Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
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]

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 ]

  1. ^ a b c GRCh38: Ensembl, выпуск 89: ENSG00000198947 - Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ a b c GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000045103 - Ensembl , май 2017 г.
  3. ^ "Human PubMed Reference:" . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  4. ^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  5. ^ 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 . 
  6. ^ NCBI Sequence Viewer v2.0
  7. Strachan T и Read AP, 1999. Молекулярная генетика человека, BIOS Scientific, Нью-Йорк, США.
  8. ^ NCBI Sequence Viewer v2.0
  9. ^ 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 .  
  10. ^ 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 . 
  11. ^ 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
  12. 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 . 
  13. ^ Monaco AP, Neve RL, Коллетти-Feener C, Bertelson CJ, Курнит DM, Kunkel LM (1986). «Выделение кандидатных кДНК для частей гена мышечной дистрофии Дюшенна». Природа . 323 (6089): 646–50. Bibcode : 1986Natur.323..646M . DOI : 10.1038 / 323646a0 . PMID 3773991 . 
  14. ^ Burghes АГ, Логан С, Ху Х, Belfall В, Worton Р.Г., Рэй ПН (1987). «Клон кДНК из гена мышечной дистрофии Дюшенна / Беккера». Природа . 328 (6129): 434–7. DOI : 10.1038 / 328434a0 . PMID 3614347 . 
  15. 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 . 
  16. ^ 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 . 
  17. ^ 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 . 
  18. ^ 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 .  
  19. ^ 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 . 
  20. 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 . 
  21. ^ 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 .  
  22. ^ Ahn AH, Kunkel LM (февраль 1995). «Синтрофин связывается с альтернативно сплайсированным экзоном дистрофина» . Журнал клеточной биологии . 128 (3): 363–71. DOI : 10,1083 / jcb.128.3.363 . PMC 2120343 . PMID 7844150 .  
  23. 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)