Desmin - Desmin

DES
Идентификаторы
ПсевдонимыDES, CSM1, CSM2, LGMD2R, десмин, LGMD1D, CMD1F, CDCD3, LGMD1E
Внешние идентификаторыOMIM: 125660 MGI: 94885 ГомолоГен: 56469 Генные карты: DES
Расположение гена (человек)
Хромосома 2 (человек)
Chr.Хромосома 2 (человек)[1]
Хромосома 2 (человек)
Геномное расположение DES
Геномное расположение DES
Группа2q35Начните219,418,377 бп[1]
Конец219,426,734 бп[1]
Экспрессия РНК шаблон
PBB GE DES 214027 x at fs.png

PBB GE DES 202222 s на fs.png
Дополнительные данные эталонного выражения
Ортологи
ВидыЧеловекМышь
Entrez

1674

13346

Ансамбль

ENSG00000175084

ENSMUSG00000026208

UniProt

P17661

P31001

RefSeq (мРНК)

NM_001927

NM_010043

RefSeq (белок)

NP_034173

Расположение (UCSC)Chr 2: 219.42 - 219.43 МбChr 1: 75.36 - 75.37 Мб
PubMed поиск[3][4]
Викиданные
Просмотр / редактирование человекаПросмотр / редактирование мыши

Desmin это белок что у людей кодируется DES ген.[5][6] Десмин специфичен для мышц, тип III[7] промежуточная нить который объединяет сарколемма, Z диск, и ядерная мембрана в саркомеры и регулирует архитектуру саркомера.[8][9]

Структура

Десмин представляет собой белок массой 53,5 кДа, состоящий из 470 аминокислот.[10][11] Белок десмин имеет три основных домена: консервативный альфа-спираль стержень, переменная головка не альфа-спирали и карбоксиконцевой хвост.[12] Десмин, как и все промежуточные нити, не показывает полярности при сборке.[12] Стержневой домен состоит из 308 аминокислот с параллельными димерами альфа-спиральной спиральной спирали и трех линкеров, разрушающих его.[12] 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.[12] Хвостовой домен отвечает за интеграцию филаментов и взаимодействие с белками и органеллами. Десмин экспрессируется только у позвоночных, однако гомологичные белки обнаружены у многих организмов.[12] Десмин представляет собой субъединицу промежуточных филаментов в сердечная мышца, скелетная мышца и гладкая мышца ткань.[13] В сердечной мышце десмин присутствует в Z-диски и вставные диски. Десмин был показан взаимодействовать с десмоплакин[14] и αB-кристаллин.[15]

Функция

Десмин впервые был описан в 1976 г.[16] впервые очищен в 1977 г.,[17] то ген был клонирован в 1989 г.,[6] и первый нокаутирующая мышь была создана в 1996 году.[18] Функция десмина была выведена в ходе исследований на нокаутных мышах. Десмин - один из самых ранних белковых маркеров мышечной ткани в эмбриогенезе, поскольку он обнаруживается в сомиты.[12] 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 больших количествах во время эмбриогенеза, тогда как десмин присутствует в больших количествах после дифференцировки. Это говорит о том, что между ними может быть некоторое взаимодействие в определении дифференцировки мышечных клеток. Однако мыши с нокаутом десмина развиваются нормально и только в более позднем возрасте испытывают дефекты.[13] Поскольку десмин экспрессируется на низком уровне во время дифференцировки, другой белок может быть способен компенсировать функцию десмина на ранних этапах развития, но не позже.[19]

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 сердца по сравнению со скелетными мышцами. В сердечной ткани также наблюдается прогрессирующий некроз и кальцификация миокарда.[20] В отдельном исследовании это более подробно изучалось на сердечной ткани и было обнаружено, что у мышей, лишенных десмина, развиваются гипертрофическая кардиомиопатия и расширение камеры в сочетании с систолической дисфункцией.[21] Во взрослой мышце десмин образует каркас вокруг Z-диска саркомера и соединяет Z-диск с субсарколеммальный цитоскелет.[22] Он связывает миофибриллы сбоку, соединив Z-диски.[12] Через свою связь с саркомером десмин соединяет сократительный аппарат с ядро клетки, митохондрии, и постсинаптические области моторных пластинок.[12] Эти соединения поддерживают структурную и механическую целостность ячейки во время сжатия, а также помогают в передаче силы и продольной нагрузке.[22][23]

При сердечной недостаточности у человека экспрессия десмина повышается, что было выдвинуто гипотезой как защитный механизм в попытке поддерживать нормальное выравнивание саркомеров среди патогенеза заболевания.[24] Есть некоторые свидетельства того, что десмин может также связывать саркомер с внеклеточный матрикс (ECM) через десмосомы которые могут быть важны в передаче сигналов между ECM и саркомером, которые могут регулировать сокращение и движение мышц.[23] Наконец, десмин может иметь важное значение в митохондрии функция. Когда десмин не функционирует должным образом, происходит неправильное распределение, количество, морфология и функция митохондрий.[25][26] 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) представляет собой подгруппу заболеваний миофибриллярной миопатии и является результатом мутации в гене, кодирующем десмин, который предотвращает его образование. белковые нити, а точнее, образует агрегаты десмина и других белков по всей клетке.[8][12] Десмин (DES) мутации были связаны с рестриктивными,[27] расширенный,[28] идиопатический,[29][30] аритмогенный [31][32][33] и кардимиопатия без уплотнения.[34] Что-нибудь из этого DES мутации вызывают агрегацию десмина внутри цитоплазма.[35][36] Мутация p.A120D была обнаружена в семье, у нескольких членов которой произошла внезапная сердечная смерть.[37] К тому же, DES мутации часто вызывают заболевания сердечной проводимости.[38]

Десмин был оценен по роли в оценке глубины вторжения уротелиальная карцинома в TURBT образцы.[39]

использованная литература

  1. ^ а б c ГРЧ38: Ансамбль выпуск 89: ENSG00000175084 - Ансамбль, Май 2017
  2. ^ а б c GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000026208 - Ансамбль, Май 2017
  3. ^ "Справочник человека по PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
  4. ^ "Ссылка на Mouse PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
  5. ^ Муньос-Мармол А.М., Штрассер Дж., Исамат М., Куломб П.А., Ян Й., Рока Х, Вела Е., Мате Дж. Л., Колл Дж., Фернандес-Фигерас М. Т., Навас-Паласиос Дж. Дж., Ариса А., Фукс Е. (сентябрь 1998 г.) «Дисфункциональная мутация десмина у пациента с тяжелой генерализованной миопатией». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 95 (19): 11312–7. Bibcode:1998ПНАС ... 9511312М. Дои:10.1073 / пнас.95.19.11312. ЧВК  21639. PMID  9736733.
  6. ^ а б Ли З.Л., Лилиенбаум А., Батлер-Браун Дж., Полин Д. (май 1989 г.). «Человеческий ген, кодирующий десмин: полная нуклеотидная последовательность, характеристика и регуляция экспрессии во время миогенеза и развития». Ген. 78 (2): 243–54. Дои:10.1016/0378-1119(89)90227-8. PMID  2673923.
  7. ^ В Атлас белков человека. Proteinatlas.org. Проверено 29 июля 2013.
  8. ^ а б Бродель А., Гертнер-Роммель А., Милтинг Х. (август 2018 г.). «Молекулярное понимание кардиомиопатий, связанных с мутациями десмина (DES)». Биофизические обзоры. 10 (4): 983–1006. Дои:10.1007 / s12551-018-0429-0. ЧВК  6082305. PMID  29926427.
  9. ^ Секейра В., Нидженкамп Л.Л., Реган Дж. А., ван дер Фельден Дж. (Февраль 2014 г.). «Физиологическая роль сердечного цитоскелета и его изменений при сердечной недостаточности». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Биомембраны. 1838 (2): 700–22. Дои:10.1016 / j.bbamem.2013.07.011. PMID  23860255.
  10. ^ «Масс-спектрометрическая характеристика человеческого DES в COPaKB». Архивировано из оригинал на 2015-09-24. Получено 2015-03-19.
  11. ^ Zong NC, Li H, Li H, Lam MP, Jimenez RC, Kim CS, Deng N, Kim AK, Choi JH, Zelaya I, Liem D, Meyer D, Odeberg J, Fang C, Lu HJ, Xu T, Weiss J , Дуан Х., Улен М., Йетс Дж. Р., Апвейлер Р., Ге Дж., Хермякоб Х., Пинг П. (октябрь 2013 г.). «Интеграция биологии кардиального протеома и медицины посредством специализированной базы знаний». Циркуляционные исследования. 113 (9): 1043–53. Дои:10.1161 / CIRCRESAHA.113.301151. ЧВК  4076475. PMID  23965338.
  12. ^ а б c d е ж г час я Бэр Х., Стрелков С.В., Сьёберг Г., Эби У., Херрманн Х. (ноябрь 2004 г.). «Биология десминовых филаментов: как мутации влияют на их структуру, сборку и организацию?». Журнал структурной биологии. 148 (2): 137–52. Дои:10.1016 / j.jsb.2004.04.003. PMID  15477095.
  13. ^ а б Ли З., Мерискей М., Агбулут О., Батлер-Браун Г., Карлссон Л., Торнелл Л. Е., Бабин С., Полин Д. (октябрь 1997 г.). «Десмин необходим для прочности на разрыв и целостности миофибрилл, но не для миогенной приверженности, дифференциации и слияния скелетных мышц». Журнал клеточной биологии. 139 (1): 129–44. Дои:10.1083 / jcb.139.1.129. ЧВК  2139820. PMID  9314534.
  14. ^ Meng JJ, Bornslaeger EA, Green KJ, Steinert PM, IP W. (август 1997 г.). «Двухгибридный анализ показывает фундаментальные различия в прямых взаимодействиях между десмоплакином и промежуточными филаментами, специфичными для определенного типа клеток». Журнал биологической химии. 272 (34): 21495–503. Дои:10.1074 / jbc.272.34.21495. PMID  9261168.
  15. ^ Беннардини Ф., Вжосек А., Кьези М. (август 1992 г.). «Альфа-B-кристаллин в сердечной ткани. Связь с актиновыми и десминовыми филаментами». Циркуляционные исследования. 71 (2): 288–94. Дои:10.1161 / 01.res.71.2.288. PMID  1628387.
  16. ^ Лазаридес Э., Хаббард Б.Д. (декабрь 1976 г.). «Иммунологическая характеристика субъединицы волокон 100 А из мышечных клеток». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 73 (12): 4344–8. Дои:10.1073 / пнас.73.12.4344. ЧВК  431448. PMID  1069986.
  17. ^ Изант Дж. Г., Лазаридес Э. (апрель 1977 г.). «Инвариантность и неоднородность основных структурных и регуляторных белков мышечных клеток цыплят, выявленная с помощью двумерного гель-электрофореза». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 74 (4): 1450–4. Bibcode:1977PNAS ... 74.1450I. Дои:10.1073 / pnas.74.4.1450. ЧВК  430794. PMID  266185.
  18. ^ Costa ML, Escaleira R, Cataldo A, Oliveira F, Mermelstein CS (декабрь 2004 г.). «Десмин: молекулярные взаимодействия и предполагаемые функции белка промежуточных волокон мышц». Бразильский журнал медико-биологических исследований. 37 (12): 1819–30. Дои:10.1590 / S0100-879X2004001200007. PMID  15558188.
  19. ^ Stoeckert C (16 марта 1997 г.). «Дистрофин». Каталог нормативных элементов. Пенсильванский университет. Архивировано из оригинал на 2007-06-08. Получено 2010-06-28.
  20. ^ Милнер DJ, Вейцер Дж., Тран Д., Брэдли А., Капетанаки Ю. (сентябрь 1996 г.). «Нарушение архитектуры мышц и дегенерация миокарда у мышей, лишенных десмина». Журнал клеточной биологии. 134 (5): 1255–70. Дои:10.1083 / jcb.134.5.1255. ЧВК  2120972. PMID  8794866.
  21. ^ Milner DJ, Taffet GE, Wang X, Pham T., Tamura T, Hartley C, Gerdes AM, Capetanaki Y (ноябрь 1999 г.). «Отсутствие десмина приводит к гипертрофии кардиомиоцитов и расширению сердца с нарушением систолической функции». Журнал молекулярной и клеточной кардиологии. 31 (11): 2063–76. Дои:10.1006 / jmcc.1999.1037. PMID  10591032.
  22. ^ а б Паулин Д., Ли Зи (ноябрь 2004 г.). «Десмин: основной белок промежуточных филаментов, необходимый для структурной целостности и функции мышц». Экспериментальные исследования клеток. 301 (1): 1–7. Дои:10.1016 / j.yexcr.2004.08.004. PMID  15501438.
  23. ^ а б Шах С.Б., Дэвис Дж., Вайследер Н., Костюассили И., Маккалок А.Д., Ральстон Е., Капетанаки Ю., Либер Р.Л. (май 2004 г.). «Структурные и функциональные роли десмина в скелетных мышцах мышей во время пассивной деформации». Биофизический журнал. 86 (5): 2993–3008. Bibcode:2004BpJ .... 86.2993S. Дои:10.1016 / S0006-3495 (04) 74349-0. ЧВК  1304166. PMID  15111414.
  24. ^ Heling A, Zimmermann R, Kostin S, Maeno Y, Hein S, Devaux B, Bauer E, Klövekorn WP, Schlepper M, Schaper W., Schaper J (апрель 2000 г.). «Повышенная экспрессия цитоскелета, белков сцепления и внеклеточных белков в миокарде человека». Циркуляционные исследования. 86 (8): 846–53. Дои:10.1161 / 01.res.86.8.846. PMID  10785506.
  25. ^ Милнер Д. Д., Мавроидис М., Вайследер Н., Капетанаки Ю. (2000). «Цитоскелет десмина связан с распределением митохондрий в мышцах и функцией дыхания». Журнал клеточной биологии. 150 (6): 1283–1298. CiteSeerX  10.1.1.273.9903. Дои:10.1083 / jcb.150.6.1283. ЧВК  2150713. PMID  10995435.
  26. ^ Goldfarb LG, Vicart P, Goebel HH, Dalakas MC (апрель 2004 г.). «Десминная миопатия». Мозг. 127 (Пт 4): 723–34. Дои:10.1093 / мозг / awh033. PMID  14724127.
  27. ^ Brodehl A, Pour Hakimi SA, Stanasiuk C, Ratnavadivel S, Hendig D, Gaertner A, Gerull B, Gummert J, Paluszkiewicz L, Milting H (ноябрь 2019 г.). «Рестриктивная кардиомиопатия вызвана новой гомозиготной мутацией десмина (DES) p.Y122H, ведущей к серьезному дефекту сборки нити». Гены (Базель). 10 (11): 918. Дои:10.3390 / genes10110918. ЧВК  6896098. PMID  31718026.
  28. ^ Brodehl A, Dieding M, Biere N, Unger A, Klauke B, Walhorn V, Gummert J, Schulz U, Linke WA, Gerull B, Vorgert M, Anselmetti D, Milting H (февраль 2016 г.). «Функциональная характеристика новой мутации DES p.L136P, связанной с дилатационной кардиомиопатией, выявляет доминирующий дефект сборки филаментов». Журнал молекулярной и клеточной кардиологии. 91: 207–14. Дои:10.1016 / j.yjmcc.2015.12.015. PMID  26724190.
  29. ^ Ли Д., Тапскофт Т., Гонсалес О., Берч П.Е., Киньонес, Массачусетс, Зогби WA, Хилл Р., Бачинский Л.Л., Манн Д.Л., Робертс Р. (август 1999 г.). «Мутация десмина, ответственная за идиопатическую дилатационную кардиомиопатию». Тираж. 100 (5): 461–4. Дои:10.1161 / 01.cir.100.5.461. PMID  10430757.
  30. ^ Гольдфарб Л.Г., Парк К.Ю., Червенакова Л., Горохова С., Ли Х.С., Васконселос О., Нагл Дж. У., Семино-Мора С., Сивакумар К., Далакас М.К. (август 1998 г.). «Миссенс-мутации десмина, связанные с семейной сердечной и скелетной миопатией». Природа Генетика. 19 (4): 402–3. Дои:10.1038/1300. PMID  9697706. S2CID  23313873.
  31. ^ Бермудес-Хименес Ф.Дж., Карриэль В., Бродель А., Аламинос М., Кампос А., Ширмер I, Милтинг Х., Абрил Б. Б., Альварес М., Лопес-Фернандес С., Гарсиа-Джустиниани Д., Монсеррат Л., Терседор Л., Хименес-Хименес ( Апрель 2018 г.). «Новая мутация десмина p.Glu401Asp нарушает образование филаментов, нарушает целостность клеточной мембраны и вызывает тяжелую аритмогенную кардиомиопатию / дисплазию левого желудочка». Тираж. 137 (15): 1595–1610. Дои:10.1161 / CIRCULATIONAHA.117.028719. PMID  29212896. S2CID  4715358.
  32. ^ Klauke B, Kossmann S, Gaertner A, Brand K, Stork I, Brodehl A, Dieding M, Walhorn V, Anselmetti D, Gerdes D, Bohms B, Schulz U, Zu Knyphausen E, Vorgerd M, Gummert J, Milting H (декабрь 2010). «De novo desmin-мутация N116S связана с аритмогенной кардиомиопатией правого желудочка». Молекулярная генетика человека. 19 (23): 4595–607. Дои:10,1093 / hmg / ddq387. PMID  20829228.
  33. ^ Лорензон А, Беффанья Джи, Баусе Б, Де Бортоли М, Ли Мура И.Е., Калоре М, Даззо Э, Бассо С, Нава А, Тьене Джи, Рампаццо А (февраль 2013 г.). «Мутации десмина и аритмогенная кардиомиопатия правого желудочка». Американский журнал кардиологии. 111 (3): 400–5. Дои:10.1016 / j.amjcard.2012.10.017. ЧВК  3554957. PMID  23168288.
  34. ^ Марахонов А.В., Бродель А., Мясников Р.П., Спарбер П.А., Киселева А.В., Куликова О.В., Мешков А.Н., Жарикова А.А., Корецкий С.Н., Харлап М.С., Станасюк Ц., Мершина Е.А., Синицын В.Е., Шевченко А.О., Можейко Н.П., Драпкина С.А., Драпкина О.М. , Милтинг Х., Скоблов М.Ю. (март 2019 г.). «Кардиомиопатия без уплотнения вызывается новой внутрикадровой делеционной мутацией десмина (DES) в сегменте стержня спиральной спирали 1A, приводящей к серьезному дефекту сборки филаментов». Человеческая мутация. 40 (6): 734–741. Дои:10.1002 / humu.23747. PMID  30908796. S2CID  85515283.
  35. ^ Brodehl A, Hedde PN, Dieding M, Fatima A, Walhorn V, Gayda S, Šarić T., Klauke B, Gummert J, Anselmetti D, Heilemann M, Nienhaus GU, Milting H (май 2012 г.). «Двухцветная локализационная микроскопия фотоактивации мутантов десмина, ассоциированных с кардиомиопатией». Журнал биологической химии. 287 (19): 16047–57. Дои:10.1074 / jbc.M111.313841. ЧВК  3346104. PMID  22403400.
  36. ^ Бродель А., Эббингаус Х., Гертнер-Роммель А., Станасюк С., Клауке Б., Милтинг Х. (сентябрь 2018 г.). «Функциональный анализ DES-p.L398P и RBM20-p.R636C». Генетика в медицине. 21 (5): 1246–1247. Дои:10.1038 / s41436-018-0291-2. PMID  30262925. S2CID  52877855.
  37. ^ Brodehl A, Dieding M, Klauke B, Dec E, Madaan S, Huang T, Gargus J, Fatima A, Saric T, Cakar H, Walhorn V, Tönsing K, Skrzipczyk T, Cebulla R, Gerdes D, Schulz U, Gummert J , Свендсен Дж. Х., Олесен М. С., Ансельметти Д., Кристенсен А. Х., Кимонис В., Милтинг Х. (декабрь 2013 г.). «Новый мутант десмина p.A120D нарушает образование филаментов, предотвращает локализацию интеркалированного диска и вызывает внезапную сердечную смерть». Обращение: сердечно-сосудистая генетика. 6 (6): 615–23. Дои:10.1161 / CIRCGENETICS.113.000103. PMID  24200904.
  38. ^ Schirmer I, Dieding M, Klauke B, Brodehl A, Gaertner-Rommel A, Walhorn V, Gummert J, Schulz U, Paluszkiewicz L, Anselmetti D, Milting H (март 2018 г.). «Новая мутация indel десмина (DES) вызывает тяжелую атипичную кардиомиопатию в сочетании с атриовентрикулярной блокадой и скелетной миопатией». Молекулярная генетика и геномная медицина. 6 (2): 288–293. Дои:10,1002 / мг3,358. ЧВК  5902401. PMID  29274115.
  39. ^ Саха К., Саха А., Датта С., Чаттерджи Ю., Рэй С., Бера М. (2014). «Имеет ли десмин иммуногистохимия роль в оценке стадии уротелиальной карциномы при трансуретральной резекции образцов опухоли мочевого пузыря?». Журнал клинических исследований рака. 3 (6): 502. Дои:10.4103/2278-0513.142634.

внешняя ссылка