Кіріспе
Протеин кодировтаушы ген – *Homo sapiens* түліндегі протеин. Престин – сүтқоректілердің сезімтал естуіне өте маңызды протеин. Ол SLC26A5 (тұнтық тасымалдаушы анион тасымалдаушы 26 туысының 5-мүшесі) генімен кодталады. Престин – сүтқоректілердің құлағының ішкі қуысының сыртқы шашты жасушаларының қозғалтқыш ақуызы. Престиннің сүтқоректілерде жоғары жиілікті есту қабілетін игерумен байланысты бейімделу эволюциясына ұшырағаны туралы мол дәлелдер бар. Престин ақуызы, жарғанаттарда, киттерде және дельфиндерде ультрадыбыстық есту және эхолокацияны тәуелсіз түрде дамытқан бірнеше қатарлы аминқышқыл алмастыруларын көрсетеді, бұл реттілік деңгейінде конвергентті эволюцияның сирек жағдайларын білдіреді. Престин (мол. салмағы 80 кДа) – анион тасымалдаушылардың ерекше SLC26 отбасының мүшесі. Бұл отбасының мүшелері құрылымдық тұрғыдан жақсы сақталған және сүтқоректілер жасушаларының плазмалық мембранасы арқылы хлорид пен карбонаттың электронейтралды алмасуын қамтамасыз етеді, бұл екі анион сыртқы шашты жасушалардың қозғалыс қабілеті үшін маңызды деп табылған. Классикалық, ферменттік түрде жұмыс істейтін қозғалтқыштардан айырмашылығы, бұл жаңа типтегі қозғалтқыш тікелей кернеуді орын ауыстыруға айналдыруға негізделген және басқа жасушалық қозғалтқыш ақуыздарына қарағанда бірнеше есе жылдам әрекет етеді. Престиннің генін бұзу стратегиясы есту сезімталдығын 100 еседен астам (немесе 40 дБ) жоғалтуға әкелді. Престин – сыртқы шашты жасушалардың электр қозғалмалылығына (ОШЖ) себеп болатын механикалық түрде жиырылатын және ұзартылатын трансмембраналық ақуыз. Электр қозғалмалылығы – кохлеарлық күшейткіштің соматикалық қозғалтқышының қозғаушы күші, бұл сүтқоректілердің эволюциялық ерекшелігі, ол кіретін дыбыс толқынының жиілігіне сезімталдықты арттырады және сигналды күшейтеді. Алдыңғы зерттеулер бұл модуляцияның экстринсикалық кернеу сенсоры (жартылай анион тасымалдаушы моделі) арқылы жүзеге асатынын көрсеткен, онда хлорид престиннің ішкі жағына байланысып, жұмыс істемейтін тасымалдаушыға еніп, престиннің ұзаруына себеп болады. Алайда, престиннің ішкі кернеу сенсоры (IVS) арқылы әрекет ететініне жаңа дәлелдер бар, онда ішкі жасушалық хлорид престинге аллостерикалық байланыс арқылы байланысып, оның пішінін өзгертеді.
Prestin is a protein that is critical to sensitive hearing in mammals. It is encoded by the SLC26A5 (solute carrier anion transporter family 26, member 5) gene. Prestin is the motor protein of the outer hair cells of the inner ear of the mammalian cochlea. There is good evidence that prestin has undergone adaptive evolution in mammals associated with acquisition of high frequency hearing in mammals. The prestin protein shows several parallel amino acid replacements in bats, whales, and dolphins that have independently evolved ultrasonic hearing and echolocation, and these represent rare cases of convergent evolution at the sequence level. Prestin (mol. wt. 80 kDa) is a member of a distinct family of anion transporters, SLC26. Members of this family are structurally well conserved and can mediate the electroneutral exchange of chloride and carbonate across the plasma membrane of mammalian cells, two anions found to be essential for outer hair cell motility. Unlike the classical, enzymatically driven motors, this new type of motor is based on direct voltage to displacement conversion and acts several orders of magnitude faster than other cellular motor proteins. A targeted gene disruption strategy of prestin showed a >100 fold (or 40 dB) loss of auditory sensitivity. Prestin is a transmembrane protein that mechanically contracts and elongates leading to electromotility of outer hair cells (OHC). Electromotility is the driving force behind the somatic motor of the cochlear amplifier, which is a mammalian evolution that increases sensitivity to incoming sound wave frequencies and, thus, amplifies the signal. Previous research has suggested that this modulation takes place via an extrinsic voltage sensor (partial anion transporter model), whereby chloride binds to the intracellular side of prestin and enters a defunct transporter, causing prestin elongation. However, there is new evidence that prestin acts through an intrinsic voltage sensor (IVS) in which intracellular chloride binds allosterically to prestin to modify shape.
Ішкі кернеуді анықтау
Бұл модельде ішкі кернеуді сезіну үшін иондардың қозғалысы сызықтық емес сыйымдылықты (NLC) тудырады. Құрылған кернеуге және жасушаның деполяризацияланған немесе гиперполяризацияланған күйіне сәйкес, престин престин модуляциясының үш күйлі моделін көрсететін екі бөлек қадамнан өтеді. Эксперименттер көрсеткендей, деполяризациялық стимулдардың күшеюімен престин созылған күйден аралық күйге, содан кейін жиырылған күйге өтеді, бұл оның NLC-ін арттырады. Гиперполяризация жағдайында NLC төмендейді және престин қайтадан созылған күйіне оралады. Маңыздысы, престиннің созылу сипаттамасымен анықталған мембраналық кернеудің артуы хлоридке байланыстыру орнының хлоридке деген туыстығын азайтады, бұл престин модуляциясын реттеуде маңызды рөл атқарады. Престиннің модуляция кезінде созылған күйден жиырылған күйге дейінгі жалпы шамамен ығысуы 3–4 нм² құрайды.
Ашылу
Престинді 2000 жылы Питер Даллос тобы ашты және оның жылдамдығына байланысты музыкалық «presto» терминімен атады.
Клиникалық маңызы
SLC26A5 геніндегі мутациялар синдромсыз есіту қабілетінің жоғалуымен байланысты.
Блокаторлар
Сүтқоректілердің престинінің электромотивтік функциясы миллимолярлық концентрациядағы амфифильді анион – салицилаттың әсерінен тоқтатылады. Салицилат қолдану престиннің жұмысын дозаға байланысты және оңай қайтымды түрде бұзады.