스펙트린

Spectrin
스펙트린 및 기타 세포골격 분자의 개략도
공초점 현미경법과 면역 형광을 통해 알 수 있듯이 조직 배양에서 랫드 뉴런의 혈장막 아래 녹색에서 α-II 스펙트린의 국재화.세포의 핵은 DNA 염료 DAPI에 의해 파란색으로 드러난다.

스펙트린은 진핵세포에서 혈장막의 세포내측에 선을 이루는 세포골격 단백질이다.스펙트린은 오각형 또는 육각형 배치를 형성하여 발판을 형성하고 혈장막 무결성 및 세포골격 [1]구조 유지에 중요한 역할을 한다.육각형 배열은 테트라머의 양쪽 끝에 있는 짧은 액틴 필라멘트와 연관된 스펙트린 서브유닛의 테트라머에 의해 형성됩니다.이러한 짧은 액틴 필라멘트는 육각형 망사를 형성할 수 있는 접합 복합체로 작용합니다.이 단백질은 가벼운 세제로 처리된 인간 적혈구의 주요 단백질 성분으로 처음 분리되었기 때문에 스펙트린이라는 이름이 붙었다. 세제는 세포를 용해시키고 헤모글로빈과 다른 세포질 성분들이 씻겨 나갔다.광현미경에서 적혈구의 기본 모양은 스펙트린을 함유한 망막하 세포골격으로 세포의 윤곽을 보존한 것으로 여전히 볼 수 있다.이것은 적혈구 유령(spectre)으로 알려지게 되었고, 그래서 유령의 주요 단백질은 스펙트린이라고 명명되었다.

확산성 축삭 손상과 같은 특정 유형의 뇌손상에서는 스펙트린이 단백질 분해 효소 칼파인(calpain)에 의해 불가역적으로 절단되어 세포 [2]골격을 파괴한다.스펙트린 분열은 막이 블백을 형성하고 궁극적으로 분해되어 보통 세포의 [3]사멸을 초래합니다.또한 스펙트린 서브유닛은 카스파아제 패밀리 효소에 의해 분해될 수 있으며, 칼파인 및 카스파아제는 적절한 항체에 의한 웨스턴 블롯에 의해 검출될 수 있는 다른 스펙트린 분해 생성물을 생성한다.칼파인 절단술은 괴사의 활성화를 나타내고 카스파아제 절단술은 아포토시스를 [4]나타낼 수 있다.

적혈구 내

다른 세포 유형에 비해 적혈구를 사용하는 것이 편리하다는 것은 적혈구가 스펙트린 세포골격 연구의 표준 모델이 되었음을 의미한다.αI 및 βI 단량체의 횡방향 관련에 의해 이합체 스펙트린이 형성되어 이합체를 형성한다.그런 다음 이합체가 머리부터 머리까지 대형을 이루어 사량체를 생성한다.이러한 사량체와 짧은 액틴 필라멘트의 단대단 결합은 관찰된 육각형 복합체를 생성한다.

인간에서 혈장막의 세포내면과의 관련성은 단백질 4.1 및 안키린과의 직접적 상호작용을 통해 간접적인 상호작용에 의해 이루어지며, 트랜스막 이온수송대 3 단백질 4.2는 트랜스막 단백질 글리코포린 [5]A에 스펙트린 꼬리 영역을 결합한다.동물에서 스펙트린은 적혈구 모양을 제공하는 그물망을 형성한다.

적혈구 모델은 스펙트럼린의 돌연변이가 유전성 타원세포증 및 거의 유전성 구상세포증을 [6]포함한 일반적으로 적혈구의 유전적 결함을 유발한다는 점에서 스펙트린 세포골격의 중요성을 보여준다.

무척추동물에서

무척추동물에는 α, βH, β의 세 가지 스펙트럼이 있다.C. elegans의 β 스펙트린 돌연변이는H 형태 형성 결함을 야기하며, 그 결과 이동 및 번식을 하는 동물이 현저하게 짧지만 대부분 정상이다.이 동물들은 작은 표현형 때문에 "sma"라고 불리며 C. 엘레강스 sma-1 유전자의 돌연변이를 가지고 있습니다.[7] C. elegans의 β 스펙트린 돌연변이는 벌레가 마비되어 [8]야생형보다 훨씬 짧은 비배위 표현형을 초래한다.형태학적 영향 외에도 Unc-70 돌연변이는 또한 결함이 있는 뉴런을 생성한다.뉴런 수는 정상이지만 뉴런의 발육은 결함이 있었다.

마찬가지로, 스펙트린은 드로소필라 뉴런에서 역할을 한다.D. melanogaster에서 α 또는 β 스펙트린의 녹아웃은 형태학적으로 정상이지만 신경근 [9]접합부의 신경 전달을 감소시키는 뉴런을 생성한다.동물에서 스펙트린은 적혈구 모양을 제공하는 그물망을 형성한다.

척추동물에서

척추동물 스펙트린 유전자

스펙트린 유전자 패밀리는 진화 과정에서 팽창을 겪어왔다.무척추동물의 1개의 α유전자와 2개의 β유전자가 아닌 2개의 α스펙트린(αI, αIII)과 5개의 β스펙트린(βI~V)이 발견순으로 있다.

인간의 유전자는 다음과 같습니다.

스펙트린의 생산은 전사인자 GATA1에 의해 촉진된다.

근육 조직에서의 역할

근육 조직에서 스펙트럼의 역할에 대한 몇 가지 증거가 존재한다.심근세포에서 스펙트럼의 분포는 Z-디스크 및 [10]근섬유 혈장막과 일치한다.또한 안키린 녹아웃(ankB)이 있는 생쥐는 심근의 칼슘 항상성을 교란시킨다.영향을 받은 생쥐들은 z-band와 sarcomere 형태학을 교란시켰다.이 실험 모델에서 리아노딘 수용체와3 IP 수용체는 배양된 근구에 비정상적인 분포를 보인다.배양된 세포의 칼슘 신호가 흐트러집니다.사람의 경우, AnkB 유전자 내의 돌연변이는 긴 QT 증후군과 돌연사를 초래하여 흥분성 조직에서 스펙트럼 세포 골격의 역할에 대한 증거를 강화한다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Huh, Gi-Yeong; Glantz, Susan B.; Je, Soojung; Morrow, Jon S.; Kim, Jung H. (December 2001). "Calpain proteolysis of alpha-II-spectrin in the normal adult human brain". Neurosci. Lett. 316 (1): 41–4. doi:10.1016/S0304-3940(01)02371-0. PMID 11720774.
  2. ^ Büki, A.; Okonkwo, D. O.; Wang, K. K.; Povlishock, J. T. (April 2000). "Cytochrome c release and caspase activation in traumatic axonal injury". J. Neurosci. 20 (8): 2825–34. doi:10.1523/JNEUROSCI.20-08-02825.2000. PMC 6772193. PMID 10751434.
  3. ^ Castillo, MR; Babson, JR. (1998). "Ca2+-dependent mechanisms of cell injury in cultured cortical neurons". Neuroscience. 86 (4): 1133–1144. doi:10.1016/S0306-4522(98)00070-0. PMID 9697120.
  4. ^ Li, Jia; Li, Xue-Yuan; Feng, Dong-Fu; Pan, Dong-Chao (December 2010). "Biomarkers associated with diffuse traumatic axonal injury: exploring pathogenesis, early diagnosis, and prognosis". J. Trauma. 69 (6): 1610–1618. doi:10.1097/TA.0b013e3181f5a9ed. PMID 21150538.
  5. ^ 병리학적 질병 근거, 제8판 로빈스와 코트란(2010) 페이지 642
  6. ^ Delaunay, J (1995). "Genetic disorders of the red cell membranes". FEBS Letters. 369 (1): 34–37. doi:10.1016/0014-5793(95)00460-Q. PMID 7641880.
  7. ^ McKeown, C; Praitis VM; Austin JA (1998). "sma-1 encodes a betaH-spectrin homolog required for Caenorhabditis elegans morphogenesis". Development. 125 (11): 2087–98. PMID 9570773.
  8. ^ Hammarlund, M; Davis WS; Jorgensen EM (2000). "Mutations in β-Spectrin Disrupt Axon Outgrowth and Sarcomere Structure". Journal of Cell Biology. 149 (4): 931–942. doi:10.1083/jcb.149.4.931. PMC 2174563. PMID 10811832.
  9. ^ Featherstone, DE; Davis WS; Dubreuil RR; Broadie K (2001). "Drosophila alpha- and beta-spectrin mutations disrupt presynaptic neurotransmitter release". Journal of Neuroscience. 21 (12): 4215–4224. doi:10.1523/JNEUROSCI.21-12-04215.2001. PMC 6762771. PMID 11404407. Retrieved 2007-02-11.
  10. ^ Bennett, PM; Baines AJ; Lecomte MC; Maggs AM; Pinder JC (2004). "Not just a plasma membrane protein: in cardiac muscle cells alpha-II spectrin also shows a close association with myofibrils". Journal of Muscle Research and Cell Motility. 25 (2): 119–126. doi:10.1023/B:JURE.0000035892.77399.51. PMID 15360127.