У человека ген DMD расположен на коротком (p) плече X-хромосомы между положениями 21.2 и 21.1.
Дистрофин является палочковидным цитоплазматическим белком и жизненно важная частью белкового комплекса , который соединяет цитосколет из более мышечного волокна к окружающему внеклеточному матриксу через клеточную мембрану . Этот комплекс также известен как костамер или белковый комплекс, связанный с дистрофином (DAPC). Многие белки мышц, такие как & alpha ; dystrobrevin , syncoilin , synemin , саркогликан , Dystroglycan и sarcospan , колокализуются с дистрофиной в costamere.
Ген DMD, кодирующий белок дистрофин, является одним из самых длинных известных генов человека, охватывающим 2,3 мегабаз (0,08% генома человека) в локусе Xp21 . Первичный транскрипт в мышечных мерах около 2,100 т.п.н. и занимает 16 часов транскрибировать; [5] зрелой мРНК МЕРЫ 14,0 т.п.н.. [6] 79- экзонный мышечный транскрипт [7] кодирует белок из 3685 аминокислотных остатков. [8]
Содержание
1 Функция
2 Патология
3 взаимодействия
4 примесь неандертальцев
5 ссылки
6 Дальнейшее чтение
7 Внешние ссылки
Функция [ править ]
Дистрофин - это белок, расположенный между сарколеммой и самым внешним слоем миофиламентов в мышечном волокне ( миофибриллах ). Это когезионный белок, связывающий актиновые филаменты с другими поддерживающими белками, которые находятся на внутренней поверхности плазматической мембраны каждого мышечного волокна (сарколемма). Эти поддерживающие белки на внутренней поверхности сарколеммы, в свою очередь, связываются с двумя другими последовательными белками, всего три связывающих белка. Последний связывающий белок прикрепляется к фиброзному эндомизию.всего мышечного волокна. Дистрофин поддерживает силу мышечных волокон, а отсутствие дистрофина снижает жесткость мышц, увеличивает деформируемость сарколеммы и ставит под угрозу механическую стабильность костамеров и их связи с близлежащими миофибриллами. Это было показано в недавних исследованиях, в которых были измерены биомеханические свойства сарколеммы и ее связи через костамеры с сократительным аппаратом [9], что помогает предотвратить повреждение мышечных волокон. Движение тонких нитей (актин) создает тянущее усилие на внеклеточную соединительную ткань, которая в конечном итоге становится сухожилием мышцы. Белковый комплекс, связанный с дистрофином, также помогает формировать различные сигнальные и канальные белки, вовлекая DAPC в регуляцию сигнальных процессов. [10]
Патология [ править ]
Дефицит дистрофина был окончательно установлен как одна из основных причин общего класса миопатий, вместе именуемых мышечной дистрофией . Делеции одного или нескольких экзонов гена дистрофина DMD вызывают мышечные дистрофии Дюшенна и Беккера. [11] Большой цитозольного белок был впервые идентифицирован в 1987 году Louis M. Kunkel , [12] после того, как параллельные произведения Kunkel и Роберт Г. Worton , чтобы охарактеризовать мутантный ген , который вызывает мышечной дистрофии Дюшенна (DMD). [13] [14]
Нормальная ткань скелетных мышц содержит лишь небольшое количество дистрофина (около 0,002% от общего мышечного белка) [15], но его отсутствие (или аномальная экспрессия) приводит к развитию тяжелой и в настоящее время неизлечимой совокупности симптомов, наиболее легко характеризующихся несколькими отклонениями от нормы. внутриклеточные сигнальные пути, которые в конечном итоге приводят к выраженному некрозу миофибрилл, а также к прогрессирующей мышечной слабости и утомляемости. Большинство пациентов с МДД становятся инвалидами в раннем возрасте, и постепенное развитие гипертрофии сердца - результат тяжелого фиброза миокарда - обычно приводит к преждевременной смерти в первые два или три десятилетия жизни. Варианты ( мутации) в гене DMD, которые приводят к выработке слишком небольшого количества или дефектного, внутренне укороченного, но частично функционального белка дистрофина, приводят к проявлению гораздо более мягкого фенотипа дистрофии у пораженных пациентов, что приводит к заболеванию, известному как мышечная дистрофия Беккера (BMD ). В некоторых случаях фенотип пациента таков, что эксперты могут по-разному решить, следует ли пациенту диагностировать МДД или МПД. Теория, которая в настоящее время наиболее часто используется для прогнозирования того, приведет ли вариант к фенотипу DMD или BMD, - это правило рамки считывания. [16]
Хотя его роль в гладкой мускулатуре дыхательных путей не установлена, недавние исследования показывают, что дистрофин вместе с другими субъединицами гликопротеинового комплекса дистрофина связан с созреванием фенотипа. [17]
Взаимодействия [ править ]
Было показано, что дистрофин взаимодействует с:
DTNA , [18]
SNTA1 , [19] [20] [21] и
SNTB1 . [22]
Неандертальская примесь [ править ]
Вариант гена DMD, который находится на Х-хромосоме , названный B006, по-видимому, представляет собой интрогрессию от спаривания современного человека с неандертальцем . [23]
Ссылки [ править ]
^ a b c GRCh38: Ensembl, выпуск 89: ENSG00000198947 - Ensembl , май 2017 г.
^ a b c GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000045103 - 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 .
^ Теннисон CN, Klamut HJ, Worton RG (февраль 1995). «Гену дистрофина человека требуется 16 часов для транскрипции и котранскрипционного сплайсинга». Генетика природы . 9 (2): 184–90. DOI : 10.1038 / ng0295-184 . PMID 7719347 .
^ NCBI Sequence Viewer v2.0
↑ Strachan T и Read AP, 1999. Молекулярная генетика человека, BIOS Scientific, Нью-Йорк, США.
^ NCBI Sequence Viewer v2.0
^ Гарсия-Пелагио КП, Блох Р.Дж., Ортега А, Гонсалес-Серратос Х (март 2011). «Биомеханика сарколеммы и костамеров в одиночных волокнах скелетных мышц от нормальных мышей и мышей с нулевым дистрофином» . Журнал исследований мышц и подвижности клеток . 31 (5–6): 323–36. DOI : 10.1007 / s10974-011-9238-9 . PMC 4326082 . PMID 21312057 .
^ Константин B (февраль 2014 г.). «Дистрофиновый комплекс функционирует как каркас для сигнальных белков» . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Биомембраны . 1838 (2): 635–42. DOI : 10.1016 / j.bbamem.2013.08.023 . PMID 24021238 .
^ Le Rumeur E. Дистрофин и два родственных генетических заболевания, мышечные дистрофии Дюшена и Беккера. Bosn J of Basic Med Sci. 2015; 15 (3): 14-0. Bosn J of Basic Med Sci. DOI: https://doi.org/10.17305/bjbms.2015.636 PMCID: PMC4594321 PMID: 26295289
↑ Hoffman EP, Brown RH, Kunkel LM (декабрь 1987 г.). «Дистрофин: белковый продукт локуса мышечной дистрофии Дюшенна». Cell . 51 (6): 919–28. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (87) 90579-4 . PMID 3319190 .
↑ Hoffman EP, Brown RH, Kunkel LM (декабрь 1987 г.). «Дистрофин: белковый продукт локуса мышечной дистрофии Дюшенна». Cell . 51 (6): 919–28. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (87) 90579-4 . PMID 3319190 .
^ Aartsma-Rus A, Van Deutekom JC, Fokkema IF, Ван Ommen GJ, Ден Dunnen JT (август 2006). «Записи в базе данных мутаций мышечной дистрофии Дюшенна Лейдена: обзор типов мутаций и парадоксальных случаев, подтверждающих правило рамки считывания». Мышцы и нервы . 34 (2): 135–44. DOI : 10.1002 / mus.20586 . PMID 16770791 .
^ Шарма Р, Т Tran, Stelmack Г.Л., Макнеилл К, Р Gosens, Mutawe М.М., Унрух Н, Gerthoffer WT, Halayko AJ (январь 2008). «Экспрессия комплекса дистрофин-гликопротеин является маркером созревания фенотипа гладких мышц дыхательных путей человека». Американский журнал физиологии. Клеточная и молекулярная физиология легких . 294 (1): L57–68. DOI : 10,1152 / ajplung.00378.2007 . PMID 17993586 .
^ Sadoulet-Puccio HM, Rajala M, Kunkel LM (ноябрь 1997). «Дистробревин и дистрофин: взаимодействие посредством спиральных мотивов» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 94 (23): 12413–8. Bibcode : 1997PNAS ... 9412413S . DOI : 10.1073 / pnas.94.23.12413 . PMC 24974 . PMID 9356463 .
^ Ahn AH, Freener CA, Gussoni E, Yoshida M, Одзава E, Kunkel LM (февраль 1996). «Три гена синтрофина человека экспрессируются в разных тканях, имеют разные хромосомные положения, и каждый связывается с дистрофином и его родственниками» . Журнал биологической химии . 271 (5): 2724–30. DOI : 10.1074 / jbc.271.5.2724 . PMID 8576247 .
Перейти ↑ Yang B, Jung D, Rafael JA, Chamberlain JS, Campbell KP (март 1995). «Идентификация связывания альфа-синтрофина с триплетом синтрофина, дистрофином и утрофином» . Журнал биологической химии . 270 (10): 4975–8. DOI : 10.1074 / jbc.270.10.4975 . PMID 7890602 .
^ Gee SH, Madhavan R, Levinson SR, Caldwell JH, Sealock R, Froehner SC (январь 1998). «Взаимодействие мышечных и мозговых натриевых каналов с множеством членов семейства синтрофиновых белков, ассоциированных с дистрофином» . Журнал неврологии . 18 (1): 128–37. DOI : 10.1523 / jneurosci.18-01-00128.1998 . PMC 6793384 . PMID 9412493 .
↑ Хан Р (25 января 2011 г.). «Неандертальская примесь, пересмотр результатов после потрясенных приоры» . Откройте для себя журнал . Проверено 27 марта 2013 года .
Дальнейшее чтение [ править ]
Робертс Р.Г., Гарднер Р.Дж., Бобров М. (1994). «В поисках 1 из 2 400 000: обзор точечных мутаций гена дистрофина». Мутация человека . 4 (1): 1–11. DOI : 10.1002 / humu.1380040102 . PMID 7951253 .
Тинсли Дж. М., Блейк Д. Д., Зуэллиг Р. А., Дэвис К. Э. (август 1994 г.). «Возрастающая сложность белкового комплекса, ассоциированного с дистрофином» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 91 (18): 8307–13. Bibcode : 1994PNAS ... 91.8307T . DOI : 10.1073 / pnas.91.18.8307 . PMC 44595 . PMID 8078878 .
Блейк DJ, Weir A, Newey SE, Davies KE (апрель 2002 г.). «Функция и генетика дистрофина и связанных с дистрофином белков в мышцах» . Физиологические обзоры . 82 (2): 291–329. DOI : 10.1152 / Physrev.00028.2001 . PMID 11917091 .
Репер К., Грегори С.Л., Браун Н.Х. (ноябрь 2002 г.). «Спектраплакины: цитоскелетные гиганты с характеристиками как спектриновых, так и плакиновых семейств» . Журнал клеточной науки . 115 (Pt 22): 4215–25. DOI : 10,1242 / jcs.00157 . PMID 12376554 .
Мунтони Ф, Торелли С, Ферлини А (декабрь 2003 г.). «Дистрофин и мутации: один ген, несколько белков, несколько фенотипов». Ланцет. Неврология . 2 (12): 731–40. DOI : 10.1016 / S1474-4422 (03) 00585-4 . PMID 14636778 .
Haenggi T, Fritschy JM (июль 2006 г.). «Роль дистрофина и утрофина в сборке и функции гликопротеинового комплекса дистрофина в немышечной ткани» (PDF) . Клеточные и молекулярные науки о жизни . 63 (14): 1614–31. DOI : 10.1007 / s00018-005-5461-0 . PMID 16710609 .
Внешние ссылки [ править ]
GeneReviews / NCBI / NIH / UW запись о дистрофинопатиях
Дистрофин в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
База данных мутаций LOVD : DMD , DMD (изменения всего экзона)
vтеPDB галерея
1dxx : N-КОНЕЧНЫЙ АКТИН-СВЯЗЫВАЮЩИЙ ДОМЕН ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ДИСТРОФИНА
1eg3 : СТРУКТУРА ДОМЕННОГО ФРАГМЕНТА ДИСТРОФИНА WW В КОМПЛЕКСЕ С БЕТА-ДИСТРОГЛИКАНОВЫМ ПЕПТИДОМ
1eg4 : СТРУКТУРА ДОМЕННОГО ФРАГМЕНТА ДИСТРОФИНА WW В КОМПЛЕКСЕ С БЕТА-ДИСТРОГЛИКАНОВЫМ ПЕПТИДОМ
vтеБелок : белки клеточной мембраны (кроме рецепторов клеточной поверхности , ферментов и цитоскелета )
Аррестин
SAG
ARRB1
ARRB2
ARR3
Межмембранный 4А
MS4A1
MS4A2
MS4A3
MS4A4A
MS4A4E
MS4A5
MS4A6A
MS4A6E
MS4A7
MS4A8B
MS4A9
MS4A10
MS4A12
MS4A13
MS4A14
MS4A15
MS4A18
Миелин
Основной белок миелина
PMP2
Миелиновый протеолипидный белок
PLP1
Гликопротеин миелиновых олигодендроцитов
Миелин-ассоциированный гликопротеин
Миелиновый протеин ноль
Легочный сурфактант
Легочный сурфактант-ассоциированный белок B
Легочный сурфактант-ассоциированный протеин C
Тетраспанин
ЦПАН1
ЦПАН2
TSPAN3
TSPAN4
ЦПАН5
ЦПАН6
TSPAN7
TSPAN8
TSPAN9
ЦПАН10
TSPAN11
ЦПАН12
TSPAN13
TSPAN14
TSPAN15
TSPAN16
TSPAN17
ЦПАН18
TSPAN19
TSPAN20
TSPAN21
TSPAN22
TSPAN23
TSPAN24
ЦПАН25
TSPAN26
TSPAN27
TSPAN28
TSPAN29
TSPAN30
TSPAN31
TSPAN32
TSPAN33
TSPAN34
Другое / разгруппировано
Калнексин
Белок, связанный с рецептором ЛПНП, связанный с белком
Нейрофибромин 2
Пресенилин
PSEN1
PSEN2
HFE
Белки-переносчики фосфолипидов
Дисферлин
STRC
OTOF
см. также другие нарушения белков клеточной мембраны