Генетика
  Домой Медицинский фото атлас Психология отношений Медицинские видео ролики Медицинская библиотека Консультация врача  
Генетика:
Генетика
Аномалии хромосом
Биология клетки
Генетика врожденных пороков
Генетика рака - опухолей
Молекулярная генетика
Наследственные синдромы
Цитогенетика - исследование хромосом
Лечение наследственных болезней
Фармакогенетика
Рекомендуем:
Необходимое:
Книги по медицине
Видео по медицине
Фотографии по медицине
Консультации врачей
Форум
 

Белки промежуточных филаментов

• Все белки промежуточных филаментов обладают одинаковым строением и имеют общий элемент, представляющий собой центральный стержнеобразный а-спирализованный домен

• Семейство белков промежуточных филаментов подразделяется на шесть групп, представители каждой из которых содержат гомологичную последовательность аминокислот

• Различные типы промежуточных филаментов характеризуются разным типом экспрессии в тканях

• Антитела к индивидуальным белкам промежуточных филаментов представляют собой ценные инструменты для исследования дифференцировки клеток и различных патологических процессов

На основании структуры ДНК и степени гомологии аминокислотных последовательностей семейство белков промежуточных филаментов подразделяется на шесть групп. Существование этих групп может говорить о тканеспецифической экспрессии белков. Почти все белки промежуточных филаментов обладают сходным строением, и их молекулы построены по общему принципу. Все они собираются в филаментарные структуры, диаметр которых по данным электронной микроскопии составляет порядка 10 нм.

Их молекулы имеют удлиненную форму и содержат длинный стержнеобразный а-спиральный домен, ограниченный не организованными в спираль головными и хвостовыми доменами. Стержнеобразный домен имеет четыре а-спиральных сегмента (1А, 1B, 2А и 2В), которые разделены «линкерными» участками (L1, L12 и L2). На основании первичной структуры считают, что эти линкеры не образуют спиральную конфигурацию. Длина стержнеобразного домена промежуточных филаментов у всех клеток.млекопитающих примерно одинакова (около 350 аминокислот). Молекулярная масса большинства белков промежуточных филаментов находится между 40 и 70 кДа.

На границах стержнеобразного домена промежуточных филаментов находятся консервативные последовательности аминокислот. Последние 12 остатков аминокислот стержнеобразного домена представляют собой спирализованный терминальный мотив, обычно имеющий структуру Glu-Ile-Ala-Thr-Tyr-Arg-(X)-Leu-Leu-Glu-Gly-Glu (где X — любая аминокислота). Эта последовательность является сигнальной и присутствует во всех белках промежуточных филаментов. Самое начало спирализованной последовательности, расположенной на N-конце стержнеобразного домена, более вариабельно по своей структуре.

Белки промежуточных филаментов
Общая структура белков промежуточных филаментов человека, построенная по данным секвенирования.
Все белки промежуточных филаментов имеют центральный стержневой домен и боковые головной и хвостовой домены.
Этот тип общей структуры лучше всего соответствует белкам типов II, III, и VI.
У белков типа I отсутствуют области Н1/Н2, а у белков типа V нет доменов E/V.
Для белков ламины позвоночных и филаментов беспозвоночных показано наличие дополнительных аминокислот, удлинняющих стержневой домен.
Стрелками отмечено положение сайтов фосфорилирования (в молекулах некоторых белков промежуточных филаментов присутствуют дополнительные сайты фосфорилирования),
сайты атаки каспаз и общие сайты модификации ламинарных липидов.

Консервативность структуры этих двух спирализованных пограничных последовательностей позволяет предполагать, что они имеют особое функциональное значение, и существует много экспериментальных данных в пользу того, что они могут являться местами связи при взаимодействии белковых субъединиц в процессе сборки филаментов. Мутации в этих доменах характеризуются разрушительным действием и вызывают развитие тяжелых патологий. К числу двух других характерных особенностей последовательности стержнеобразного домена относится нерегулярность цепи 2В, получившей название «запинание» (S на рисунке ниже), и вставки кластеров аминокислот, несущих положительный и отрицательный заряд. Эти кластеры расположены вдоль поверхности а-спирали, повторяясь через каждые 9,5 остатков. Они участвуют в латеральных взаимодействиях доменов стержнеобразной структуры при сборке филаментов.

По сравнению со стержнеобразными доменами, структура N-концевого головного и С-концевого хвостового доменов гораздо более вариабельна. Это относится и к длине, и к первичной структуре. Обычно в каждом из концевых доменов различают три различных субдомена: крайний, концевой домен (Е1 или Е2), вариабельная область, содержащая повторы, богатые глицином и серином (VI в головной части и V2 в хвостовой), и гипервариабельная область (Н1 или Н2). У многих белков промежуточных филаментов концевые домены содержат сайты фосфорилирования, участвующие в сборке и разборке самих филаментов.

Третичная структура головных и хвостовых доменов известна не полностью, однако их конфигурация, вероятно, меняется по мере сборки молекулы белка. Головной домен необходим для сборки филаментов, однако роль хвостового домена представляется менее ясной, поскольку некоторые белки промежуточных филаментов его не содержат.

Шесть групп семейства промежуточных филаментов обозначаются как I-VI группы гомологичных последовательностей. Такое разделение основано на сходстве ДНК, аминокислотной последовательности и структуре гена. Первыми белками промежуточных филаментов, для которых была установлена первичная структура, были кератины волос («тип I») и шерсти («тип II»). Белки I и II типа перечислены на рисунках ниже.

Степень гомологии между генами белков одной и той же группы составляет около 60%, однако в некоторых случаях она может быть свыше 95%. Между генами разных групп гомология снижается до 20%. Степень гомологии между стержнеобразными доменами обыкновенно выше для белков, относящихся к одной и той же группе. Особенно это проявляется для последовательностей, расположенных на границе спирализованных участков. Головные и хвостовые домены обнаруживают большую вариабельность, и часто отмечается большее сходство между белками филаментов, с одинаковым характером экспрессии, чем между белками, принадлежащими к одной и той же гомологичной группе. Строение концевых доменов также может быть совершенно различно: кератины типа I имеют короткие домены Н1 и Н2, или вовсе не имеют их. В то же время белки типа IV не обладают субдоменами E1/V1 и E2/V2.

Перечисленные гомологичные группы белков хорошо совпадают с четко выраженным тканеспецифическихм характером экспрессии белков промежуточных филаментов и с их эволюционной историей. Белки, относящиеся к группе I и группе II, представляют собой кератины, которые экспрессируются в эпителии и на долю которых приходится 54 из 70 генов белков промежуточных филаментов человека. Белки III группы включают четыре родственных белка, каждый из которых специфичен для определенного типа клеток.

В IV группе находится семь белков нейрофиламентов, а в V широко распространенные белки ядерной ламины, гены которых с эволюционной точки зрения относятся к самой древней группе генов белков промежуточных филаментов. К VI группе относятся два различных белка филаментов глазного хрусталика, которые не могут быть отнесены к другим группам.

Между отдельными белками каждой группы проявляется тканевая специфичность. Также некоторые белки промежуточных филаментов экспрессируются при воспалительных и раневых процессах. По-видимому, промежуточные филаменты представляют на сегодняшний день наиболее надежные маркеры дифференцировки клеток и тканей. Для оценки степени дифференцировки, которая необходима для исследований по биологии клетки и различных патологических состояний, широко используются антитела к белкам промежуточных филаментов. Исследование тканеспецифической экспрессии белков промежуточных филаментов позволяет проследить их участие в процессах развития и дифференцировки. Обычно характер экспрессии сохраняется даже в случае метастазирующих опухолей.

Процесс аномальной дифференцировки, который часто может быть обнаружен по характеру экспрессии белков промежуточных филаментов, служит ранним показателем протекания в организме серьезных патоологических процессов. Характерной особенностью белков промежуточных филаментов является их тканевая специфичность, которая в большей степени, чем все другие их свойства, способствовала исследованиям этих основных структурных белков. Эти исследования проводились до момента установления их связи с развитием различных заболеваний.

Гены белков промежуточных филаментов
По степени гомологии гены белков промежуточных филаментов можно разделить на шесть групп.
Гены, относящиеся к группам I и II, составляют большинство генов белков промежуточных филаментов (показано в процентах).
Белки кератины промежуточных филаментов
Белки промежуточных филаментов человека, относящиеся к гомологичной группе типа I (кератины типа I).
Белки сгруппированы в простые кератины (клетки простого эпителия), барьерные кератины (характерные для многослойного чешуйчатого эпителия и эпителия сложной структуры)
и в два типа структурных кератинов, связанных с эпидермальными элементами
Белки кератины промежуточных филаментов
Белки промежуточных филаментов человека, относящиеся к гомологичной группе типа II (кератины типа II).
Белки сгруппированы в простые кератины (клетки простого эпителия),
барьерные кератины (характерные для многослойного ороговевающего эпителия и эпителия сложной структуры)
и в два типа структурных кератинов, связанных с эпидермальным элементами.

- Читать далее "Кератины промежуточных филаментов"


Оглавление темы "Промежуточные филаменты":
  1. Строение и функции промежуточных филаментов
  2. Белки промежуточных филаментов
  3. Кератины промежуточных филаментов
  4. Последствия мутации генов кератинов
  5. Белки III и IV типов промежуточных филаментов
  6. Строение и функции ламинов
  7. Промежуточные филаменты хрусталика
  8. Механизм сборки промежуточных филаментов
  9. Модификации промежуточных филаментов после трансляции
  10. Значение белков связанных с промежуточными филаментами
Загрузка...

   
MedUniver.com
ICQ:493-344-927
E-mail: reklama@meduniver.com
   

Пользователи интересуются:

Будем рады вашим вопросам и отзывам:

Поиск по сайту: