Эластин - Elastin

ЭЛЬ Н
Идентификаторы
ПсевдонимыЭЛЬ Н, SVAS, WBS, WS, эластин, ADCL1
Внешние идентификаторыOMIM: 130160 Генные карты: ЭЛЬ Н
Расположение гена (человек)
Хромосома 7 (человек)
Chr.Хромосома 7 (человек)[1]
Хромосома 7 (человек)
Геномное расположение ELN
Геномное расположение ELN
Группа7q11.23Начинать74,027,789 бп[1]
Конец74,069,907 бп[1]
Ортологи
РазновидностьЧеловекМышь
Entrez

2006

н / д

Ансамбль

ENSG00000049540

н / д

UniProt

P15502

н / д

RefSeq (мРНК)

н / д

RefSeq (белок)

н / д

Расположение (UCSC)Chr 7: 74.03 - 74.07 Мбн / д
PubMed поиск[2]н / д
Викиданные
Просмотр / редактирование человека

Эластин это ключ белок из внеклеточный матрикс.[3] Это очень эластичный и присутствует в соединительная ткань позволяя многим тканям тела возвращаться к своей форме после растяжения или сжатия. Эластин помогает коже вернуться в исходное положение при прикосновении к ней. Эластин также является важной несущей тканью в телах позвоночных и используется там, где требуется запасать механическую энергию. У человека эластин кодируется ЭЛЬ Н ген.[4]

Функция

В ЭЛЬ Н ген кодирует белок, который является одним из двух компонентов эластичные волокна. Кодируемый белок богат гидрофобный аминокислоты, такие как глицин и пролин, которые образуют подвижные гидрофобные области, связанные сшивками между лизин остатки.[5] Для этого гена было обнаружено множество вариантов транскриптов, кодирующих разные изоформы.[5] Растворимым предшественником эластина является тропоэластин.[6] Характеристика беспорядка согласуется с энтропийным механизмом упругой отдачи. Сделан вывод, что конформационное нарушение является неотъемлемым признаком структуры и функции эластина.[7]

Клиническое значение

Делеции и мутации в этом гене связаны с надклапанный стеноз аорты (SVAS) и аутосомно-доминантный Cutis laxa.[5] Другие связанные дефекты эластина включают: Синдром Марфана, эмфизема вызванный α1-антитрипсин дефицит, атеросклероз, Синдром Бушке-Оллендорфа, Синдром Менкеса, эластическая псевдоксантома, и Синдром Вильямса.[8]

Эластоз

Эластоз является накоплением эластина в тканях и представляет собой форму дегенеративное заболевание.[9] Есть множество причин, но самая обычная причина актинический эластоз кожи, также известный как солнечный эластоз, что вызвано длительным и чрезмерным пребыванием на солнце, процесс, известный как фотостарение. Нечастые причины эластоза кожи включают: перфорант серпигинозного эластоза, перфорирующий кальцифицирующий эластоз и линейно-очаговый эластоз.[9]

Причины эластоза кожи
УсловиеОтличительные чертыГистопатология
Актинический эластоз
(наиболее распространенный, также называемый солнечным эластозом)		Эластин заменяет коллагеновые волокна папиллярная дерма и ретикулярная дермаМикрофотография солнечного эластоза.jpg
Перфорированный серпигинозный эластозДегенерированные эластические волокна и трансэпидермальные перфорирующие каналы (стрелка на изображении указывает на один из них)[10]Гистопатология перфорированного эластоза serpiginosa.jpg
Перфорирующий кальцифицирующий эластозСкопление коротких эластичных волокон в дерме.[10]Гистопатология перфорирующего кальцифицирующего эластоза.jpg
Линейный очаговый эластозНакопление фрагментированного эластического материала в сосочковом слое дермы и чрескожное удаление эластических волокон.[10]Гистопатология линейного очагового эластоза.jpg

Сочинение

Растянутый эластин, выделенный из аорты крупного рогатого скота

В организме эластин обычно связан с другими белками соединительных тканей. Эластичное волокно в организме представляет собой смесь аморфного эластина и фиброзного фибриллин. Оба компонента в основном сделаны из более мелких аминокислоты Такие как глицин, валин, аланин, и пролин.[8][11] Общий эластин колеблется от 58 до 75% от веса сухой обезжиренной артерии в нормальных артериях собаки.[12] Сравнение свежих и переваренных тканей показывает, что при напряжении 35% минимум 48% артериальной нагрузки переносится эластином, а минимум 43% изменения жесткости артериальной ткани происходит из-за изменения жесткости эластина. .[13]

Распределение тканей

Эластин выполняет важную функцию в артерии как среда для распространения волны давления, чтобы помочь кровоток и особенно много в крупных эластичных кровеносных сосудах, таких как аорта. Эластин также очень важен для легкие, эластичные связки, эластичный хрящ, то кожа, а мочевой пузырь. Он присутствует во всех позвоночные выше рыба без челюсти.[14]

Характеристики

Эластин - это очень долгоживущий белок с периодом полураспада у человека более 78 лет.[15]

Клинические исследования

Была изучена возможность использования рекомбинантного тропоэластина человека для обеспечения производства эластиновых волокон для улучшения эластичности кожи в ранах и рубцах.[16][17] После подкожных инъекций рекомбинантного тропоэластина человека в свежие раны не было обнаружено улучшения рубцевания или гибкости возможного рубцевания.[16][17]

Биосинтез

Предшественники тропоэластина

Эластин производится путем соединения множества мелких растворимый предшественник тропоэластин белковые молекулы (50-70 кДа ), чтобы сделать окончательный массивный нерастворимый прочный комплекс. Несвязанные молекулы тропоэластина обычно недоступны в клетке, так как они сшиваются в волокна эластина сразу после их синтеза в клетке.[нужна цитата ] и при их экспорте в внеклеточный матрикс.

Каждый тропоэластин состоит из цепочки из 36 маленьких домены, каждый весом около 2 кДа в случайная конформация катушки. Белок состоит из чередующихся гидрофобный и гидрофильный домены, которые кодируются отдельными экзоны, так что доменная структура тропоэластина отражает экзонную организацию гена. Гидрофильные домены содержат мотивы Lys-Ala (KA) и Lys-Pro (KP), которые участвуют в сшивании во время образования зрелого эластина. В доменах KA остатки лизина находятся в виде пар или триплетов, разделенных двумя или тремя остатками аланина (например, AAAKAAKAA), тогда как в доменах KP остатки лизина разделены в основном остатками пролина (например, KPLKP).

Агрегация

Тропоэластин агрегируется при физиологической температуре из-за взаимодействия между гидрофобными доменами в процессе, называемом коацервация. Этот процесс обратимый и термодинамически регулируется и не требует расщепление белков. Коацерват становится нерастворимым благодаря необратимый сшивание.

Сшивание

Для образования зрелых эластиновых волокон молекулы тропоэластина перекрестно сшиваются через их лизин остатки с десмозин и изодесмозин сшивающие молекулы. Фермент, выполняющий сшивание: лизилоксидаза, используя in vivo Синтез пиридина чичибабина реакция.[18]

Молекулярная биология

Доменная структура тропоэластина человека

У млекопитающих геном содержит только один ген тропоэластина, называемый ЭЛЬ Н. Человек ЭЛЬ Н ген представляет собой сегмент 45 т.п.н. на хромосома 7, и имеет 34 экзона, прерванных почти 700 интронами, причем первый экзон представляет собой сигнальный пептид назначая его внеклеточную локализацию. Большое количество интронов говорит о том, что генетическая рекомбинация может способствовать нестабильности гена, что приводит к таким заболеваниям, как SVAS. Экспрессия мРНК тропоэластина строго регулируется по крайней мере восемью различными сайты начала транскрипции.

Тканеспецифические варианты эластина производятся альтернативное сращивание гена тропоэластина. Известно не менее 11 изоформ тропоэластина человека. эти изоформы регулируются в процессе развития, однако различия между тканями на одной и той же стадии развития минимальны.[8]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c ГРЧ38: Ансамбль выпуск 89: ENSG00000049540 - Ансамбль, Май 2017
  2. ^ "Справочник человека по PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
  3. ^ Mithieux, SM; Вайс, А.С. (2005). «Эластин». Достижения в химии белков. 70: 437–61. Дои:10.1016 / S0065-3233 (05) 70013-9. ISBN  9780120342709. PMID  15837523.
  4. ^ Curran, Mark E .; Аткинсон, Дональд Л .; Юарт, Аманда К .; Моррис, Коллин А.; Лепперт, Марк Ф .; Китинг, Марк Т. (9 апреля 1993 г.). «Ген эластина нарушен транслокацией, связанной с надклапанным стенозом аорты». Клетка. 73 (1): 159–168. Дои:10.1016 / 0092-8674 (93) 90168-П. PMID  8096434. S2CID  8274849.
  5. ^ а б c "Entrez Gene: эластин".
  6. ^ «Эластин (ЭЛН)». Получено 31 октября 2011.
  7. ^ Муизниекс Л.Д., Вайс А.С., Кили Ф.В. (апрель 2010 г.). «Структурные нарушения и динамика эластина». Биохимия и клеточная биология. 88 (2): 239–50. Дои:10.1139 / o09-161. PMID  20453927.
  8. ^ а б c Врховски, Бернадетт; Вайс, Энтони С. (15 ноября 1998 г.). «Биохимия тропоэластина». Европейский журнал биохимии. 258 (1): 1–18. Дои:10.1046 / j.1432-1327.1998.2580001.x. PMID  9851686.
  9. ^ а б Бет Райт. «Эластоз». DermNet NZ.
  10. ^ а б c Hosen, Mohammad J .; Ламоэн, Анук; Де Паэпе, Энн; Ванаккер, Оливье М. (2012). «Гистопатология эластической псевдоксантомы и связанных с ней заболеваний: гистологические признаки и диагностические ключи». Scientifica. 2012: 1–15. Дои:10.6064/2012/598262. ISSN  2090-908X. ЧВК  3820553. PMID  24278718.
    -Creative Commons Attribution 3.0 без переноса лицензия
  11. ^ Kielty CM, Sherratt MJ, Shuttleworth CA (июль 2002 г.). «Эластичные волокна». Журнал клеточной науки. 115 (Pt 14): 2817–28. PMID  12082143.
  12. ^ Фишер Г. М., Ллаурадо Дж. Г. (август 1966 г.). «Содержание коллагена и эластина в артериях собак, выбранных из функционально различных сосудистых русел». Циркуляционные исследования. 19 (2): 394–399. Дои:10.1161 / 01.res.19.2.394. PMID  5914851.
  13. ^ Ламмерс С.Р., Као П.Х., Ци Х.Дж., Хантер К., Ланнинг С., Альбиц Дж., Хофмайстер С., Мехам Р., Стенмарк К. Р., Шандас Р. (октябрь 2008 г.). «Изменения во взаимосвязи структура-функция эластина и его влияние на механику проксимальной легочной артерии у телят с гипертонией». Американский журнал физиологии. Сердце и физиология кровообращения. 295 (4): H1451–9. Дои:10.1152 / ajpheart.00127.2008. ЧВК  2593497. PMID  18660454.
  14. ^ Мудрец EH, Грей WR (1977). «Эволюция структуры эластина». Эластин и эластичная ткань. Достижения экспериментальной медицины и биологии. 79. С. 291–312. Дои:10.1007/978-1-4684-9093-0_27. ISBN  978-1-4684-9095-4. PMID  868643.
  15. ^ Тояма, Брэндон Х .; Хетцер, Мартин В. (январь 2013 г.). «Белковый гомеостаз: живи долго, процветать не будет». Обзоры природы. Молекулярная клеточная биология. 14 (1): 55–61. Дои:10.1038 / nrm3496. ISSN  1471-0072. ЧВК  3570024. PMID  23258296.
  16. ^ а б Соуто, Мария К. (9 января 2020 г.). «Новые нанотехнологии для лечения и восстановления инфекций, вызванных ожогами кожи». Международный журнал молекулярных наук. 21 (2): 393. Дои:10.3390 / ijms21020393. ЧВК  7013843. PMID  31936277. Получено 20 августа 2020.
  17. ^ а б Се, Хуа (1 сентября 2017 г.). «Лечение ожогов и хирургических ран рекомбинантным человеческим тропоэластином приводит к появлению новых эластиновых волокон в рубцах». Журнал ожогового ухода и исследований. 38 (5): e859 – e867. Дои:10.1097 / BCR.0000000000000507. PMID  28221299. S2CID  39251937. Получено 20 августа 2020.
  18. ^ Умеда Х., Такеучи М., Суяма К. (апрель 2001 г.). «Две новые сшивки эластина, имеющие пиридиновый скелет. Влияние аммиака на сшивание эластина in vivo». Журнал биологической химии. 276 (16): 12579–12587. Дои:10.1074 / jbc.M009744200. PMID  11278561.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка

Эта статья включает текст из Национальная медицинская библиотека США, который находится в всеобщее достояние.