Введение

Десмин — это белок, который у человека кодируется геном DES. Десмин является мышечно-специфичным промежуточным филаментом типа III, интегрирующим сарколемму, Z-диск и ядерную мембрану в саркомерах и регулирующим архитектуру саркомера.

Структура

Десмин – это белок массой 53,5 кД, состоящий из 470 аминокислот, кодируемый геном DES человека, расположенным на длинном плече хромосомы 2. Белок десмина имеет три основных домена: консервативный альфа-спиральный стержень, вариабельную головку, не содержащую альфа-спирали, и карбоксильный терминальный хвост. Десмин является субъединицей промежуточных филаментов в сердечной, скелетной и гладкой мышечной ткани. В сердечной мышце десмин присутствует в Z-дисках и интеркалированных дисках. Показано, что десмин взаимодействует с десмоплакином и αB-кристаллином.

Функция

Дезмин был впервые описан в 1976 году, впервые очищен в 1977 году, а ген был клонирован в 1989 году. Функция дезмина была установлена на основе исследований на мышах с нокаутом по гену дезмина. Дезмин является одним из самых ранних белковых маркеров мышечной ткани в эмбриогенезе, поскольку он обнаруживается в сомитах. У взрослых мышей без дезмина сердца 10-недельных животных показали резкие изменения в архитектуре мышц, включая нарушение выравнивания миофибрилл, дезорганизацию и набухание митохондрий; эти изменения были более выражены в сердечной, чем в скелетной мышце. Сердечная ткань также демонстрировала прогрессирующий некроз и кальцификацию миокарда. В отдельном исследовании это было изучено более подробно в сердечной ткани, и было обнаружено, что у мышиных сердец, лишенных дезмина, развилась гипертрофическая кардиомиопатия и расширение камер сердца в сочетании с систолической дисфункцией. Во взрослой мышце десмин формирует каркас вокруг Z-диска саркомера и соединяет Z-диск с субсарколеммальным цитоскелетом. Он соединяет миофибриллы латерально, связывая Z-диски между собой. При сердечной недостаточности у человека экспрессия дезмина повышается, что предположительно является защитным механизмом, направленным на поддержание нормального выравнивания саркомеров в условиях патогенеза заболевания. Имеются данные, свидетельствующие о том, что десмин может также соединять саркомер с внеклеточным матриксом (ВКМ) через десмосомы, что может быть важно для передачи сигналов между ВКМ и саркомером, регулирующих сокращение мышц и движение. Поскольку десмин связывает митохондрии с саркомером, он может передавать информацию о сокращениях и потребности в энергии, тем самым регулируя скорость аэробного дыхания мышечной клетки.

Клиническое значение

Дезмин-ассоциированная миофибриллярная миопатия (DRM или дезминопатия) является подгруппой миофибриллярных миопатий и возникает в результате мутации в гене, кодирующем дезмин. Эта мутация изменяет структуру белка, препятствуя формированию белковых филаментов и приводя к образованию агрегатов дезмина и других белков в клетке. Часто сочетается с дилатационной, идиопатической, аритмогенной и некомпактной кардиомиопатией. N-концевая часть 1A поддомена дезмина является генетически уязвимой областью для мутаций, влияющих на сборку филаментов. Некоторые из этих мутаций DES вызывают агрегацию дезмина в цитоплазме. В одной семье была обнаружена мутация p.A120D, у нескольких членов которой произошла внезапная сердечная смерть. Кроме того, мутации DES часто приводят к нарушениям проводимости сердечного ритма. Роль дезмина оценивалась при определении глубины инвазии уротелиальной карциномы по результатам исследования образцов, полученных при ТУРБТ.