วน 219.99 ถึง 220 Mb ชีววิทยาใช้เพื่ออ้างถึง desmin เป็นโครงกระดูกเนื่องจากมีฟังก์ชั่นการรักษาเสถียรภาพในเซลล์โครงร่าง นักวิทยาศาสตร์ Lazarides และ Hubbard เป็นคนแรกที่อธิบายเรื่องนี้ในปีพ. ศ. 1976

กายวิภาคศาสตร์และโครงสร้าง

เช่นเดียวกับ โปรตีนdesmin ประกอบด้วยโซ่ยาวของ กรดอะมิโน. สิ่งก่อสร้างทางชีวภาพเหล่านี้ล้วนมีโครงสร้างพื้นฐานที่เหมือนกันและแตกต่างกันที่สิ่งตกค้างเฉพาะ การสังเคราะห์โปรตีนเชื่อมโยงแต่ละบุคคล กรดอะมิโน ด้วยพันธะเปปไทด์ ในกระบวนการนี้ลำดับของการสร้างแต่ละกลุ่มจะขึ้นอยู่กับลำดับที่ยีนระบุผ่านลำดับฐาน Desmin ประกอบด้วยทั้งหมด 470 กรดอะมิโน. ห่วงโซ่เปปไทด์สำเร็จรูปแสดงถึงโครงสร้างหลักของ desmin ซึ่งจะกลายเป็นโปรตีนสำเร็จรูปในรูปทรงเชิงพื้นที่เท่านั้น หลังจากสร้างห่วงโซ่เปปไทด์แล้วพันธะเพิ่มเติมจะเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติหรือด้วยความช่วยเหลือของ เอนไซม์. พันธบัตรเหล่านี้หรือที่เรียกว่า ไฮโดรเจน พันธบัตรไม่ว่าจะจัดโซ่ให้เป็นเกลียว (โครงสร้างอัลฟา) หรือจัดรูปแบบเป็นแผ่นพับ (โครงสร้างเบต้า) Desmin ประกอบด้วยส่วนที่ยาวขึ้นและการก่อตัวของขดลวด นอกเหนือจากโครงสร้างทุติยภูมินี้โปรตีนยังใช้โครงสร้างตติยภูมิที่ซับซ้อนมากขึ้นซึ่งมีความสำคัญต่อการทำงานของโปรตีนในภายหลัง นอกจากนี้ในบางกรณีโซ่กรดอะมิโนแบบพับที่แตกต่างกันจะรวมตัวกันเป็นโครงสร้างควอเทอร์นารีซึ่งโดยหลักการแล้วสารชีวโมเลกุลอื่น ๆ สามารถเกิดขึ้นได้ Desmin มีอยู่ในโครงสร้างทุติยภูมิตติยภูมิและควอเทอร์นารีเป็นโฮโมพอลิเมอร์: พอลิเมอร์เป็นโครงสร้างที่ประกอบด้วยโมเลกุลขนาดใหญ่หลายตัว ในกรณีของโฮโมพอลิเมอร์เช่นเดสมินโมเลกุลขนาดใหญ่หรือโมโนเมอร์เหล่านี้เป็นเพียงส่วนหนึ่งของสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกัน เส้นใย desmin ที่เสร็จสมบูรณ์เพียงเส้นเดียวมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 8-11 นาโนเมตร

หน้าที่และบทบาท

หน้าที่หลักของ desmin คือการเสริมสร้างโครงร่างโครงกระดูกและกล้ามเนื้อและพบได้ในกล้ามเนื้อเรียบและมีลายเหมือนกัน ในทางชีววิทยาโครงร่างโครงร่างเป็นโครงสร้างภายในเซลล์ที่ประกอบด้วย โปรตีน และทำให้พวกเขามีรูปร่างและความมั่นคง นอกจากนี้โครงกระดูกยังมีส่วนร่วมในการขนส่งสารภายในเซลล์และในการเคลื่อนไหวของมัน แตกต่างจากโครงกระดูกของร่างกายมนุษย์โครงกระดูกไม่ได้สร้างหน่วยคงที่ แต่สามารถปรับให้เข้ากับความต้องการของเซลล์ได้อย่างยืดหยุ่น กล้ามเนื้อลายขวางยังต้องการ desmin เป็นตัวเชื่อมต่อระหว่าง Z-disks และ myofibrils ดิสก์ Z ทำเครื่องหมายขอบเขตระหว่างส่วนของกล้ามเนื้อติดกัน (sarcomeres) ในกล้ามเนื้อลาย ที่แนบมากับดิสก์ Z เป็นโครงสร้างที่มีลักษณะคล้ายเส้นใยซึ่งประกอบด้วยแอคตินและโทรไมโอซินที่ซับซ้อน ในระหว่างการหดตัวเส้นใยและเส้นใยของไมโอซินเหล่านี้จะดันเข้าหากันทำให้เนื้อเยื่อโดยรวมสั้นลงชั่วคราว กล้ามเนื้อเรียบมีโครงสร้างที่แตกต่างจากกล้ามเนื้อลายเส้น: เส้นใยในนั้นไม่ได้สร้างเส้นใยและมัดที่มีเส้นแบ่งอย่างชัดเจนโดยมีลายเส้นที่มองเห็นได้ชัดเจนในส่วนตัดขวาง แต่ดูเหมือนจะเรียบและไม่มีโครงสร้างเมื่อมองแวบแรก อย่างไรก็ตามการหดตัวจะเกิดขึ้นในลักษณะที่คล้ายคลึงกันมากเมื่อใช้ร่วมกับเส้นใยแอคตินของกล้ามเนื้อเรียบที่ไม่ใช่กล้ามเนื้อ desmin ยังทำหน้าที่รักษาเสถียรภาพในเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อด้วยการสร้างพันธะเสริมความแข็งแกร่งในบริเวณที่เรียกว่าการบดอัด

โรค

โรคกล้ามเนื้อหลายชนิดเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม (การกลายพันธุ์) ที่มีผลต่อยีนเดสมิน ในมนุษย์สิ่งเหล่านี้ตั้งอยู่บนโครโมโซมที่สอง แม้ว่าโรคดังกล่าวจะมีมา แต่กำเนิด แต่ก็ไม่จำเป็นต้องแสดงออกมาทันทีในอาการที่มองเห็นได้ การกลายพันธุ์ของ Desmin ในหลาย ๆ กรณี นำ เป็นโรคกล้ามเนื้อเสื่อมซึ่งเป็นลักษณะการเสื่อมสภาพของเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อ ลักษณะของ dystrophies มีความแตกต่างกันมาก ภาพทางคลินิกที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้นคือความสิ้นหวัง นี่เป็นโรคทางพันธุกรรมที่หาได้ยากซึ่งนำไปสู่การอ่อนตัวของกล้ามเนื้อทีละน้อยและโดยทั่วไปจะไม่ก่อให้เกิดอาการจนถึงวัยผู้ใหญ่ ในภาวะหมดหวังข้อบกพร่องในการผลิต desmin ของร่างกายส่งผลกระทบต่อทั้งโครงร่างเซลล์ของเซลล์กล้ามเนื้อและดิสก์ Z นอกจากนี้การกลายพันธุ์ของ desmin ยังเกี่ยวข้องกับ cardiomyopathyซึ่งอาจเกิดขึ้นได้เนื่องจากเป็นส่วนหนึ่งของภาวะหมดหวัง cardiomyopathy แสดงให้เห็นว่าเป็นปัญหาการทำงานของหัวใจและไม่ได้เกิดจากความผิดปกติในการสังเคราะห์ desmin เสมอไป สามารถพิจารณาสาเหตุที่เป็นไปได้หลายประการแทน อาการทั่วไปของโรค ได้แก่ หัวใจ ความล้มเหลว, ภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะ, เป็นลมหมดสติ, โรคหลอดเลือดหัวใจตีบ pectoris และ เส้นเลือดอุดตัน. นอกจากนี้การตรวจหา desmin แอนติบอดี ช่วยให้แพทย์แยกแยะความแตกต่างระหว่างเนื้องอกต่างๆเช่น rhabdomyosarcomas (เนื้องอกมะเร็งในเนื้อเยื่ออ่อนที่มีอัตราการเสียชีวิตสูง) และ leiomyosarcomas (เนื้องอกมะเร็งในกล้ามเนื้อเรียบ)