Десмин является белком , который в организме человека кодируется DES гена . [5] [6] Десмин является специфическим для мышц промежуточным филаментом типа III [7], который объединяет сарколемму , Z-диск и ядерную мембрану в саркомерах и регулирует архитектуру саркомера. [8] [9]
Содержание
1 Структура
2 Функция
3 Клиническое значение
4 ссылки
5 Внешние ссылки
Структура [ править ]
Десмин представляет собой белок массой 53,5 кДа, состоящий из 470 аминокислот. [10] [11] Существует три основных домена белка десмина: консервативный стержень альфа-спирали , вариабельная не альфа-спиральная головка и карбоксиконцевой хвост. [12] Десмин, как и все промежуточные волокна , 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 волокон в сердечной мышце , скелетных мышцах и гладкомышечных тканях. [13] В сердечной мышце десмин присутствует в Z-образных и вставочных дисках . Было показано, что десмин взаимодействует с десмоплакином [14] и αB-кристаллином . [15]
Функция [ править ]
Десмин был впервые описан в 1976 году [16] первая очищенная в 1977, [17] ген был клонирован в 1989 году, [6] и первый нокаут - мыши была создана в 1996 году [18] Функция десмина была выведена путем проведения исследований в нокаут-мышах. Десмин является одним из самых ранних белковых маркеров мышечной ткани в эмбриогенезе, поскольку он обнаруживается в сомитах . [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 более высоких количествах во время эмбриогенеза, в то время как десмин присутствует в более высоких количествах после дифференцировки. Это говорит о том, что между ними может быть какое-то взаимодействие в определении дифференцировки мышечных клеток. Однако мыши с нокаутом десмина развиваются нормально и лишь в более позднем возрасте испытывают дефекты. [13] Так как десмин экспрессируется на низком уровне во время дифференцировки, другой белок может быть способен компенсировать функцию десмина на ранней стадии 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, развилась гипертрофическая кардиомиопатия и дилатация камеры в сочетании с систолической дисфункцией. [21] В мышцах взрослого человека десмин образует каркас вокруг Z-диска саркомера и соединяет Z-диск с субарколеммальным цитоскелетом. [22]Он связывает миофибриллы латерально, соединяя Z-диски. [12] Через свою связь с саркомером десмин соединяет сократительный аппарат с ядром клетки , митохондриями и постсинаптическими областями моторных замыкательных 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 соединять саркомер с внеклеточным матриксом (ЕСМ) через десмосомы, которые могут иметь важное значение в передаче сигналов между ЕСМ и саркомером, которые могут регулировать сокращение и движение мышц. [23] Наконец, десмин может играть важную роль в функции митохондрий . 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 [ править ]
Миофибриллярная миопатия, связанная с десмином (DRM или десминопатия), является подгруппой заболеваний миофибриллярной миопатии и является результатом мутации в гене, который кодирует десмин, который не позволяет ему формировать белковые нити и, скорее, образует агрегаты десмина и других белков. по всей камере. [8] [12] Desmin ( DES ) мутации были связаны с рестриктивными, [27] дилатационными, [28] [29] идиопатическими, [30] [31] аритмогенными [32] [33] [34] [35] и кардимиопатия без уплотнения. [36] [37] Некоторые из этих DESмутации вызывают скопление десмина в цитоплазме . [38] [39] Мутация p.A120D была обнаружена в семье, у нескольких членов которой произошла внезапная сердечная смерть. [40] Кроме того, мутации DES часто вызывают заболевания сердечной проводимости. [41]
Была проведена оценка роли десмина в оценке глубины инвазии уротелиальной карциномы в образцах TURBT . [42]
Ссылки [ править ]
^ a b c GRCh38: Ensembl, выпуск 89: ENSG00000175084 - Ensembl , май 2017 г.
^ a b c GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000026208 - Ensembl , май 2017 г.
^ "Human PubMed Reference:" . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
^ Муньос-Мармол AM, Штрассер G, Исамат M, Куломб PA, Ян Y, Рока X, Vela E, Mate JL, Coll J, Fernández-Figueras MT, Navas-Palacios JJ, Ariza A, Fuchs E (сентябрь 1998 г.). «Дисфункциональная мутация десмина у пациента с тяжелой генерализованной миопатией» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 95 (19): 11312–7. Bibcode : 1998PNAS ... 9511312M . DOI : 10.1073 / pnas.95.19.11312 . PMC 21639 . PMID 9736733 .
↑ a b Li ZL, Lilienbaum A, Butler-Browne G, Paulin D (май 1989 г.). «Человеческий ген, кодирующий десмин: полная нуклеотидная последовательность, характеристика и регуляция экспрессии во время миогенеза и развития». Джин . 78 (2): 243–54. DOI : 10.1016 / 0378-1119 (89) 90227-8 . PMID 2673923 .
^ Человеческого белка Атлас . Proteinatlas.org. Проверено 29 июля 2013.
^ a b Бродель А., Гертнер-Роммель А., Милтинг Н. (август 2018 г.). «Молекулярное понимание кардиомиопатий, связанных с мутациями десмина (DES)» . Биофизические обзоры . 10 (4): 983–1006. DOI : 10.1007 / s12551-018-0429-0 . PMC 6082305 . PMID 29926427 .
^ Sequeira В, Nijenkamp Л.Л., Риган JA, ван дер Фельден J (февраль 2014). «Физиологическая роль сердечного цитоскелета и его изменений при сердечной недостаточности» . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Биомембраны . 1838 (2): 700–22. DOI : 10.1016 / j.bbamem.2013.07.011 . PMID 23860255 .
^ "Масс-спектрометрическая характеристика человеческого DES в COPaKB" . Архивировано из оригинала на 2015-09-24 . Проверено 19 марта 2015 .
^ 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 Дж., Дуан Х., Улен М., Йейтс Дж. Р., Апвейлер Р., Ге Дж., Хермякоб Х., Пинг П. (октябрь 2013 г.). «Интеграция биологии кардиального протеома и медицины с помощью специализированной базы знаний» . Циркуляционные исследования . 113 (9): 1043–53. DOI : 10,1161 / CIRCRESAHA.113.301151 . PMC 4076475 . PMID 23965338 .
^ a b c d e f g h i 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. DOI : 10.1016 / j.jsb.2004.04.003 . PMID 15477095 .
^ a b Li Z, Mericskay M, Agbulut O, Butler-Browne G, Carlsson L, Thornell LE, Babinet C, Paulin D (октябрь 1997 г.). «Десмин необходим для прочности на разрыв и целостности миофибрилл, но не для миогенного взаимодействия, дифференциации и слияния скелетных мышц» . Журнал клеточной биологии . 139 (1): 129–44. DOI : 10,1083 / jcb.139.1.129 . PMC 2139820 . PMID 9314534 .
^ Мэн JJ, Bornslaeger Е.А., Зеленый KJ, Steinert PM, Ip W (август 1997). «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. DOI : 10.1074 / jbc.272.34.21495 . PMID 9261168 .
^ Bennardini F, Wrzosek A, Chiesi M (август 1992). «Альфа-B-кристаллин в сердечной ткани. Связь с актиновыми и десминовыми филаментами» . Циркуляционные исследования . 71 (2): 288–94. DOI : 10.1161 / 01.res.71.2.288 . PMID 1628387 .
^ Lazarides E Хаббард BD (декабрь 1976). «Иммунологическая характеристика субъединицы волокон 100 А из мышечных клеток» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 73 (12): 4344–8. DOI : 10.1073 / pnas.73.12.4344 . PMC 431448 . PMID 1069986 .
^ Izant JG, Lazarides E (апрель 1977). «Инвариантность и неоднородность основных структурных и регуляторных белков мышечных клеток цыплят, выявленных с помощью двумерного гель-электрофореза» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 74 (4): 1450–4. Bibcode : 1977PNAS ... 74.1450I . DOI : 10.1073 / pnas.74.4.1450 . PMC 430794 . PMID 266185 .
^ Costa ML, Escaleira R, Каталдо A, F Oliveira, Mermelstein CS (декабрь 2004). «Десмин: молекулярные взаимодействия и предполагаемые функции белка промежуточных филаментов мышц» . Бразильский журнал медицинских и биологических исследований . 37 (12): 1819–30. DOI : 10.1590 / S0100-879X2004001200007 . PMID 15558188 .
^ Stoeckert С (1997-03-16). «Дистрофин» . Каталог нормативных элементов . Пенсильванский университет. Архивировано из оригинала на 2007-06-08 . Проверено 28 июня 2010 .
^ Милнер DJ, Weitzer G, Tran D, Брэдли A, Capetanaki Y (сентябрь 1996). «Нарушение архитектуры мышц и дегенерация миокарда у мышей, лишенных десмина» . Журнал клеточной биологии . 134 (5): 1255–70. DOI : 10,1083 / jcb.134.5.1255 . PMC 2120972 . PMID 8794866 .
^ Милнер DJ, Taffet GE, Ван X, Фам T, Тамура T, Хартли C, Gerdes AM, Capetanaki Y (ноябрь 1999). «Отсутствие десмина приводит к гипертрофии кардиомиоцитов и расширению сердца с нарушением систолической функции». Журнал молекулярной и клеточной кардиологии . 31 (11): 2063–76. DOI : 10,1006 / jmcc.1999.1037 . PMID 10591032 .
^ a b Paulin D, Li Z (ноябрь 2004 г.). «Десмин: основной белок промежуточных филаментов, необходимый для структурной целостности и функции мышц». Экспериментальные исследования клеток . 301 (1): 1–7. DOI : 10.1016 / j.yexcr.2004.08.004 . PMID 15501438 .
^ a b Шах С.Б., Дэвис Дж., Вайследер Н., Коставассили 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 . DOI : 10.1016 / S0006-3495 (04) 74349-0 . PMC 1304166 . PMID 15111414 .
^ Heling А, Циммерман R, S Костин, Maeno Y, S Хайн, Дево В, Е Бауэр, Klövekorn РГ, Schlepper М, Шапер Вт, Шапер J (апрель 2000 г.). «Повышенная экспрессия цитоскелета, белков сцепления и внеклеточных белков в миокарде человека» . Циркуляционные исследования . 86 (8): 846–53. DOI : 10.1161 / 01.res.86.8.846 . PMID 10785506 .
^ Милнер ди - джей, Mavroidis М, Weisleder Н, Capetanaki Y (2000). «Цитоскелет Desmin связан с распределением митохондрий в мышцах и функцией дыхания» . Журнал клеточной биологии . 150 (6): 1283–1298. CiteSeerX 10.1.1.273.9903 . DOI : 10,1083 / jcb.150.6.1283 . PMC 2150713 . PMID 10995435 .
^ Brodehl A, Pour Hakimi SA, Stanasiuk C, Ratnavadivel S, Hendig D, Gaertner A, Gerull B, Gummert J, Paluszkiewicz L, Milting H (ноябрь 2019). «Рестриктивная кардиомиопатия вызвана новой гомозиготной мутацией десмина (DES) p.Y122H, ведущей к серьезному дефекту сборки нити» . Гены (Базель) . 10 (11): 918. DOI : 10,3390 / genes10110918 . PMC 6896098 . PMID 31718026 .
^ Фишер, Бьёрн; Диттманн, Свен; Бродель, Андреас; Унгер, Андреас; Столлмейер, Биргит; Пол, Матиас; Сибом, Гвискар; Кайзер, Энн; Пейшард, Стефан; Linke, Wolfgang A .; Милтинг, Хендрик (декабрь 2020 г.). «Функциональная характеристика новых патогенных вариантов десмина альфа-спирального стержневого домена (DES), связанных с дилатационной кардиомиопатией, атриовентрикулярной блокадой и риском внезапной сердечной смерти» . Международный журнал кардиологии : S0167527320342984. DOI : 10.1016 / j.ijcard.2020.12.050 .
^ Brodehl А, Dieding М, Biere Н, Унгер А, Klauke В, Walhorn В, Gummert Дж, Шульца U, Линке WA, Gerull В, Vorgert М, Anselmetti Д, Milting Н (февраль 2016). «Функциональная характеристика новой мутации DES p.L136P, связанной с дилатационной кардиомиопатией, выявляет доминирующий дефект сборки филаментов». Журнал молекулярной и клеточной кардиологии . 91 : 207–14. DOI : 10.1016 / j.yjmcc.2015.12.015 . PMID 26724190 .
^ Li D, Tapscoft T, Gonzalez O, Burch PE, Quiñones MA, Zoghbi WA , Hill R, Bachinski LL, Mann DL, Roberts R (август 1999). «Мутация десмина, ответственная за идиопатическую дилатационную кардиомиопатию» . Тираж . 100 (5): 461–4. DOI : 10.1161 / 01.cir.100.5.461 . PMID 10430757 .
^ Гольдфарб LG, Парк KY, Cervenáková L, S Горохова, Lee HS, Васконселос O, Нэйгл JW, Semino-Mora C, Sivakumar K, Dalakas MC (август 1998). «Миссенс-мутации десмина, связанные с семейной сердечной и скелетной миопатией». Генетика природы . 19 (4): 402–3. DOI : 10,1038 / 1300 . PMID 9697706 . S2CID 23313873 .
^ Протонотариос, Александрос; Бродель, Андреас; Асимаки, Ангелики; Ягер, Джоанна; Куинн, Элли; Станасюк, Кэролайн; Ратнавадивель, Сандра; Футема, Марта; Ахтар, Мохаммед М .; Gossios, Thomas D .; Ашворт, Майкл (декабрь 2020 г.). «Новый вариант десмина p.Leu115Ile связан с уникальной формой бивентрикулярной аритмогенной кардиомиопатии» . Канадский кардиологический журнал : S0828282X20311363. DOI : 10.1016 / j.cjca.2020.11.017 .
^ Бермудес-Хименес FJ, Carriel В, Brodehl А, Аламинос М, Кампос А, Ширмеру я, Milting Н, Абриль bÃ, Альварес М, Лопес-Фернандес S, Гарсиа-Джустиниани D, Монсеррат л, Tercedor л, Хименес-Jáimez J (Апрель 2018). «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. DOI : 10.1161 / CIRCULATIONAHA.117.028719 . PMID 29212896 . S2CID 4715358 .
^ Клауке Б, Коссманн S, Гертнер А, Бренд K, Аист I, Бродель А, Умирающий М, Валхорн V, Ансельметти Д, Гердес Д, Бомс Б, Шульц У, Зу Книфаузен Э, Воргерд М, Гаммерт Дж, Милтинг Х ( Декабрь 2010 г.). «De novo desmin-мутация N116S связана с аритмогенной кардиомиопатией правого желудочка» . Молекулярная генетика человека . 19 (23): 4595–607. DOI : 10,1093 / HMG / ddq387 . PMID 20829228 .
^ Lorenzon A, Beffagna G, Bauce B, De Bortoli M, Li Mura IE, Calore M, Dazzo E, Basso C, Нава A, Тиене G, Rampazzo A (февраль 2013). «Мутации десмина и аритмогенная кардиомиопатия правого желудочка» . Американский журнал кардиологии . 111 (3): 400–5. DOI : 10.1016 / j.amjcard.2012.10.017 . PMC 3554957 . PMID 23168288 .
↑ Куликова, Ольга; Бродель, Андреас; Киселева, Анна; Мясников, Роман; Мешков Алексей; Станасюк, Кэролайн; Гертнер, Анна; Дивашук Михаил; Сотникова Евгения; Корецкий, Сергей; Харлап, Мария (19.01.2021). «Мутация Desmin (DES) p.A337P связана с левожелудочковой кардиомиопатией без уплотнения» . Гены . 12 (1): 121. DOI : 10,3390 / genes12010121 . ISSN 2073-4425 .
^ 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., Бойцкина О.М. С.А., Мильтинг 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». Мутация человека . 40 (6): 734–741. DOI : 10.1002 / humu.23747 . PMID 30908796 . S2CID 85515283 .
^ Brodehl А, Hedde П.Н., Dieding М, Фатима А, Walhorn В, С Гайда, Шарича Т, Klauke В, Gummert Дж, Anselmetti Д, Heilemann М, Nienhaus GU, Milting Н (май 2012). «Двухцветная фотоактивационная локализационная микроскопия мутантов десмина, связанных с кардиомиопатией» . Журнал биологической химии . 287 (19): 16047–57. DOI : 10.1074 / jbc.M111.313841 . PMC 3346104 . PMID 22403400 .
^ Brodehl А, Эббингауз Н, Гэртнер-Роммель А, Stanasiuk С, Klauke В, Milting Н (сентябрь 2018). «Функциональный анализ DES-p.L398P и RBM20-p.R636C». Генетика в медицине . 21 (5): 1246–1247. DOI : 10.1038 / s41436-018-0291-2 . PMID 30262925 . S2CID 52877855 .
^ 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 Дж., 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» . Тираж: сердечно-сосудистая генетика . 6 (6): 615–23. DOI : 10,1161 / CIRCGENETICS.113.000103 . PMID 24200904 .
^ Ширмеру я, Dieding М, Klauke В, Brodehl А, Гэртнер-Роммель А, Walhorn В, Gummert Дж, Шульца U, Paluszkiewicz л, Anselmetti Д, Milting Н (март 2018). «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. DOI : 10.1002 / mgg3.358 . PMC 5902401 . PMID 29274115 .
Перейти ↑ Saha K, Saha A, Datta C, Chatterjee U, Ray S, Bera M (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. DOI : 10,4103 / 2278-0513.142634 .
Внешние ссылки [ править ]
GeneReviews / NIH / NCBI / UW запись о миофибриллярной миопатии
Десмин из Национальной медицинской библиотеки США по предметным заголовкам по медицинским предметам (MeSH)
