Desmosin

Desmosin je proteinogenní aminokyselina. Spolu s dalšími aminokyselinami tvoří vlákninový a strukturní protein elastin. S mutacemi v genu ELN je narušena struktura elastinu.

Co je desmosin?

Aminokyseliny jsou důležitou součástí lidského organismu. Jsou to třídy organických sloučenin, které jsou tvořeny z alespoň jedné karboxylové skupiny a jedné aminoskupiny. Aminokyseliny jsou proto jak karboxylové kyseliny, tak aminy.

V závislosti na jejich poloze ve vztahu k karboxylové skupině mohou být aminokyseliny přiřazeny k různým skupinám. Aminokyseliny s koncovou karboxylovou skupinou se nazývají geminální nebo a a počítají se mezi a-aminokyseliny. Tyto aminokyseliny jsou prvky proteinů. Lidské tělo má více než 20 proteinogenních aminokyselin a 400 neproteinogenních aminokyselin. D-aminokyseliny jsou speciální skupinou. Jednou z více než 20 proteinogenních aminokyselin je desmosin, který spolu s podobně vytvořeným isodesmosinem tvoří vláknitý protein elastin.

Elastin a jeho rozpustný prekurzor tropolastin patří ke strukturním proteinům a přispívají k formování a retenci anatomických struktur. Elastin hraje zvláštní roli při roztažení velkých krevních cév, například aorty.

Funkce, efekt a úkoly

Desmosin je formálně čtyřnásobná aminokyselina. Ve středu je pyridiniový kruh. Pyridin je chemická sloučenina s empirickým vzorcem C5H5N, která může být přiřazena k heterocyklickým výchozím systémům a tvoří nejjednodušší azin ve formě šestičlenného kruhu s jedním atomem dusíku a pěti atomy uhlíku.

Desmosin může díky svému centrálnímu pyridiniovému kruhu propojit jednotlivé proteinové řetězce v elastinovém vláknovém proteinu. Složení elastinu je podobné složení kolagenu. Avšak místo hydroxylysinu má elastin významný podíl valinu. Lysinové zbytky jsou oxidovány na allysin enzymem lysyl oxidáza. Tři allysiny a jeden lysin zase tvoří desmosin ve formě prstence. Tento tvar hraje významnou roli v elasticitě celé molekuly elastinu.

Jako proteinová síť se elastin skládá z jednotek spojených s desmosinem a je elasticky roztažitelný. Plíce, kůže a krevní cévy jsou závislé na elastinu a jeho složce desmosinu, protože to je jediný způsob, jak získají svou značnou elasticitu. Desmosin fluoreskuje pod UV světlem modrou a dává elastinu jeho žlutou barvu, jeho nerozpustnost ve vodě, tepelnou stabilitu a odolnost vůči zásadám a proteázám.

Vzdělávání, výskyt, vlastnosti a optimální hodnoty

Tvorba desmosinu je také známá jako biosyntéza desmosinu. Během této biosyntézy se terminální aminoskupiny L-lysinových jednotek enzymem lysyl oxidázou oxidací převádějí na co-aldehydy.

Lysyl oxidáza je protein lysin 6 oxidáza, a tedy odpovídá enzymu, který se vyskytuje v extracelulárním prostoru pojivové tkáně. Při zesítění elastinu a kolagenu slouží jako katalyzátor a mechanický stabilizátor proteinů. Během biosyntézy desmosinu přeměňuje lysyl oxidáza lysin na allysin. Tento proces probíhá v extracelulární matrici a stabilizuje zesítění mezi kolagenem a elastinem. Z chemického hlediska odpovídá reakce oxidačnímu deaminaci za vzniku aldehydu. Allysin tvoří buď allysinaldol nebo desmosin s aldehydovými zbytky sousedních molekul tropelastinu prostřednictvím kondenzace aldolu.

Zbývající lysin tvoří prostřednictvím své aminoskupiny Schiffovu bázi a vytváří isodesmosin. Kromě krevních cév, plic a pokožky nesou všechny mikrofibrily zejména desmosin. Jedná se o nejmenší vlákna kolagenní, retikulární a elastické tkáně.

Nemoci a poruchy

Tvorba elastinu ze složek, jako je desmosin, je narušena při různých onemocněních. Tato onemocnění zahrnují především mutace v genu ELN. Nejdůležitější z nich jsou dermatochalasa, Williams-Beurenův syndrom a subvalvulární vrozená aortální stenóza. Dermatochalasa je skupina změn pojivové tkáně s familiární akumulací.

Pro tuto skupinu je charakteristická ochablá, méně pružná a pomačkaná kůže na různých částech těla. Gen ELN kóduje elastin a může takové příznaky vyvolat mutací. Williams-Beurenův syndrom je ve srovnání s tím poměrně vzácný a postihuje pouze jednoho z 20 000 novorozenců. Toto onemocnění je způsobeno vadou na chromozomu sedm. Genový lokus je 7q11.23. V důsledku defektu v tomto bodě postrádá postižený člověk elastinový gen a sousední geny. Delece genu elastinu způsobuje dysmorfismus obličeje a poruchy struktury vnitřních orgánů. Výsledkem mohou být srdeční vady, jako je supravalvulární stenóza aorty a malformace ledvin, jako je ledvina podkovy nebo stenóza ledvin. Kromě toho je často kognitivní postižení.

Duševní schopnosti postižených jsou podprůměrné. Přes slovní expresivitu většinou tvoří věty s malým obsahem. Začnou číst ve velmi raném věku, což často nadhodnocuje jejich mentální schopnosti. Kromě jejich hyperlexie vede jejich dokonalá výška k nadhodnocení. Jako forma mutace elastinu odpovídá subvalvulární vrozená aortální stenóza srdeční malformaci spojené se zúžením hlavní tepny. Supravalvulární stenóza leží nad aortální chlopní na začátku aorty.

Tato forma srdeční vady je často charakterizována zúžením ve tvaru přesýpacích hodin, které leží nad výtokem z koronárních cév. Vzestupnou část aorty lze také zúžit. Tato forma aortální stenózy se vyskytuje zvláště často v souvislosti s právě diskutovaným Williams-Beurenovým syndromem. Tato srdeční vada již byla pozorována bez ohledu na nemoc. V tomto případě však nemusí nutně souviset s mutací v genu pro elastin.