Struttura, funzioni e patologie correlate

Titina È il termine usato per descrivere un paio di gigantesche catene polipeptidiche che costituiscono la terza proteina più abbondante nei sarcomeri di una vasta gamma di muscoli scheletrici e cardiaci.

La titina è una delle più grandi proteine ​​conosciute in termini di numero di rifiuti di aminoacidi e, quindi, in termini di peso molecolare. Questa proteina è anche conosciuta come Connessione ed è presente sia nei vertebrati che negli invertebrati.

Struttura in titina (fonte: Jawahar Swaminathan e personale MSD presso l'European Bioinformatics Institute [Public Domain] tramite Wikimedia Commons)

È stato descritto con questo nome (Connectin) per la prima volta nel 1977 e nel 1979 è stata definita come la doppia banda nella parte superiore di un gel di elettroforesi in gel di poliacrilammide in condizioni di denaturazione (con solfato di dodecil sodio). Nel 1989 è stata istituita la sua posizione mediante microscopia immunoelettronica.

Insieme a un'altra grande proteina, la nebulina, la titina è uno dei componenti principali della struttura elastica del citoscheletro delle cellule muscolari che coesiste con filamenti spessi (miosina) e filamenti sottili (actina) all'interno dei sarcomeri; Tanto che è noto come il terzo sistema di filamento delle fibre muscolari.

I filamenti spessi e sottili sono responsabili della generazione di forza attiva, mentre i filamenti di titina determinano la viscoelasticità dei sarcomeri.

Un sarcomer è l'unità ripetitiva delle miofibrille (fibre muscolari). È lungo circa 2μm ed è delimitato da "piastre" o linee chiamate linee z, che segmentano ogni miofibrilla in frammenti striati di dimensioni definite.

Le molecole di titina sono assemblate in fili filamentosi estremamente lunghi, flessibili, sottili ed estensibili. La titine è responsabile dell'elasticità del muscolo striato e si ritiene che funzioni come un'impalcatura molecolare che specifica l'assemblaggio corretto di sarcomeri nelle miofibrille.

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Struttura

Nei vertebrati, la titina ha circa 27.000 rifiuti di aminoacidi e un peso molecolare circa 3 MDA (3.000 kDa). È composto da due catene polipeptidiche note come T1 e T2, che hanno composizioni chimiche simili e proprietà antigeniche simili.

Nel muscolo invertebrato sono i "Mini-titine"Tra 0.7 e 1.2MDA Peso molecolare. In questo gruppo di proteine ​​la proteina è inclusa "Twitchina" Di Caenorhabditis elegans e la proteina "ProjectIn" Trovato nel genere Drosophila.

La titina vertebrata è una proteina modulare composta principalmente dai domini di immunoglobulina e fibronectina III (FNIII (FNIII-Come) disposto in batch. Ha una regione elastica ricca di prolina, acido glutammico, valina e lisina noto come dominio PEVK e un altro dominio di serina all'estremità carbossile terminale finale.

Ognuno dei domini ha una lunghezza di circa 100 aminoacidi e sono conosciuti come Titine di classe I (Fibronectina III) e Titine Classe II (il dominio di tipo immunoglobulina). Entrambi i domini sono piegati in strutture "sandwich" di lunghezza di 4 nm composte da fogli di antiparalle β.

La molecola di connessione cardiaca contiene 132 motivi ripetuti del dominio dell'immunoglobulina e 112 motivi ripetuti del dominio di fibronectina III.

Il gene codificante per queste proteine ​​(Ttn) è il "campione" degli introni poiché ne ha quasi 180.

Le trascrizioni delle subunità sono elaborate in modo differenziato, in particolare le regioni codificanti delle immunoglobuline (Ig) e dei domini PEVK, che danno origine a isoforme con diverse proprietà estensibili.

Funzioni

La funzione della titina nei sarcomeri dipende dalla sua associazione con diverse strutture: la sua estremità C-terminale è ancorata alla linea M, mentre l'estremità N-terminale di ciascuna titine è ancorata alla linea Z Z.

Le proteine ​​della nebulina e della titina fungono da "regole molecolari" che regolano la lunghezza dei filamenti spessi e sottili, rispettivamente. La titina, come menzionato.

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È stato dimostrato che la piegatura e lo sviluppo della titina frequentano il processo di contrazione muscolare, ovvero genera il lavoro meccanico che raggiunge l'accorciamento o l'estensione dei sarcomeri; mentre le fibre spesse e sottili sono i motori molecolari del movimento.

La titina partecipa alla manutenzione dei filamenti spessi al centro del sarcomero e le loro fibre sono responsabili della generazione di tensione passiva durante lo stretching dei sarcomeri.

Altre funzioni

Oltre alla sua partecipazione alla generazione di forza viscoelastica, Titina ha altre funzioni, tra cui:

-Partecipazione agli eventi di segnalazione chimica meccanica attraverso la loro associazione con altre proteine ​​SAR-trrocic e non saricali

-Attivazione a lungo dipendente dell'apparato contrattile

-Assemblea di Sarcomeres

-Contributo nella struttura e nella funzione del citoscheletro nei vertebrati, tra gli altri.

Alcuni studi hanno dimostrato che nelle cellule umane e nelle embrioni di Drosophila, La titina ha un'altra funzione come proteina cromosomica. Le proprietà elastiche della proteina purificata corrispondono perfettamente alle proprietà elastiche sia delle cellule viventi che dei cromosomi di assemblaggio In vitro.

La partecipazione di questa proteina nella compattazione dei cromosomi è stata dimostrata grazie agli esperimenti del sito diretto dalla mutagenesi del gene che la codifica, il che si traduce in difetti muscolari e cromosomici.

Lange e collaboratori nel 2005, hanno mostrato che il dominio chinasi della titina ha a che fare con il complesso sistema di espressione dei geni muscolari, un fatto dimostrato dalla mutazione di questo dominio che provoca malattie muscolari ereditarie.

Patologie correlate

Alcune malattie cardiache hanno a che fare con alterazioni nell'elasticità della titina. Tali alterazioni influiscono notevolmente sull'estensibilità e la rigidità diastolica passiva del miocardio e, presumibilmente, la digitazione da digitare.

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Il gen Ttn È stato identificato come uno dei principali geni coinvolti nelle malattie umane, quindi le proprietà e le funzioni della proteina cardiaca sono state molto studiate negli ultimi anni.

La cardiomiopatia dilatata e la cardiomiopatia ipertrofica sono anche il prodotto della mutazione di diversi geni, incluso il gene Ttn.

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