Кіріспе
Дененің тінін созылғаннан кейін бастапқы пішініне қайтаруға мүмкіндік беретін ақуыз – Эластин. Эластин адамда ELN генімен кодталады. Ол гнатостомалардың (жақ сүйекті омыртқалы жануарлардың) жасушадан тыс матрицасының маңызды құрауышы болып табылады. Эластин өте серпімді және дәнекер тіндерде кездеседі, бұл денедегі көптеген тіндерге созылғанда немесе жирылғанда пішінін қалпына келтіруге мүмкіндік береді. Эластин теріге қысым жасағанда немесе тартып алғанда оның бастапқы орнына оралуына көмектеседі. Эластин омыртқалы жануарлардың денелерінде маңызды жүктемеге төзуші тіндердің бірі болып табылады және механикалық энергияны жинақтау қажетті жерлерде пайдаланылады.
Elastin is a protein that in humans is encoded by the ELN gene. Elastin is a key component of the extracellular matrix in gnathostomes (jawed vertebrates). It is highly elastic and present in connective tissue allowing many tissues in the body to resume their shape after stretching or contracting. Elastin helps skin to return to its original position when it is poked or pinched. Elastin is also an important load bearing tissue in the bodies of vertebrates and used in places where mechanical energy is required to be stored.
Функция
ELN гені эластикалық талшықтардың екі құраушысының бірі болып табылатын белокты кодтайды. Кодталған белок глицин және пролин сияқты гидрофобты аминқышқылдарына бай, олар лизин қалдықтары арасындағы байланыстармен шектелген қозғалмалы гидрофобтық аймақтарды құрайды. Бұл ген үшін әртүрлі изоформаларды кодтайтын бірнеше транскрипциялық варианттар табылды. Диссоциацияның сипаттамасы энтропиямен басқарылатын эластикалық қайтару механизмімен сәйкес келеді. Конформациялық диссоциация эластиннің құрылымы мен функциясының тұрақты ерекшелігі екені қорытындыланды.
Клиникалық маңызы
Бұл гендегі жойылулар мен мутациялар supravalvular aortic stenosis (SVAS) және аутосомалық-доминантты cutis laxa синдромымен байланысты.
Тіндердің таралуы
Эластин артерияларда маңызды функция атқарады, қан ағынына көмектесетін қысым толқындарын таратуға орталық болып қызмет етеді және әсіресе аорта сияқты ірі серпімелі қан тамырларында көп мөлшерде кездеседі. Эластин өкпеде, серпімелі байланыстарда, серпімелі шеміршекте, теріде және неше қабығында да өте маңызды. Ол жақ сүйегі бар омыртқалы жануарларда таралған.
Сипаттамалары
Эластин – адам организмінде 78 жылдан астам жартылай ыдырау кезеңіне ие, өте ұзақ өмір сүретін ақуыз.
Клиникалық зерттеулер
Рекомбинантты адам тропоэластинін пайдаланып, эластин талшықтарын өндіруге мүмкіндік беру арқылы жаралар мен тыртықтардағы терінің икемділігін арттыру мүмкіндігі зерттелді. Жаңа жараларға рекомбинантты адам тропоэластинін тері астына жібергеннен кейін, тыртықтанудың жақсармағаны және түзілген тыртықтың икемділігіне ешқандай әсер етпегені анықталды. Әр тропоэластин 36 кіші доменнен тұрады, олардың әрқайсысының салмағы шамамен 2 кДа және кездейсоқ орамды құрылымда болады. Ақуыз гидрофобты және гидрофильді домендерден тұрады, олар жеке экзондармен кодталған, сондықтан тропоэластиннің домендік құрылымы геннің экзондық ұйымдастырылуын көрсетеді. Гидрофильді домендерде Lys Ala (KA) және Lys Pro (KP) мотивтері бар, олар эластиннің пісіп жетілуі кезінде байланысу процесіне қатысады. KA домендерінде лизин қалдықтары екі немесе үш аланин қалдықтарымен (мысалы, AAAKAAKAA) бөлінген жұп немесе үштік түрінде кездеседі, ал KP домендерінде лизин қалдықтары көбінесе пролин қалдықтарымен (мысалы, KPLKP) бөлінеді.
Жинақтау
Тропоэластин физиологиялық температурада гидрофобты домендердің өзара әрекеттесуі нәтижесінде коацервация деп аталатын процесте жинақталады. Бұл процесс қайтымды және термодинамикалық тұрғыдан бақыланады, ал ақуыздың кесілуі қажет емес. Коацерваттың ерімейтін болуы кері қайтарымсыз байланыс арқылы жүзеге асырылады.
Тікелей байланыс
Ересекті эластин талшықтарын құру үшін тропоэластин молекулалары лизин қалдықтары арқылы десмозин және изодесмозин көпіршік молекулаларымен байланысады. Бұл көпіршіктерді құратын фермент – лизил оксидаза, ол in vivo Чичибабин пиридин синтезі реакциясын пайдаланады.
Молекулалық биология
Сүтқоректілерде тропоэластинге бір ғана ген бар, ол ELN деп аталады. Адамның ELN гені 7-шы хромосомадағы 45 кб-лық сегмент болып табылады және 34 экзонды, арасында 700-ге жуық интронмен үзіліске ұшыраған, ал бірінші экзон клеткадан тыс орналасуын анықтайтын сигнал пептиді болып табылады. Көптеген интрон саны генетикалық рекомбинация геннің тұрақсыздығына әкеліп, SVAS сияқты ауруларға себеп болуы мүмкін екенін көрсетеді. Тропоэластин мРНК экспрессиясы кем дегенде сегіз түрлі транскрипция басталу нүктесінде қатаң реттеледі. Эластиннің тіндік варианттары тропоэластин генінің баламалы тігілуі арқылы пайда болады. Адамда кем дегенде 11 тропоэластин изоформасы белгілі. Бұл изоформалар даму кезеңінде реттеледі, алайда дамудың бір деңгейіндегі тіндер арасында айырмашылықтар минималды.