肌营养不良蛋白

肌营养不良蛋白(英文:dystrophin),化学式为:C18760H30147O5824N5295S116 ,别名:抗肌萎缩蛋白,是一种杆状细胞质蛋白质,是蛋白复合物的重要组成部分,该复合物通过细胞膜将肌纤维的细胞骨架与周围的细胞外基质连接起来。此复合物有多种名称,如肌节(costamere)或抗肌萎缩蛋白相关蛋白复合物(DAPC)。许多肌肉蛋白,如α-肌营养不良蛋白(α-dystrobrevin)、突触辅肌动蛋白(syncoilin)、联丝蛋白(synemin)、肌聚糖蛋白(sarcoglycan)、肌营养不良聚糖蛋白(dystroglycan)和肌膜聚糖蛋白(sarcospan),都与抗肌萎缩蛋白在肋节处共定位。其分子量为427 kDa。

抗肌萎缩蛋白由DMD基因编码——该基因是人类已知的第三大基因,覆盖2.24兆碱基(占人类基因组的0.08%),位于Xp21位点。肌肉中的初级转录本长约2,100千碱基,转录耗时16小时;成熟mRNA长度为14.0千碱基。含有79个外显子的肌肉转录本编码含3685个氨基酸残基的蛋白质。

抗肌萎缩蛋白基因的自发或遗传突变可导致不同形式的肌营养不良症,这是一种以进行性肌肉萎缩为特征的疾病。由抗肌萎缩蛋白基因缺陷引起的最常见此类疾病是杜氏肌营养不良症。

功能
抗肌萎缩蛋白是位于肌纤维(myofiber)的肌膜与最外层肌原纤维之间的一种蛋白质。它是一种连接蛋白,将肌动蛋白丝与位于每个肌纤维质膜(肌膜)内表面的其他支持蛋白连接起来。这些位于肌膜内表面的支持蛋白再依次连接另外两个连续蛋白,共形成三个连接蛋白。最终的连接蛋白附着在整个肌纤维的纤维性肌内膜上。抗肌萎缩蛋白支持肌纤维强度,其缺失会降低肌肉刚度、增加肌膜变形性,并损害肋节及其与邻近肌原纤维连接的机械稳定性。这一点在近期研究中得到证实,这些研究测量了肌膜及其通过肋节与收缩装置的连接的生物力学特性,并有助于防止肌纤维损伤。细肌丝(肌动蛋白)的运动产生对细胞外结缔组织的拉力,该结缔组织最终形成肌肉的肌腱。抗肌萎缩蛋白相关蛋白复合物还有助于支架各种信号蛋白和通道蛋白,表明DAPC参与信号传导过程的调控。

病理学
抗肌萎缩蛋白缺乏已被明确确认为统称为肌营养不良症的一大类肌病的根本原因之一。抗肌萎缩蛋白DMD基因的一个或多个外显子的缺失会导致杜氏和贝氏肌营养不良症。这种大的胞质蛋白于1987年由路易斯·M·孔克尔(Louis M. Kunkel)首次鉴定,此前孔克尔和罗纳德·沃顿(Ronald Worton)分别进行了鉴定导致杜氏肌营养不良症(DMD)的突变基因的工作。该基因中至少已发现九种致病突变。

正常骨骼肌组织中仅含有少量抗肌萎缩蛋白(约占肌肉总蛋白的0.002%),

尽管其在气道平滑肌中的作用尚未明确确立,但近期研究表明,抗肌萎缩蛋白连同抗肌萎缩蛋白糖蛋白复合物的其他亚基与表型成熟相关。

研究
多种模型被用于促进对DMD基因缺陷的研究。这些模型包括mdx小鼠、GRMD(金毛猎犬肌营养不良症)犬和HFMD(肥大性猫肌营养不良症)猫。

mdx小鼠在第23外显子含有一个无义突变,导致产生截短的抗肌萎缩蛋白。该模型中抗肌萎缩蛋白的水平不为零:存在多种突变等位基因,具有可测量的某些抗肌萎缩蛋白亚型水平。通常,老年mdx小鼠会出现临床上相关的病理表现。出生后8周即可观察到临床上相关的病理,且肌肉功能持续逐渐恶化。肌肉组织学与人类DMD的临床表现最为相似,具有坏死、纤维化和再生。

HFMD猫在DMD基因的启动子区域有缺失。肌肉组织学显示坏死但无纤维化。观察到广泛的肥厚,这被认为与寿命缩短有关。

相互作用
抗肌萎缩蛋白已被证明与以下蛋白质相互作用:

· DTNA,
· SNTA1, 以及
· SNTB1。

尼安德特人混血
位于X染色体上的DMD基因的一个名为B006的变异,似乎来自尼安德特人与现代人类交配的基因渗入。

参考文献
延伸阅读
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外部链接
· [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK1119/ GeneReviews/NCBI/NIH/UW 关于抗肌萎缩蛋白病的条目]
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· LOVD突变数据库:[http://www.dmd.nl/nmdb2/?select_db=DMD DMD],[http://www.dmd.nl/nmdb2/?select_db=DMD_d DMD(全外显子变化)]

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