Титин

Титин

Ленточная диаграмма трёхмерной структуры модуля I белка титин

Обозначения
Символы	TTN; CMD1G
Entrez Gene	7273
HGNC	12403
OMIM	188840
RefSeq	NM_133378
UniProt	Q9Y6L9
Другие данные
Локус	2-я хр., 2q31

Титин, также известный как коннектин — самый большой из одиночных полипептидов. Он играет важную роль в процессе сокращения поперечно-полосатых мышц.^[1][2] Ген титина содержит самое большое количество интронов.

Структура

Титин, состоящий из 34350 различных аминокислот — самый большой из известных нам белков. Молекулярная масса белка равна приблизительно 2 993 442.763 а. е. м.^[3], его теоретическая изоэлектрическая точка равна 6.01^[4]. Эмпирическая химическая формула этого белка — C₁₃₂₉₈₃H₂₁₁₈₆₁N₃₆₁₄₉O₄₀₈₈₃S₆₉₃. Теоретический нестабильный индекс (II), показывающий его стабильность в пробирке, равен 39.69. Период полураспада (время, требующееся для исчезновения половины содержащегося белка в клетке после его синтеза) равен примерно 30 часам (в ретикулоцитах животных).^[5] Титин состоит главным образом из линейных блоков модулей двух типов: тип I (фибронектиновый домен III типа) и тип II (иммуноглобулиноподобный домен).^[6] Эти линейные блоки далее организуются в два участка:

N-терминальный (в составе I-полос саркомера)

действует как эластичная часть молекулы и состоит, в основном, из модулей типа II. В частности, I группа состоит из двух участков тандемных иммуноглобулиновых доменов типа II на каждой стороне PEVK- участка, богатых пролином, глутаминовой кислотой, валином и лизином. Располагается между миозином и Z-диском.^[7]

C-терминальный (в составе А-полос)

выполняет управляющую функцию и, вероятно, обладает протеинкиназной активностью. А-полосы состоят из чередующихся модулей типа I и типа II.

Функции

Титин — это большой белок поперечно-полосатых мышц. N-терминальный участок Z-диска и C-терминальный участок М-линии связаны, соответственно, с Z-диском и М-линией саркомера, так что одиночная молекула титина тянется вдоль половины его длины. Титин также содержит скрепляющие участки для присоединения мышечных белков, так что он служит матрицей для правильной сборки белков, входящих в состав саркомера. Было установлено, что он также входит в качестве структурного белка в состав хромосом. Значительная изменчивость характерна для участков молекулы титина, находящихся в I-полосе, М-линии, Z-диске. Изменчивость в участке I-полосы определяет различия в эластичности разных изоформ титина, и, следовательно, различия в эластичности разных типов мускулов. Из многих известных вариантов титина только для пяти из них полностью расшифрована последовательность аминокислот.^[2][8]

Титин взаимодействует с множеством саркомерных белков, включая:^[9]

• Z-линейный участок: телетонин и α-актинин-1
• Участок I-полосы: калпейн-3 и обскурин
• М-линейный участок: миозин-связующий белок С, калмодулин 1, калпеин-3 и убиквитин-лигаза.

Роль в медицине

Мутации в гене титина связаны с наследственной гипертрофической кардиомиопатией^[10][11] и прогрессирующей дистальной мышечной дистрофией Миоши.^[12] Аутоантитела против титина вырабатываются у больных аутоиммунной склеродермией.^[13]

Значение в лингвистике

Как у самого большого известного белка, у титина самое длинное номенклатурное название ИЮПАК. Полное химическое название, начинающееся метионил… и заканчивающееся …изолейцин, включает 189 819 букв и признано длиннейшим словом не только в английском языке, но и в любом другом.^[14] Однако профессиональные составители словарей рассматривают названия химических соединений скорее как словесные химические формулы, нежели как слова общеупотребительного языка.^[15]

Примечания

1. ↑ OMIM 188840
2. ↑ ^{1 2} Entrez Gene: TTN titin.
3. ↑ Result of Molecular Weight Calculation
4. ↑ ExPASy-calculated pI for titin. Архивировано из первоисточника 13 апреля 2012. Проверено 26 августа 2007.
5. ↑ Swiss-Prot Protein knowledgebase, main entry. Архивировано из первоисточника 13 апреля 2012. Проверено 4 мая 2006.
6. ↑ Labeit S, Kolmerer B (October 1995). «Titins: giant proteins in charge of muscle ultrastructure and elasticity». Science 270 (5234): 293–6. PMID 7569978.
7. ↑ Wang K, McCarter R, Wright J, Beverly J, Ramirez-Mitchell R (August 1991). «Regulation of skeletal muscle stiffness and elasticity by titin isoforms: a test of the segmental extension model of resting tension». Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 88 (16): 7101–5. PMID 1714586.
8. ↑ Labeit S, Barlow DP, Gautel M, Gibson T, Holt J, Hsieh CL, Francke U, Leonard K, Wardale J, Whiting A, Trinick J (May 1990). «A regular pattern of two types of 100-residue motif in the sequence of titin». Nature 345 (6272): 273–6. DOI:10.1038/26926a0. PMID 2129545.
9. ↑ Bang ML, Centner T, Fornoff F, Geach AJ, Gotthardt M, McNabb M, Witt CC, Labeit D, Gregorio CC, Granzier H, Labeit S (November 2001). «The complete gene sequence of titin, expression of an unusual approximately 700-kDa titin isoform, and its interaction with obscurin identify a novel Z-line to I-band linking system». Circ. Res. 89 (11): 1065–72. DOI:10.1161/hh2301.100981. PMID 11717165.
10. ↑ Siu BL, Niimura H, Osborne JA, Fatkin D, MacRae C, Solomon S, Benson DW, Seidman JG, Seidman CE (March 1999). «Familial dilated cardiomyopathy locus maps to chromosome 2q31». Circulation 99 (8): 1022–6. PMID 10051295.
11. ↑ Itoh-Satoh M, Hayashi T, Nishi H, Koga Y, Arimura T, Koyanagi T, Takahashi M, Hohda S, Ueda K, Nouchi T, Hiroe M, Marumo F, Imaizumi T, Yasunami M, Kimura A (February 2002). «Titin mutations as the molecular basis for dilated cardiomyopathy». Biochem. Biophys. Res. Commun. 291 (2): 385–93. DOI:10.1006/bbrc.2002.6448. PMID 11846417.
12. ↑ Hackman P, Vihola A, Haravuori H, Marchand S, Sarparanta J, De Seze J, Labeit S, Witt C, Peltonen L, Richard I, Udd B (September 2002). «Tibial muscular dystrophy is a titinopathy caused by mutations in TTN, the gene encoding the giant skeletal-muscle protein titin». Am. J. Hum. Genet. 71 (3): 492–500. DOI:10.1086/342380. PMID 12145747.
13. ↑ Machado C, Sunkel CE, Andrew DJ (April 1998). «Human autoantibodies reveal titin as a chromosomal protein». J. Cell Biol. 141 (2): 321–33. DOI:10.1083/jcb.141.2.321. PMID 9548712.
14. ↑ What is the longest word in the English language?. CliffsNotes.com. Архивировано из первоисточника 13 апреля 2012. Проверено 26 мая 2009.
15. ↑ Oxford Word and Language Service team Ask the experts - What is the longest English word?. AskOxford.com / Oxford University Press. Архивировано из первоисточника 13 апреля 2012. Проверено 13 января 2008.