Титин

Титин, также известный как коннектин — самый большой из одиночных полипептидов. Он играет важную роль в процессе сокращения поперечнополосатых мышц[1][2]. Ген титина содержит самое большое количество экзонов.

Титин

Трёхмерная структура модуля титина I типа. PDB прорисовано на основе 1bpv.
Доступные структуры
PDB Поиск ортологов: PDBe, RCSB
Идентификаторы
СимволTTN ; CMD1G; CMH9; CMPD4; EOMFC; HMERF; LGMD2J; MYLK5; TMD
Внешние IDOMIM: 188840 MGI: 98864 HomoloGene: 130650 GeneCards: TTN Gene
номер EC2.7.11.1
Профиль экспрессии РНК
Больше информации
Ортологи
ВидЧеловекМышь
Entrez727322138
EnsemblENSG00000155657ENSMUSG00000051747
UniProtQ8WZ42A2ASS6
RefSeq (мРНК)NM_001256850NM_011652
RefSeq (белок)NP_001243779NP_035782
Локус (UCSC)Chr 2:
179.39 – 179.7 Mb
Chr 2:
76.7 – 76.98 Mb
Поиск в PubMed

Структура

Титин, состоящий из 38138 аминокислот (титин камбаловидной мышцы) — самый большой из известных белков. Молекулярная масса белка равна приблизительно 2 993 442.763 а. е. м.[3], его теоретическая изоэлектрическая точка равна 6.01[4]. Эмпирическая химическая формула этого белка — C132983H211861N36149O40883S693. Теоретический нестабильный индекс (II), показывающий его стабильность в пробирке, равен 39.69. Период полураспада (время, требующееся для исчезновения половины содержащегося белка в клетке после его синтеза) равен примерно 30 часам (в ретикулоцитах животных)[5]. Титин состоит главным образом из линейных блоков модулей двух типов: тип I (фибронектиновый домен III типа) и тип II (иммуноглобулиноподобный домен)[6]. Эти линейные блоки далее организуются в два участка:

N-терминальный (в составе I-полос саркомера)
действует как эластичная часть молекулы и состоит, в основном, из модулей типа II. В частности, I группа состоит из двух участков тандемных иммуноглобулиновых доменов типа II на каждой стороне PEVK- участка, богатых пролином, глутаминовой кислотой, валином и лизином. Располагается между миозином и Z-диском[7].
C-терминальный (в составе А-полос)
выполняет управляющую функцию и, вероятно, обладает протеинкиназной активностью. А-полосы состоят из чередующихся модулей типа I и типа II.

Функции

Титин — это большой белок поперечно-полосатых мышц. N-терминальный участок Z-диска и C-терминальный участок М-линии связаны, соответственно, с Z-диском и М-линией саркомера, так что одиночная молекула титина тянется вдоль половины его длины. Титин также содержит скрепляющие участки для присоединения мышечных белков, так что он служит матрицей для правильной сборки белков, входящих в состав саркомера. Было установлено, что он также входит в качестве структурного белка в состав хромосом. Значительная изменчивость характерна для участков молекулы титина, находящихся в I-полосе, М-линии, Z-диске. Изменчивость в участке I-полосы определяет различия в эластичности разных изоформ титина, и, следовательно, различия в эластичности разных типов мускулов. Из многих известных вариантов титина только для пяти из них полностью расшифрована последовательность аминокислот[2][8].

Титин взаимодействует с множеством саркомерных белков, включая:[9]

  • Z-линейный участок: телетонин и α-актинин-1
  • Участок I-полосы: калпейн-3 и обскурин
  • М-линейный участок: миозин-связующий белок С, кальмодулин 1, калпеин-3 и Убиквитинлигаза.

Роль в медицине

Мутации в гене титина связаны с наследственной гипертрофической кардиомиопатией[10][11] и прогрессирующей дистальной мышечной дистрофией Миоши[12]. Аутоантитела против титина вырабатываются у больных аутоиммунной склеродермией[13].

Перспективы применения

Найдена технология для микробиологического производства синтетического титина и мышечных полимеров титина с получением волокон с высокими эксплуатационными характеристиками превосходящими многие синтетические и натуральные полимеры.[14] Из них можно будет изготовлять одежду, защитное снаряжение, биомедицинские имплантаты и протезы.[15]

Значение в лингвистике

Как у самого большого известного белка, у титина самое длинное номенклатурное название ИЮПАК. Полное химическое название, начинающееся метионил и заканчивающееся изолейцин, включает (на английском языке) 189 819 букв, признано длиннейшим словом не только в английском языке, но и в любом другом[16]. Однако профессиональные составители словарей рассматривают названия химических соединений скорее как словесные химические формулы, нежели как слова общеупотребительного языка[17].

Примечания

  1. OMIM 188840
  2. Entrez Gene: TTN titin.
  3. Result of Molecular Weight Calculation
  4. ExPASy-calculated pI for titin. Дата обращения: 26 августа 2007. Архивировано 12 апреля 2012 года.
  5. Swiss-Prot Protein knowledgebase, main entry. Дата обращения: 4 мая 2006. Архивировано 12 апреля 2012 года.
  6. Labeit S., Kolmerer B. Titins: giant proteins in charge of muscle ultrastructure and elasticity (англ.) // Science : journal. — 1995. — October (vol. 270, no. 5234). P. 293—296. PMID 7569978.
  7. Wang K., McCarter R., Wright J., Beverly J., Ramirez-Mitchell R. Regulation of skeletal muscle stiffness and elasticity by titin isoforms: a test of the segmental extension model of resting tension (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America : journal. — 1991. — August (vol. 88, no. 16). P. 7101—7105. PMID 1714586.
  8. Labeit S., Barlow D.P., Gautel M., Gibson T., Holt J., Hsieh C.L., Francke U., Leonard K., Wardale J., Whiting A., Trinick J. A regular pattern of two types of 100-residue motif in the sequence of titin (англ.) // Nature : journal. — 1990. — May (vol. 345, no. 6272). P. 273—276. doi:10.1038/26926a0. PMID 2129545.
  9. Bang M.L., Centner T., Fornoff F., Geach A.J., Gotthardt M., McNabb M., Witt C.C., Labeit D., Gregorio C.C., Granzier H., Labeit S. The complete gene sequence of titin, expression of an unusual approximately 700-kDa titin isoform, and its interaction with obscurin identify a novel Z-line to I-band linking system (англ.) // Circ. Res. : journal. — 2001. — November (vol. 89, no. 11). P. 1065—1072. doi:10.1161/hh2301.100981. PMID 11717165. (недоступная ссылка)
  10. Siu B.L., Niimura H., Osborne J.A., Fatkin D., MacRae C., Solomon S., Benson D.W., Seidman J.G., Seidman C.E. Familial dilated cardiomyopathy locus maps to chromosome 2q31 (англ.) // Circulation : journal. Lippincott Williams & Wilkins, 1999. — March (vol. 99, no. 8). P. 1022—1026. PMID 10051295.
  11. Itoh-Satoh M., Hayashi T., Nishi H., Koga Y., Arimura T., Koyanagi T., Takahashi M., Hohda S., Ueda K., Nouchi T., Hiroe M., Marumo F., Imaizumi T., Yasunami M., Kimura A. Titin mutations as the molecular basis for dilated cardiomyopathy (англ.) // Biochem. Biophys. Res. Commun. : journal. — 2002. — February (vol. 291, no. 2). P. 385—393. doi:10.1006/bbrc.2002.6448. PMID 11846417.
  12. Hackman P., Vihola A., Haravuori H., Marchand S., Sarparanta J., De Seze J., Labeit S., Witt C., Peltonen L., Richard I., Udd B. Tibial muscular dystrophy is a titinopathy caused by mutations in TTN, the gene encoding the giant skeletal-muscle protein titin (англ.) // Am. J. Hum. Genet. : journal. — 2002. — September (vol. 71, no. 3). P. 492—500. doi:10.1086/342380. PMID 12145747.
  13. Machado C., Sunkel C.E., Andrew D.J. Human autoantibodies reveal titin as a chromosomal protein (англ.) // J. Cell Biol. : journal. — 1998. — April (vol. 141, no. 2). P. 321—333. doi:10.1083/jcb.141.2.321. PMID 9548712.
  14. Bowen, C.H., Sargent, C.J., Wang, A. et al. (2021). Microbial production of megadalton titin yields fibers with advantageous mechanical properties. Nat Commun 12, 5182 https://doi.org/10.1038/s41467-021-25360-6
  15. Irving M. (2021) Synthetic muscle fibers could make for clothing tougher than Kevlar. New Atlas
  16. What is the longest word in the English language?. CliffsNotes.com. Дата обращения: 24 января 2016.
  17. Oxford Word and Language Service team. Ask the experts - What is the longest English word?. AskOxford.com / Oxford University Press. Дата обращения: 13 января 2008. Архивировано 12 апреля 2012 года.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.