Введение

Белок, позволяющий тканям организма восстанавливать форму после растяжения.

Эластин — это белок, который у человека кодируется геном ELN. Эластин является ключевым компонентом внеклеточного матрикса у гнатостомов (челюстных позвоночных). Он обладает высокой эластичностью и содержится в соединительной ткани, позволяя многим тканям организма возвращаться к своей форме после растяжения или сжатия. Эластин помогает коже восстанавливать исходное положение при надавливании или защипывании. Эластин также является важной несущей тканью в организме позвоночных и используется в местах, где необходимо запасать механическую энергию.

Функция

Ген ELN кодирует белок, являющийся одним из двух компонентов эластичных волокон. Кодируемый белок богат гидрофобными аминокислотами, такими как глицин и пролин, которые формируют подвижные гидрофобные области, ограниченные сшивками между остатками лизина. Для этого гена обнаружены множественные варианты транскриптов, кодирующие различные изоформы. Характеристика неупорядоченности соответствует механизму упругого восстановления, обусловленному энтропией. Сделан вывод, что конформационная неупорядоченность является неотъемлемой характеристикой структуры и функции эластина.

Клиническое значение

Делеции и мутации в этом гене ассоциированы с надклапанным стенозом аорты (SVAS) и аутосомно-доминантным синдромом эластической кожи.

Распределение тканей

Эластин выполняет важную функцию в артериях, являясь средой для распространения волн давления, что способствует кровотоку, и особенно обилен в крупных эластичных кровеносных сосудах, таких как аорта. Эластин также играет важную роль в легких, эластичных связках, эластичном хряще, коже и мочевом пузыре. Он встречается у челюстноротых позвоночных.

Характеристики

Эластин – очень долговечный белок, период полураспада которого у человека составляет более 78 лет.

Клинические исследования

Изучена возможность использования рекомбинантного человеческого тропоэластина для стимуляции продукции эластиновых волокон с целью повышения эластичности кожи в области ран и рубцов. После подкожных инъекций рекомбинантного человеческого тропоэластина в свежие раны улучшений в состоянии рубцов или эластичности сформировавшихся рубцов не наблюдалось. Каждый тропоэластин состоит из цепочки из 36 небольших доменов, каждый из которых имеет молекулярную массу около 2 кДа и находится в конформации случайной катушки. Белок состоит из чередующихся гидрофобных и гидрофильных доменов, кодируемых отдельными экзонами, таким образом, структура доменов тропоэластина отражает экзонную организацию гена. Гидрофильные домены содержат мотивы Lys Ala (KA) и Lys Pro (KP), участвующие в образовании поперечных связей при формировании зрелого эластина. В доменах KA остатки лизина встречаются парами или тройками, разделенными двумя или тремя остатками аланина (например, AAAKAAKAA), в то время как в доменах KP остатки лизина разделены преимущественно остатками пролина (например, KPLKP).

Агрегация

Тропоэластин агрегирует при физиологической температуре из-за взаимодействий между гидрофобными доменами в процессе, называемом коацервацией. Этот процесс обратим и термодинамически обусловлен, и не требует протеолиза. Коацерват становится нерастворимым вследствие необратимого сшивания.

Ссылки на другие сайты

Для формирования зрелых эластиновых волокон молекулы тропоэластина сшиваются через свои лизиновые остатки с помощью молекул десмозина и изодесмозина, выполняющих сшивку. Фермент, осуществляющий эту сшивку, – лизил оксидаза, использующая in vivo реакцию синтеза пиридина по Чичибабину.

Молекулярная биология

У млекопитающих геном содержит только один ген тропоэластина, называемый ELN. Ген ELN человека представляет собой сегмент длиной 45 кб на 7-й хромосоме, состоящий из 34 экзонов, разделенных почти 700 интронами, при этом первый экзон кодирует сигнальный пептид, определяющий его внеклеточную локализацию. Большое количество интронов указывает на то, что генетическая рекомбинация может способствовать нестабильности гена, приводя к заболеваниям, таким как СВАС. Экспрессия мРНК тропоэластина строго регулируется, по крайней мере, в восьми различных точках начала транскрипции. Тканеспецифические варианты эластина образуются в результате альтернативного сплайсинга гена тропоэластина. Известно как минимум 11 человеческих изоформ тропоэластина. Эти изоформы регулируются в процессе развития, однако различия между тканями на одной и той же стадии развития минимальны.