Vimentin karakteristika, struktur, funktioner og anvendelser

4823
Jonah Lester

Det vimentin det er et af de 57 kDa fibrøse proteiner, der er en del af det intracellulære cytoskelet. Det er en del af de såkaldte mellemfilamenter og er det første af disse grundstoffer, der dannes i enhver type eukaryot celle. Det findes hovedsageligt i embryonale celler og forbliver i nogle voksne celler, såsom endotel og blodlegemer..

I mange år troede forskere, at cytosolen var en slags gel, hvor de cellulære organeller flød, og der var proteiner i fortynding. Imidlertid anerkender de nu, at virkeligheden er mere kompleks, og at proteiner danner et komplekst netværk af filamenter og mikrotubuli, som de har kaldt cytoskeletet..

Mellemliggende filamentprotein, sårspiralregion, vimentinspiral. Taget og redigeret fra: Jawahar Swaminathan og MSD-personale ved Det Europæiske Institut for Bioinformatik [Public Domain Domain].

Artikelindeks

  • 1 Funktioner
  • 2 Struktur
  • 3 Cytoskelet
  • 4 Strukturelle elementer i cytoskelettet
    • 4.1 Mikrotubuli
    • 4.2 Mikrofilamenter
    • 4.3 Mellemliggende filamenter
  • 5 Vimentins rolle
  • 6 anvendelser
    • 6.1 Medicinsk
    • 6.2 Farmaceutisk og bioteknologisk
  • 7 Referencer

Egenskaber

Vimentin er et fibrøst mellemfilamentprotein, 57 kDa og indeholder 466 aminosyrer. Det er almindeligt som en del af cytoskelet af mesenkymale, embryonale, endotel- og vaskulære celler. Det er sjældent at finde dette protein i ikke-eukaryote organismer, men det er ikke desto mindre blevet isoleret i nogle bakterier.

Vimentin er lateralt eller terminalt bundet til det endoplasmatiske retikulum, mitokondrier og kerne.

I hvirveldyrsorganismer er vimentin et stærkt konserveret protein og er nært beslægtet med immunresponset og kontrol og transport af lipider med lav densitet.

Struktur

Vimentin er et simpelt molekyle, der ligesom alle mellemliggende filamenter har et centralt alfa-spiralformet domæne. I enderne (hale og hoved) har den amino (hoved) og carboxyl (hale) domæner uden spiraler eller ikke-spiralformede..

Alfa-spiralformede sekvenser præsenterer et mønster af hydrofobe aminosyrer, der tjener eller bidrager til dannelsen af ​​den hydrofobe forsegling på den spiralformede overflade..

Cytoskelet

Som navnet antyder, er det den strukturelle understøttelse af eukaryote celler. Det går fra den indre overflade af plasmamembranen til kernen. Ud over at tjene som et skelet, der giver celler mulighed for at erhverve og vedligeholde deres form, har det andre vigtige funktioner.

Blandt disse deltager i cellebevægelse såvel som i dets delingsproces. Det understøtter også intracellulære organeller og giver dem mulighed for aktivt at bevæge sig inden i cytosolen og deltager i nogle intercellulære kryds..

Derudover hævder nogle forskere, at de enzymer, der menes at være i opløsning i cytosolen, faktisk er forankret i cytoskelettet, og enzymer med samme metaboliske vej skal være placeret tæt på hinanden.

Strukturelle elementer i cytoskeletet

Cytoskeletet har tre strukturelle hovedelementer: mikrotubuli, mikrofilamenter og mellemfilamenter. Disse elementer findes kun i eukaryote celler. Hvert af disse elementer har en karakteristisk størrelse, struktur og intracellulær fordeling, og hver har også en anden sammensætning.

Mikrotubuli

Mikrotubuli er sammensat af tubulin heterodimerer. De har en rørformet form, deraf deres navn, med en diameter på 25 nm og et hul center. De er de største elementer i cytoskelettet. Dens længde varierer mellem mindre end 200 nm og flere mikrometer lang.

Dens væg består generelt af 13 protofilamenter, der er arrangeret omkring det centrale lumen (hul). Der er to grupper mikrotubuli: på den ene side axonemets mikrotubuli, der er relateret til bevægelse af cilia og flagella. På den anden side er de cytoplasmatiske mikrotubuli.

Sidstnævnte har forskellige funktioner, herunder organisering og vedligeholdelse af formen på dyreceller såvel som nervecellernes axoner. De er også involveret i dannelsen af ​​mitotiske og meiotiske spindler under celledelinger og i orientering og bevægelse af vesikler og andre organeller..

Mikrofilamenter

De er filamenter, der består af actin, et protein på 375 aminosyrer og en molekylvægt på ca. 42 kDa. Disse filamenter har en diameter på mindre end en tredjedel af mikrotubuliens diameter (7 nm), hvilket gør dem til de mindste filamenter i cytoskelettet..

De er til stede i de fleste eukaryote celler og har forskellige funktioner; blandt dem, deltage i udviklingen og vedligeholdelsen af ​​den cellulære form. Derudover deltager de i bevægelsesaktiviteter, både amoeboid bevægelse og i muskelsammentrækninger ved interaktion med myosin.

Under cytokinese (cytoplasmatisk opdeling) er de ansvarlige for at producere segmenteringsriller. Endelig deltager de også i celle-celle- og celle-ekstracellulære matrixkryds..

Cytoskelet Et netværk af trådformede proteiner i cellecytoplasmaet. Taget og redigeret fra: Alice Avelino [CC BY-SA 4.0].

Mellemliggende filamenter

Med en omtrentlig diameter på 12 nm er de mellemliggende filamenter dem, der har størst stabilitet og er også de mindst opløselige af de grundstoffer, der udgør cytoskelettet. Findes kun i flercellede organismer.

Navnet stammer fra det faktum, at dets størrelse er mellem mikrotubuli og mikrofilamenter såvel som mellem aktin- og myosinfilamenterne i musklerne. De kan findes individuelt eller i grupper, der danner bundter.

De består af et hovedprotein og forskellige tilbehørsproteiner. Disse proteiner er specifikke for hvert væv. Mellemliggende filamenter findes kun i flercellede organismer, og i modsætning til mikrotubuli og mikrofilamenter har de en meget forskellig aminosyresekvens fra et væv til et andet..

Baseret på typen af ​​celle og / eller væv, hvor de findes, er de mellemliggende filamenter grupperet i seks klasser.

Klasse I

Dannet af syre-cytokeratiner, der giver mekanisk modstand mod epitelvæv. Dens molekylvægt er 40-56,5 kDa

Klasse II

Den består af de grundlæggende cytokeratiner, som er lidt tungere end de foregående (53-67 kDa), og hjælper dem med at give mekanisk modstand mod epitelvævet..

Klasse III

Repræsenteret af vimentin, desmin og GFA protein, som hovedsageligt findes i mesenkymale celler (som nævnt før), henholdsvis embryonale og muskelceller. De hjælper med at give hver af disse celler deres karakteristiske form.

Klasse IV

De er proteinerne i neurofilamenter. Udover at stive nervecellernes axoner bestemmer de også størrelsen på disse.

Klasse V

Repræsenteret af laminerne, der danner det nukleare stillads (nukleare laminer). De er til stede i alle typer celler

Klasse VI

Dannet af nestin, et 240 kDa molekyle, der findes i nervestamceller, og hvis funktion forbliver ukendt.

Funktion af vimentin

Vimentin deltager i mange fysiologiske processer, men det skiller sig primært ud for at tillade stivhed og modstand mod cellerne, der indeholder det, og undgå celleskader. De bevarer organeller i cytosolen. De er også involveret i vedhæftet fil, migration og signalering..

Ansøgninger

Læge

Medicinske undersøgelser indikerer, at vimentin fungerer som en markør for celler afledt af mesenchym under den normale og progressive udvikling af kræftmetastase.

Andre undersøgelser indikerer, at antistoffer eller immunceller, der indeholder VIM-genet (genet, der koder for vimentin), kan bruges som markører i histopatologi og ofte til at detektere epitel- og mesenkymale tumorer..

Farmaceutisk og bioteknologisk

De farmaceutiske og bioteknologiske industrier har i vid udstrækning udnyttet vimentins egenskaber og brugt det til produktion af en vigtig række produkter såsom genetisk manipulerede antistoffer, vimentinproteiner, ELISA-kits og komplementære DNA-produkter, blandt mange andre..

Immunfluorescensmønster af antistoffer mod vimentin. Produceret ved anvendelse af serum fra en patient i HEp-20-10 celler med et FITC-konjugat. Taget og redigeret fra: Simon Caulton [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)].

Referencer

  1. Hvad er Vimentin? Gendannet fra: technologynetworks.com.
  2. M.T. Cabeen & C. Jacobs-Wagner (2010). Det bakterielle cytoskelet. Årlig gennemgang af genetik.
  3. Vimentin. Gendannet fra en.wikipedia.org.
  4. W.M. Becker, L.J. Kleinsmith & J. Hardin. (2006). Verdens celle. 6th udgave. Pearson Education Inc.,
  5. H. Herrmann & U. Aebi (2000). Mellemliggende filamenter og deres tilknytninger: Multitalent strukturelle elementer, der specificerer cytoarkitektur og cytodynamik. Nuværende mening inden for cellebiologi
  6. FRA. Ingber (1998). Livets arkitektur. Videnskabelig amerikaner.

Endnu ingen kommentarer