Vimentin egenskaper, struktur, funksjoner og bruksområder

1496
Charles McCarthy

De vimentin det er et av de 57 kDa fibrøse proteinene som er en del av det intracellulære cytoskelettet. Det er en del av de såkalte mellomfilamentene og er den første av disse elementene som dannes i alle typer eukaryote celler. Det finnes hovedsakelig i embryonale celler, og forblir i noen voksne celler, som endotelceller og blodceller..

I mange år trodde forskere at cytosolen var en slags gel der cellulære organeller fløt og det var proteiner i fortynning. Imidlertid anerkjenner de nå at virkeligheten er mer kompleks, og at proteiner danner et komplekst nettverk av filamenter og mikrotubuli som de har kalt cytoskelettet..

Mellomliggende filamentprotein, sårspiralregion, vimentinspiral. Tatt og redigert fra: Jawahar Swaminathan og MSD-ansatte ved European Institute of Bioinformatics [Public Domain Domain].

Artikkelindeks

  • 1 Funksjoner
  • 2 Struktur
  • 3 Cytoskjelettet
  • 4 Strukturelle elementer i cytoskelettet
    • 4.1 Mikrotubuli
    • 4.2 Mikrofilamenter
    • 4.3 Mellomliggende filamenter
  • 5 Vimentins rolle
  • 6 bruksområder
    • 6.1 Medisinsk
    • 6.2 Farmasøytisk og bioteknologisk
  • 7 Referanser

Kjennetegn

Vimentin er et fibrøst mellomfilamentprotein, 57 kDa og inneholder 466 aminosyrer. Det er vanlig som en del av cytoskelettet i mesenkymale, embryonale, endotelceller og vaskulære celler. Det er sjelden å finne dette proteinet i ikke-eukaryote organismer, men det har likevel blitt isolert i noen bakterier.

Vimentin er lateralt eller terminalt festet til endoplasmatisk retikulum, mitokondrier og kjerne.

I virveldyrorganismer er vimentin et sterkt konservert protein og er nært beslektet med immunresponsen og kontroll og transport av lipider med lav tetthet.

Struktur

Vimentin er et enkelt molekyl som, i likhet med alle mellomliggende filamenter, har et sentralt alfa-spiralformet domene. I endene (halen og hodet) har den amino (hode) og karboksyl (hale) domener uten spiraler eller ikke-spiralformede..

Alfa-heliske sekvenser presenterer et mønster av hydrofobe aminosyrer, som tjener eller bidrar til dannelsen av den hydrofobe forseglingen på den spiralformede overflaten..

Cytoskjelettet

Som navnet antyder, er det den strukturelle støtten til eukaryote celler. Det går fra plasmamembranens indre ansikt til kjernen. I tillegg til å tjene som et skjelett, slik at celler kan tilegne seg og opprettholde formen, har det andre viktige funksjoner.

Blant disse deltar i cellebevegelse, så vel som i delingsprosessen. Den støtter også intracellulære organeller og lar dem aktivt bevege seg i cytosolen, og deltar i noen intercellulære kryss..

I tillegg hevder noen forskere at enzymene som antas å være i løsning i cytosolen faktisk er forankret til cytoskjelettet, og enzymer med samme metabolske vei må være plassert nær hverandre.

Strukturelle elementer i cytoskelettet

Cytoskjelettet har tre hovedelementer: mikrotubuli, mikrofilamenter og mellomfilamenter. Disse elementene finnes bare i eukaryote celler. Hvert av disse elementene har en karakteristisk størrelse, struktur og intracellulær fordeling, og hver har også en annen sammensetning.

Mikrotubuli

Mikrotubuli er sammensatt av tubulin heterodimerer. De har en rørformet form, derav navnet deres, med en diameter på 25 nm og et hult senter. De er de største elementene i cytoskelettet. Lengden varierer mellom mindre enn 200 nm og flere mikrometer.

Veggen består vanligvis av 13 protofilamenter, anordnet rundt det sentrale lumen (hul). Det er to grupper mikrotubuli: på den ene siden mikrotubuli av axoneme, relatert til bevegelse av cilia og flagella. På den annen side er de cytoplasmatiske mikrotubuli.

Sistnevnte har forskjellige funksjoner, inkludert organisering og vedlikehold av formen til dyreceller, så vel som axonene til nervecellene. De er også involvert i dannelsen av mitotiske og meiotiske spindler under celledeling, og i orientering og bevegelse av vesikler og andre organeller..

Mikrofilamenter

De er filamenter som består av aktin, et protein på 375 aminosyrer og en molekylvekt på ca. 42 kDa. Disse filamentene har en diameter mindre enn en tredjedel av diameteren på mikrotubuli (7 nm), noe som gjør dem til de minste filamentene i cytoskelettet..

De er til stede i de fleste eukaryote celler og har forskjellige funksjoner; blant dem, delta i utvikling og vedlikehold av mobilformen. I tillegg deltar de i lokomotoriske aktiviteter, både amoeboid bevegelse og i muskelsammentrekninger, ved interaksjon med myosin.

Under cytokinese (cytoplasmisk inndeling) er de ansvarlige for å produsere segmenteringsspor. Til slutt deltar de også i celle-celle- og celle-ekstracellulære matrikskryss..

Cytoskelett Et nettverk av filamentøse proteiner i cellecytoplasmaet. Tatt og redigert fra: Alice Avelino [CC BY-SA 4.0].

Mellomliggende filamenter

Med en omtrentlig diameter på 12 nm er de mellomliggende filamentene de med størst stabilitet og er også de minst løselige av elementene som utgjør cytoskelettet. Bare funnet i flercellede organismer.

Navnet kommer fra det faktum at størrelsen er mellom mikrotubuli og mikrofilamenter, så vel som mellom aktin- og myosinfilamenter i muskler. De finnes individuelt eller i grupper som danner bunter.

De består av et hovedprotein, og forskjellige tilbehørsproteiner. Disse proteinene er spesifikke for hvert vev. Mellomliggende filamenter finnes bare i flercellede organismer, og i motsetning til mikrotubuli og mikrofilamenter har de en veldig annen aminosyresekvens fra ett vev til et annet..

Basert på typen celle og / eller vev der de er funnet, blir de mellomliggende filamentene gruppert i seks klasser.

Klasse I

Dannet av syre-cytokeratiner som gir mekanisk motstand mot epitelvev. Molekylvekten er 40-56,5 kDa

Klasse II

Den består av grunnleggende cytokeratiner, som er litt tyngre enn de forrige (53-67 kDa), og hjelper dem til å gi mekanisk motstand mot epitelvevet..

Klasse III

Representeres av vimentin, desmin og GFA protein, som hovedsakelig finnes i mesenkymale celler (som nevnt tidligere), henholdsvis embryonale og muskelceller. De hjelper med å gi hver av disse cellene sin karakteristiske form.

Klasse IV

De er proteinene i nevrofilamenter. I tillegg til å stive nervecellens aksoner, bestemmer de også størrelsen på disse.

Klasse V

Representeres av lamellene som danner det kjernefysiske stillaset (kjernelaminat). De er til stede i alle typer celler

Klasse VI

Dannet av nestin, et 240 kDa molekyl funnet i nervestamceller og hvis funksjon forblir ukjent.

Funksjon av vimentin

Vimentin deltar i mange fysiologiske prosesser, men det skiller seg hovedsakelig ut for å tillate stivhet og motstand mot cellene som inneholder det, og unngå celleskader. De beholder organeller i cytosolen. De er også involvert i cellevedlegg, migrering og signalering..

applikasjoner

Doktor

Medisinske studier indikerer at vimentin fungerer som en markør for celler avledet fra mesenkym under normal og progressiv utvikling av kreftmetastase.

Andre studier indikerer at antistoffer eller immunceller som inneholder VIM-genet (genet som koder for vimentin), kan brukes som markører i histopatologi og ofte for å oppdage epitel- og mesenkymale svulster..

Farmasøytisk og bioteknologi

Den farmasøytiske og bioteknologiske industrien har i stor grad utnyttet egenskapene til vimentin og brukt den til produksjon av et viktig utvalg av produkter, som genetisk konstruerte antistoffer, vimentinproteiner, ELISA-sett og komplementære DNA-produkter, blant mange andre..

Immunfluorescensmønster av antistoffer mot vimentin. Produsert ved bruk av serum fra en pasient i HEp-20-10 celler med et FITC-konjugat. Tatt og redigert fra: Simon Caulton [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)].

Referanser

  1. Hva er Vimentin? Gjenopprettet fra: technologynetworks.com.
  2. M.T. Cabeen & C. Jacobs-Wagner (2010). Det bakterielle cytoskjelettet. Årlig gjennomgang av genetikk.
  3. Vimentin. Gjenopprettet fra en.wikipedia.org.
  4. W.M. Becker, L.J. Kleinsmith & J. Hardin. (2006). World of the cell. 6th utgave. Pearson Education Inc.,
  5. H. Herrmann, & U. Aebi (2000). Mellomliggende filamenter og deres medarbeidere: Multitalent strukturelle elementer som spesifiserer cytoarkitektur og cytodynamikk. Nåværende mening i cellebiologi
  6. FRA. Ingber (1998). Livets arkitektur. Vitenskapelig amerikaner.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.