TITINA : 구조, 기능 및 관련 병리 - 생물학 - 2025

Titin 은 광범위한 골격근 및 심장 근육의 근육 근에서 세 번째로 풍부한 단백질을 구성하는 한 쌍의 거대한 폴리펩티드 사슬을 설명하는 데 사용되는 용어입니다.

Titin은 아미노산 잔기 수와 분자량 측면에서 가장 큰 알려진 단백질 중 하나입니다. 이 단백질은 커 넥틴으로도 알려져 있으며 척추 동물과 무척추 동물 모두에 존재합니다.

Titina 구조 (출처 : Wikimedia Commons를 통한 European Bioinformatics Institute의 Jawahar Swaminathan 및 MSD 직원)

이 이름 (connectin)은 1977 년에 처음으로 기술되었으며 1979 년에는 변성 조건 (도데 실 황산나트륨 사용) 하에서 폴리 아크릴 아미드 겔에서 전기 영동 겔의 상부에있는 이중 밴드로 정의되었습니다. 1989 년에 그 위치는 면역 전자 현미경에 의해 확립되었습니다.

또 다른 큰 단백질 인 네 불린과 함께 티틴은 근육 세포 세포 골격의 탄성 네트워크의 주요 구성 요소 중 하나이며, 근육 세포 내에서 두꺼운 필라멘트 (미오신) 및 얇은 필라멘트 (액틴)와 공존합니다. 근섬유의 세 번째 필라멘트 시스템으로 알려져 있습니다.

두껍고 얇은 필라멘트는 활동력의 생성을 담당하고 타이 틴 필라멘트는 육종의 점탄성을 결정합니다.

근섬유는 근섬유 (근육 섬유)의 반복 단위입니다. 길이는 약 2 µm이며 각 근원 섬유를 정의 된 크기의 줄무늬 조각으로 분할하는 Z 선이라고하는 "플라크"또는 선으로 구분됩니다.

Titin 분자는 매우 길고 유연하며 얇고 확장 가능한 필라멘트 가닥으로 조립됩니다. Titin은 골격근의 탄력을 담당하며 근섬유에서 근섬유의 정확한 조립을 지정하는 분자 스캐 폴드로 기능하는 것으로 믿어집니다.

구조

척추 동물에서 티틴은 약 27,000 개의 아미노산 잔기와 약 3MDa (3,000kDa)의 분자량을 가지고 있습니다. 이것은 T1과 T2로 알려진 두 개의 폴리펩티드 사슬로 구성되어 있으며 유사한 화학적 조성과 유사한 항원 특성을 가지고 있습니다.

무척추 동물의 근육에는 분자량이 0.7 ~ 1.2MDa 인 "미니 티틴"이 있습니다. 이 단백질 그룹에는 Caenorhabditis elegans의 단백질 "twitchin"과 Drosophila 속에있는 단백질 "projectin"이 포함됩니다.

척추 동물 타이 틴은 주로 면역 글로불린과 피브로넥틴 III- 유사 (FNIII- 유사) 도메인으로 나란히 배열 된 모듈 형 단백질입니다. PEVK 도메인으로 알려진 프롤린, 글루탐산, 발린 및 라이신 잔기가 풍부한 탄성 영역과 카복실 말단 끝에 또 다른 세린 키나제 도메인이 있습니다.

각 도메인은 약 100 개의 아미노산 길이이며 클래스 I 티틴 (피브로넥틴 유사 도메인 III) 및 클래스 II 티틴 (면역 글로불린 유사 도메인)으로 알려져 있습니다. 두 도메인 모두 역 평행 β- 시트로 구성된 4nm 길이의 "샌드위치"구조로 접 힙니다.

심장 연결 분자는 132 개의 면역 글로불린 도메인 반복 모티프와 112 개의 피브로넥틴 유사 도메인 III 반복 모티프를 포함합니다.

이들 단백질 (TTN)의 코딩 유전자는 거의 180 개가 내부에 있기 때문에 인트론의 "챔피언"입니다.

서브 유닛의 전 사체, 특히 면역 글로불린 (Ig) 및 PEVK- 유사 도메인의 코딩 영역은 차등 적으로 처리되며, 이는 상이한 확장 성 특성을 갖는 이소 폼을 생성합니다.

풍모

sarcomeres에서 titin의 기능은 다른 구조와의 연관성에 따라 달라집니다. C- 말단은 M 라인에 고정되고 각 titin의 N- 말단은 Z 라인에 고정됩니다.

네 불린과 티틴 단백질은 각각 두껍고 얇은 필라멘트의 길이를 조절하는 "분자 통치자"역할을합니다. 언급했듯이 Titin은 Z 디스크에서 근섬유의 중심에있는 M 라인을 넘어서 확장되고 길이를 조절하여 근육 섬유가 과도하게 늘어나는 것을 방지합니다.

티틴의 접힘과 전개는 근육 수축 과정을 돕고, 즉 근육의 단축 또는 확장을 달성하는 기계적 작업을 생성하는 것으로 나타났습니다. 두껍고 얇은 섬유는 운동의 분자 모터입니다.

Titin은 sarcomere의 중심에있는 두꺼운 필라멘트의 유지에 참여하고 섬유는 sarcomeres의 스트레칭 동안 수동적 인 장력의 생성을 담당합니다.

기타 기능

점탄성 힘 생성에 참여하는 것 외에도 titin은 다음과 같은 다른 기능을 가지고 있습니다.

-다른 sarcomeric 및 non-sarcomeric 단백질과의 연관성을 통해 mechano-chemical 신호 이벤트에 참여

-수축기구의 길이에 따른 활성화

-sarcomeres의 집합

-척추 동물에서 세포 골격의 구조와 기능에 기여.

특정 연구에 따르면 인간 세포와 Drosophila 배아에서 titin은 염색체 단백질로서의 또 다른 기능을 가지고 있습니다. 정제 된 단백질의 탄성 ​​특성은 생체 외에서 조립 된 살아있는 세포와 염색체 모두의 염색체 탄성 특성과 완벽하게 일치합니다.

이 단백질이 염색체 압축에 참여하는 것은이를 암호화하는 유전자의 부위 지정 돌연변이 유발 실험 덕분에 입증되었으며, 이는 근육 및 염색체 결함을 모두 초래합니다.

Lange 등은 2005 년에 titin kinase 도메인이 근육 유전자의 복잡한 발현 시스템과 관련이 있음을 입증했으며, 이는 유전성 근육 질환을 유발하는이 도메인의 돌연변이에 의해 입증되었습니다.

관련 병리

일부 심장 질환은 타이 틴의 탄력성 변화와 관련이 있습니다. 이러한 변경은 심근의 확장 성 및 수동적 이완기 경직성 및 아마도 기계적 감수성에 큰 영향을 미칩니다.

TTN 유전자는 인간 질병과 관련된 주요 유전자 중 하나로 확인되어 최근 몇 년 동안 심장 단백질의 특성과 기능이 광범위하게 연구되었습니다.

확장 성 심근 병증 및 비대성 심근 병증은 또한 TTN 유전자를 포함한 여러 유전자의 돌연변이의 산물입니다.

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