Ang Titin ay ang term na ginamit upang ilarawan ang isang pares ng mga higanteng polypeptide chain na bumubuo sa ikatlong pinaka-masaganang protina sa mga sarcomeres ng isang malawak na hanay ng mga kalamnan ng kalamnan at cardiac.
Ang Titin ay isa sa pinakamalaking kilalang protina sa mga tuntunin ng bilang ng mga residue ng amino acid, at samakatuwid sa mga tuntunin ng timbang ng molekular. Ang protina na ito ay kilala rin bilang connectin at naroroon sa parehong mga vertebrates at invertebrates.
Istraktura ng Titina (Pinagmulan: Jawahar Swaminathan at kawani ng MSD sa European Bioinformatics Institute sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)
Inilarawan ito sa pangalang ito (connectin) sa kauna-unahang pagkakataon noong 1977 at noong 1979 ito ay tinukoy bilang double-band sa itaas na bahagi ng isang electrophoresis gel sa polyacrylamide gels sa ilalim ng mga kondisyon ng denaturing (na may sodium dodecyl sulfate). Noong 1989 ang lokasyon nito ay itinatag ng immunoelectron microscopy.
Kasama ang isa pang malaking protina, nebulin, titin ay isa sa mga pangunahing sangkap ng nababanat na network ng mga celltoskeleton ng kalamnan na magkakasamang kasama ang makapal na mga filament (myosin) at ang manipis na filament (actin) sa loob ng mga sarcomeres; sa gayon ay kilala ito bilang pangatlong sistema ng filament ng mga fibers ng kalamnan.
Ang makapal at manipis na mga filament ay may pananagutan para sa henerasyon ng aktibong puwersa, habang ang mga titin ng filipino ay natutukoy ang viscoelasticity ng mga sarcomeres.
Ang isang sarcomere ay ang paulit-ulit na yunit ng myofibrils (kalamnan fibers). Ito ay humigit-kumulang na 2 µm ang haba at tinatanggal ng "mga plato" o mga linya na tinatawag na Z na linya, na ang bawat bahagi ng myofibril sa striated fragment ng tinukoy na laki.
Ang mga molekula ng Titin ay nagtitipon sa sobrang haba, nababaluktot, payat, at extensible filamentous strands. Ang Titin ay responsable para sa pagkalastiko ng kalamnan ng kalansay at pinaniniwalaang gumana bilang isang molekular ng molekular na tumutukoy sa tamang pagpupulong ng mga sarcomeres sa myofibrils.
Istraktura
Sa mga vertebrates, ang titin ay may tungkol sa 27,000 mga residue ng amino acid at isang bigat ng molekular na halos 3 MDa (3,000 kDa). Ito ay binubuo ng dalawang polypeptide chain na kilala bilang T1 at T2, na may magkakatulad na komposisyon ng kemikal at magkatulad na mga katangian ng antigenic.
Sa kalamnan ng mga invertebrates mayroong "mini-titins" na nasa pagitan ng 0.7 at 1.2MDa na timbang ng molekular. Ang pangkat na ito ng mga protina ay may kasamang protina na "twitchin" mula sa mga guwantes na Caenorhabditis at ang protina na "projectin" na matatagpuan sa genus Drosophila.
Ang Vertebrate titin ay isang modular na protina na binubuo pangunahin sa mga immunoglobulin at fibronectin III-like (FNIII-like) na mga nakaayos na magkakasunod. Mayroon itong isang nababanat na rehiyon na mayaman sa proline, glutamic acid, valine at lysine residues na kilala bilang ang PEVK domain, at isa pang serine kinase domain sa dulo ng carboxyl terminal.
Ang bawat isa sa mga domain ay humigit-kumulang na 100 amino acid ang haba at kilala bilang class I titin (ang fibronectin na katulad ng domain III) at klase II titin (ang domain na tulad ng immunoglobulin). Ang parehong mga domain ay nakatiklop sa 4 nm mahaba "sandwich" na mga istraktura na binubuo ng antiparallel β-sheet.
Ang molekula ng kumonekta ng puso ay naglalaman ng 132 immunoglobulin domain repeat motifs at 112 fibronectin-like domain III repeat motifs.
Ang coding gene para sa mga protina na ito (TTN) ay ang "kampeon" ng mga intron dahil mayroon itong halos 180 sa mga ito sa loob.
Ang mga transcript ng mga subunits ay naiiba na naproseso, lalo na ang mga rehiyon ng coding ng immunoglobulin (Ig) at mga domain na tulad ng PEVK, na nagbibigay ng pagtaas sa mga isoform na may iba't ibang mga extensible na katangian.
Mga Tampok
Ang pag-andar ng titin sa mga sarcomeres ay nakasalalay sa pagkakaugnay nito na may iba't ibang mga istraktura: ang dulo ng C-terminal na ito ay naka-angkla sa linya ng M, habang ang dulo ng N-terminal ng bawat titin ay naka-angkla sa linya ng Z.
Ang nebulin at titin protina ay kumikilos bilang "mga molekular na tagapamahala" na umayos sa haba ng makapal at manipis na filament, ayon sa pagkakabanggit. Ang Titin, tulad ng nabanggit, ay umaabot mula sa Z disk hanggang sa lampas sa linya ng M, sa gitna ng sarcomere, at kinokontrol ang haba nito, na pumipigil sa overstretching ng fibre ng kalamnan.
Ipinakita na ang natitiklop at paglalahad ng titin ay tumutulong sa proseso ng pag-urong ng kalamnan, iyon ay, bumubuo ito ng gawaing mekanikal na nakamit ang pag-ikli o pagpapalawig ng mga sarcomeres; habang ang makapal at manipis na mga hibla ay ang molekular na motor ng paggalaw.
Nakikilahok si Titin sa pagpapanatili ng makapal na mga filament sa gitna ng sarcomere at ang mga hibla nito ay responsable para sa henerasyon ng passive tension sa panahon ng pag-inat ng mga sarcomeres.
Iba pang mga pag-andar
Bilang karagdagan sa pakikilahok nito sa henerasyon ng puwersa ng viscoelastic, ang titin ay may iba pang mga pag-andar, bukod sa mga ito ay:
-Partisipasyon sa mga kaganapan sa pag-sign ng mekaniko-kemikal sa pamamagitan ng pakikipag-ugnay nito sa iba pang mga proteksyon ng sarcomeric at non-sarcomeric
Ang pag-activate ng haba ng haba ng haba ng aparato
-Assembly ng sarcomeres
-Pag-ugnay sa istraktura at pag-andar ng cytoskeleton sa mga vertebrates, bukod sa iba pa.
Ang ilang mga pag-aaral ay nagpakita na sa mga cell ng tao at Drosophila embryos, ang titin ay may isa pang function bilang isang protina ng chromosomal. Ang nababanat na mga katangian ng purong protina ay tumutugma nang perpekto sa nababanat na mga katangian ng mga kromosom ng parehong mga buhay na selula at chromosom na tipunin sa vitro.
Ang pakikilahok ng protina na ito sa pag-compaction ng chromosome ay ipinakita salamat sa mga eksperimento na nakadirekta sa site na mutagenesis ng gene na nag-encode nito, na nagreresulta sa parehong mga depekto ng kalamnan at chromosomal.
Lange et al. Noong 2005, nagpakita na ang domain ng titin kinase ay may kinalaman sa kumplikadong sistema ng pagpapahayag ng mga genes ng kalamnan, isang katotohanan na ipinakita ng mutation ng domain na ito na nagdudulot ng namamana na mga sakit sa kalamnan.
Kaugnay na mga pathology
Ang ilang mga sakit sa puso ay nauugnay sa mga pagbabago sa pagkalastiko ng titin. Ang ganitong mga pagbabago ay lubos na nakakaapekto sa extensibility at passive diastolic stiffness ng myocardium at, siguro, mekanismo ng pagiging aktibo.
Ang gen ng TTN ay nakilala bilang isa sa mga pangunahing gen na kasangkot sa mga sakit ng tao, kaya ang mga pag-aari at pag-andar ng protina ng cardiac ay malawak na pinag-aralan sa mga nakaraang taon.
Ang dilated cardiomyopathy at hypertrophic cardiomyopathy ay din ang produkto ng mutation ng maraming mga gen, kabilang ang gen ng TTN.
Mga Sanggunian
- Despopoulos, A., & Silbernagl, S. (2003). Kulay Atlas ng Physiology (Ika-5 ed.). New York: Thieme.
- Herman, D., Lam, L., Taylor, M., Wang, L., Teekakirikul, P., Christodoulou, D., … Seidman, CE (2012). Mga Truncations ng Titin Causeing Dilated Cardiomyopathy. Ang New England Journal of Medicine, 366 (7), 619-6628.
- Keller, T. (1995). Istraktura at pag-andar ng titin at nebulin. Kasalukuyang Opinyon sa Biology, 7, 32–38.
- Lange, S., Lange, S., Xiang, F., Yakovenko, A., Vihola, A., Hackman, P., … Gautel, M. (2005). Ang Kinase Domain ng Titin Kinokontrol ang Pagpapahayag ng Muscle Gene at Protein Turnover. Agham, 1599-1603.
- Linke, WA, & Hamdani, N. (2014). Gigantic Business: Titin Properties at Function sa pamamagitan ng Makapal at Manipis. Pananaliksik sa sirkulasyon, 114, 1052-1068.
- Machado, C., & Andrew, DJ (2000). D-TITIN: isang Giant Protein na may Dual Role sa Chromosome at Mus Mus. Ang Journal of Cell Biology, 151 (3), 639–651.
- Maruyama, K. (1997). Giant nababanat na protina ng kalamnan. Ang FASEB Journal, 11, 341–345.
- Nelson, DL, & Cox, MM (2009). Mga Prinsipyo ng Lehninger ng Biochemistry. Mga Edisyon ng Omega (Ika-5 ed.).
- Rivas-Pardo, J., Eckels, E., Popa, I., Kosuri, P., Linke, W., & Fernández, J. (2016). Gawain Tapos na sa pamamagitan ng Titin Protein fold Assists Pagkuha ng kalamnan. Mga Ulat sa Cell, 14, 1339-1347.
- Trinick, J. (1994). Titin at nebulin: mga pinuno ng protina sa kalamnan? Mga Uso sa Mga Pang-agham na Biochemical, 19, 405–410.
- Tskhovrebova, L., & Trinick, J. (2003). Titin: Mga Katangian at Pakikipag-ugnayan sa Pamilya. Mga Review sa Kalikasan, 4, 679-6889.
- Wang, K., Ramirez-Mitchell, R., & Palter, D. (1984). Ang Titin ay isang sobrang haba, nababaluktot, at payat na myofibrillar protein. Proseso. Natl. Acad. Sci., 81, 3685-3689.