Титин

Титин
Титин
	Трёхмерная структура модуля титина I типа. PDB прорисовано на основе 1bpv.
Доступные структуры
PDB	Поиск ортологов: PDBe, RCSB
	Список идентификаторов PDB 1BPV, 1G1C, 1NCT, 1NCU, 1TIT, 1TIU, 1TKI, 1TNM, 1TNN, 1WAA, 1YA5, 2A38, 2BK8, 2F8V, 2ILL, 2J8H, 2J8O, 2NZI, 2RQ8, 2WP3, 2WWK, 2WWM, 2Y9R, 3B43, 3KNB, 3LCY, 3LPW, 3PUC, 3Q5O, 3QP3, 4JNW
Идентификаторы
Символ	TTN ; CMD1G; CMH9; CMPD4; EOMFC; HMERF; LGMD2J; MYLK5; TMD
Внешние ID	OMIM: 188840 MGI: 98864 HomoloGene: 130650 GeneCards: Ген TTN
номер EC	2.7.11.1
Функция	• protease binding; • protein serine/threonine kinase activity; • protein tyrosine kinase activity; • calcium ion binding; • protein binding; • calmodulin binding; • ATP binding; • structural constituent of muscle; • enzyme binding; • protein kinase binding; • telethonin binding; • identical protein binding; • actinin binding; • protein self-association; • actin filament binding; • muscle alpha-actinin binding; • structural molecule activity conferring elasticity;
Компонент клетки	• condensed nuclear chromosome; • extracellular region; • nucleus; • nucleolus; • cytoplasm; • Golgi apparatus; • cytosol; • striated muscle thin filament; • Z disc; • M band; • I band; • extracellular vesicular exosome;
Биологический процесс	• in utero embryonic development; • platelet degranulation; • cardiac muscle hypertrophy; • muscle contraction; • striated muscle contraction; • mitotic chromosome condensation; • adult heart development; • blood coagulation; • peptidyl-tyrosine phosphorylation; • muscle filament sliding; • platelet activation; • skeletal muscle thin filament assembly; • skeletal muscle myosin thick filament assembly; • detection of muscle stretch; • forward locomotion; • sarcomere organization; • regulation of protein kinase activity; • cardiac muscle fiber development; • sarcomerogenesis; • regulation of catalytic activity; • response to calcium ion; • cardiac myofibril assembly; • cardiac muscle tissue morphogenesis; • cardiac muscle contraction;
	Источники: Amigo / QuickGO
Профиль экспрессии РНК
	Больше информации
Ортологи

Титин, также известный как коннектин — самый большой из одиночных полипептидов. Он играет важную роль в процессе сокращения поперечнополосатых мышц^[1]^[2]. Ген титина содержит самое большое количество экзонов.

Структура править

Титин, состоящий из 38138 аминокислот (титин камбаловидной мышцы) — самый большой из известных белков. Молекулярная масса белка равна приблизительно 2 993 442.763 а. е. м.^[3], его теоретическая изоэлектрическая точка равна 6.01^[4]. Эмпирическая химическая формула этого белка — C₁₃₂₉₈₃H₂₁₁₈₆₁N₃₆₁₄₉O₄₀₈₈₃S₆₉₃. Теоретический нестабильный индекс (II), показывающий его стабильность в пробирке, равен 39.69. Период полураспада (время, требующееся для исчезновения половины содержащегося белка в клетке после его синтеза) равен примерно 30 часам (в ретикулоцитах животных)^[5]. Титин состоит главным образом из линейных блоков модулей двух типов: тип I (фибронектиновый домен III типа) и тип II (иммуноглобулиноподобный домен)^[6]. Эти линейные блоки далее организуются в два участка:

N-терминальный (в составе I-полос саркомера): действует как эластичная часть молекулы и состоит, в основном, из модулей типа II. В частности, I группа состоит из двух участков тандемных иммуноглобулиновых доменов типа II на каждой стороне PEVK- участка, богатых пролином, глутаминовой кислотой, валином и лизином. Располагается между миозином и Z-диском^[7].

C-терминальный (в составе А-полос): выполняет управляющую функцию и, вероятно, обладает протеинкиназной активностью. А-полосы состоят из чередующихся модулей типа I и типа II.

Функции править

Титин — это большой белок поперечно-полосатых мышц. N-терминальный участок Z-диска и C-терминальный участок М-линии связаны, соответственно, с Z-диском и М-линией саркомера, так что одиночная молекула титина тянется вдоль половины его длины. Титин также содержит скрепляющие участки для присоединения мышечных белков, так что он служит матрицей для правильной сборки белков, входящих в состав саркомера. Было установлено, что он также входит в качестве структурного белка в состав хромосом. Значительная изменчивость характерна для участков молекулы титина, находящихся в I-полосе, М-линии, Z-диске. Изменчивость в участке I-полосы определяет различия в эластичности разных изоформ титина, и, следовательно, различия в эластичности разных типов мускулов. Из многих известных вариантов титина только для пяти из них полностью расшифрована последовательность аминокислот^[2]^[8].

Титин взаимодействует с множеством саркомерных белков, включая^[9]:

Z-линейный участок: телетонин и α-актинин-1;
Участок I-полосы: калпейн-3 и обскурин;
М-линейный участок: миозин-связующий белок С, кальмодулин 1, калпеин-3 и Убиквитинлигаза.

Роль в медицине править

Мутации в гене титина связаны с наследственной гипертрофической кардиомиопатией^[10]^[11] и прогрессирующей дистальной мышечной дистрофией Миоши^[12]. Аутоантитела против титина вырабатываются у больных аутоиммунной склеродермией^[13].

Перспективы применения править

Найдена технология для микробиологического производства синтетического титина и мышечных полимеров титина с получением волокон с высокими эксплуатационными характеристиками превосходящими многие синтетические и натуральные полимеры^[14]. Из них можно будет изготовлять одежду, защитное снаряжение, биомедицинские имплантаты и протезы^[15].

Значение в лингвистике править

Как у самого большого известного белка, у титина самое длинное номенклатурное название ИЮПАК. Полное химическое название, начинающееся метионил… и заканчивающееся …изолейцин, включает (на английском языке) 189 819 букв, признано длиннейшим словом не только в английском языке, но и в любом другом^[16]. Однако профессиональные составители словарей рассматривают названия химических соединений скорее как словесные химические формулы, нежели как слова общеупотребительного языка^[17].

Примечания править

↑ OMIM 188840
↑ ¹ ² Entrez Gene: TTN titin (неопр.). Архивировано 13 февраля 2021 года.
↑ Result of Molecular Weight Calculation (неопр.). Дата обращения: 20 декабря 2009. Архивировано 4 марта 2016 года.
↑ ExPASy-calculated pI for titin (неопр.). Дата обращения: 26 августа 2007. Архивировано 12 апреля 2012 года.
↑ Swiss-Prot Protein knowledgebase, main entry (неопр.). Дата обращения: 4 мая 2006. Архивировано 12 апреля 2012 года.
↑ Labeit S., Kolmerer B. Titins: giant proteins in charge of muscle ultrastructure and elasticity (англ.) // Science : journal. — 1995. — October (vol. 270, no. 5234). — P. 293—296. — PMID 7569978.
↑ Wang K., McCarter R., Wright J., Beverly J., Ramirez-Mitchell R. Regulation of skeletal muscle stiffness and elasticity by titin isoforms: a test of the segmental extension model of resting tension (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America : journal. — 1991. — August (vol. 88, no. 16). — P. 7101—7105. — PMID 1714586. — PMC 52241.
↑ Labeit S., Barlow D.P., Gautel M., Gibson T., Holt J., Hsieh C.L., Francke U., Leonard K., Wardale J., Whiting A., Trinick J. A regular pattern of two types of 100-residue motif in the sequence of titin (англ.) // Nature : journal. — 1990. — May (vol. 345, no. 6272). — P. 273—276. — doi:10.1038/26926a0. — PMID 2129545.
↑ Bang M.L., Centner T., Fornoff F., Geach A.J., Gotthardt M., McNabb M., Witt C.C., Labeit D., Gregorio C.C., Granzier H., Labeit S. The complete gene sequence of titin, expression of an unusual approximately 700-kDa titin isoform, and its interaction with obscurin identify a novel Z-line to I-band linking system (англ.) // Circ. Res. (англ.) (рус. : journal. — 2001. — November (vol. 89, no. 11). — P. 1065—1072. — doi:10.1161/hh2301.100981. — PMID 11717165. (недоступная ссылка)
↑ Siu B.L., Niimura H., Osborne J.A., Fatkin D., MacRae C., Solomon S., Benson D.W., Seidman J.G., Seidman C.E. Familial dilated cardiomyopathy locus maps to chromosome 2q31 (англ.) // Circulation (англ.) (рус. : journal. — Lippincott Williams & Wilkins (англ.) (рус., 1999. — March (vol. 99, no. 8). — P. 1022—1026. — PMID 10051295. Архивировано 24 мая 2008 года.
↑ Itoh-Satoh M., Hayashi T., Nishi H., Koga Y., Arimura T., Koyanagi T., Takahashi M., Hohda S., Ueda K., Nouchi T., Hiroe M., Marumo F., Imaizumi T., Yasunami M., Kimura A. Titin mutations as the molecular basis for dilated cardiomyopathy (англ.) // Biochem. Biophys. Res. Commun. (англ.) (рус. : journal. — 2002. — February (vol. 291, no. 2). — P. 385—393. — doi:10.1006/bbrc.2002.6448. — PMID 11846417.
↑ Hackman P., Vihola A., Haravuori H., Marchand S., Sarparanta J., De Seze J., Labeit S., Witt C., Peltonen L., Richard I., Udd B. Tibial muscular dystrophy is a titinopathy caused by mutations in TTN, the gene encoding the giant skeletal-muscle protein titin (англ.) // Am. J. Hum. Genet. (англ.) (рус. : journal. — 2002. — September (vol. 71, no. 3). — P. 492—500. — doi:10.1086/342380. — PMID 12145747. — PMC 379188.
↑ Machado C., Sunkel C.E., Andrew D.J. Human autoantibodies reveal titin as a chromosomal protein (англ.) // J. Cell Biol. (англ.) (рус. : journal. — 1998. — April (vol. 141, no. 2). — P. 321—333. — doi:10.1083/jcb.141.2.321. — PMID 9548712. — PMC 2148454.
↑ Bowen, C.H., Sargent, C.J., Wang, A. et al. (2021). Microbial production of megadalton titin yields fibers with advantageous mechanical properties. Nat Commun 12, 5182 https://doi.org/10.1038/s41467-021-25360-6
↑ Irving M. (2021) Synthetic muscle fibers could make for clothing tougher than Kevlar Архивная копия от 31 августа 2021 на Wayback Machine. New Atlas
↑ What is the longest word in the English language? (неопр.) CliffsNotes.com. Дата обращения: 24 января 2016. Архивировано 4 февраля 2016 года.
↑ Oxford Word and Language Service team. Ask the experts - What is the longest English word? (неопр.) AskOxford.com / Oxford University Press. Дата обращения: 13 января 2008. Архивировано 12 апреля 2012 года.

[1] OMIM 188840

[Entrez_7273-2] ¹ ² Entrez Gene: TTN titin (неопр.). Архивировано 13 февраля 2021 года.

[3] Result of Molecular Weight Calculation (неопр.). Дата обращения: 20 декабря 2009. Архивировано 4 марта 2016 года.

[4] ExPASy-calculated pI for titin (неопр.). Дата обращения: 26 августа 2007. Архивировано 12 апреля 2012 года.

[5] Swiss-Prot Protein knowledgebase, main entry (неопр.). Дата обращения: 4 мая 2006. Архивировано 12 апреля 2012 года.

[pmid7569978-6] Labeit S., Kolmerer B. Titins: giant proteins in charge of muscle ultrastructure and elasticity (англ.) // Science : journal. — 1995. — October (vol. 270, no. 5234). — P. 293—296. — PMID 7569978.

[pmid1714586-7] Wang K., McCarter R., Wright J., Beverly J., Ramirez-Mitchell R. Regulation of skeletal muscle stiffness and elasticity by titin isoforms: a test of the segmental extension model of resting tension (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America : journal. — 1991. — August (vol. 88, no. 16). — P. 7101—7105. — PMID 1714586. — PMC 52241.

[pmid2129545-8] Labeit S., Barlow D.P., Gautel M., Gibson T., Holt J., Hsieh C.L., Francke U., Leonard K., Wardale J., Whiting A., Trinick J. A regular pattern of two types of 100-residue motif in the sequence of titin (англ.) // Nature : journal. — 1990. — May (vol. 345, no. 6272). — P. 273—276. — doi:10.1038/26926a0. — PMID 2129545.

[pmid11717165-9] Bang M.L., Centner T., Fornoff F., Geach A.J., Gotthardt M., McNabb M., Witt C.C., Labeit D., Gregorio C.C., Granzier H., Labeit S. The complete gene sequence of titin, expression of an unusual approximately 700-kDa titin isoform, and its interaction with obscurin identify a novel Z-line to I-band linking system (англ.) // Circ. Res. (англ.) (рус. : journal. — 2001. — November (vol. 89, no. 11). — P. 1065—1072. — doi:10.1161/hh2301.100981. — PMID 11717165. (недоступная ссылка)

[pmid10051295-10] Siu B.L., Niimura H., Osborne J.A., Fatkin D., MacRae C., Solomon S., Benson D.W., Seidman J.G., Seidman C.E. Familial dilated cardiomyopathy locus maps to chromosome 2q31 (англ.) // Circulation (англ.) (рус. : journal. — Lippincott Williams & Wilkins (англ.) (рус., 1999. — March (vol. 99, no. 8). — P. 1022—1026. — PMID 10051295. Архивировано 24 мая 2008 года.

[pmid11846417-11] Itoh-Satoh M., Hayashi T., Nishi H., Koga Y., Arimura T., Koyanagi T., Takahashi M., Hohda S., Ueda K., Nouchi T., Hiroe M., Marumo F., Imaizumi T., Yasunami M., Kimura A. Titin mutations as the molecular basis for dilated cardiomyopathy (англ.) // Biochem. Biophys. Res. Commun. (англ.) (рус. : journal. — 2002. — February (vol. 291, no. 2). — P. 385—393. — doi:10.1006/bbrc.2002.6448. — PMID 11846417.

[pmid12145747-12] Hackman P., Vihola A., Haravuori H., Marchand S., Sarparanta J., De Seze J., Labeit S., Witt C., Peltonen L., Richard I., Udd B. Tibial muscular dystrophy is a titinopathy caused by mutations in TTN, the gene encoding the giant skeletal-muscle protein titin (англ.) // Am. J. Hum. Genet. (англ.) (рус. : journal. — 2002. — September (vol. 71, no. 3). — P. 492—500. — doi:10.1086/342380. — PMID 12145747. — PMC 379188.

[pmid9548712-13] Machado C., Sunkel C.E., Andrew D.J. Human autoantibodies reveal titin as a chromosomal protein (англ.) // J. Cell Biol. (англ.) (рус. : journal. — 1998. — April (vol. 141, no. 2). — P. 321—333. — doi:10.1083/jcb.141.2.321. — PMID 9548712. — PMC 2148454.

[14] Bowen, C.H., Sargent, C.J., Wang, A. et al. (2021). Microbial production of megadalton titin yields fibers with advantageous mechanical properties. Nat Commun 12, 5182 https://doi.org/10.1038/s41467-021-25360-6

[15] Irving M. (2021) Synthetic muscle fibers could make for clothing tougher than Kevlar Архивная копия от 31 августа 2021 на Wayback Machine. New Atlas

[CliffsNotes-16] What is the longest word in the English language? (неопр.) CliffsNotes.com. Дата обращения: 24 января 2016. Архивировано 4 февраля 2016 года.

[17] Oxford Word and Language Service team. Ask the experts - What is the longest English word? (неопр.) AskOxford.com / Oxford University Press. Дата обращения: 13 января 2008. Архивировано 12 апреля 2012 года.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]