Desmosin

Desmosin je proteinogena aminokiselina. Zajedno s drugim aminokiselinama tvori vlaknasti i strukturni protein elastin. Mutacijama u genu ELN narušava se struktura elastina.

Što je desmosin?

Aminokiseline su važan dio ljudskog organizma. Oni su klasa organskih spojeva koji su stvoreni iz najmanje jedne karboksi skupine i jedne amino skupine. Aminokiseline su stoga i karboksilne kiseline i amini.

Ovisno o njihovom položaju u odnosu na karboksi skupinu, aminokiseline se mogu svrstati u različite skupine. Aminokiseline s terminalnom karboksi skupinom nazivaju se geminalnim ili α i računaju se među α-aminokiselinama. Ove aminokiseline su elementi proteina. Ljudsko tijelo ima više od 20 proteinogenih aminokiselina i 400 neproteinogenih aminokiselina. D-aminokiseline su posebna skupina. Jedna od više od 20 proteinogenih aminokiselina je desmosin, koji zajedno sa sličnim izgrađenim izodesmosinom stvara vlaknasti protein elastin.

Elastin i njegov topljivi prethodnik tropoelastin pripadaju strukturnim proteinima i doprinose oblikovanju i zadržavanju anatomskih struktura. Elastin igra posebnu ulogu u sposobnosti velikih krvnih žila da se istežu, na primjer aorte.

Funkcija, efekt i zadaće

Desmosin je formalno četverostruka aminokiselina. U sredini ima prsten piridinija. Piridin je kemijski spoj empirijske formule C5H5N, koji se može dodijeliti heterocikličkim matičnim sustavima i formira najjednostavniji azin u obliku šesteročlanog prstena s jednim atomom dušika i pet atoma ugljika.

Zahvaljujući središnjem piridinijevom prstenu, desmosin može umrežiti pojedine proteinske lance u vlaknima proteina elastina. Sastav elastina sličan je sastavu kolagena. Umjesto hidroksilizina, elastin ima značajan udio valina. Ostaci lizina oksidiraju u alizin enzimom lizil oksidazom. Tri alsina i jedan lizin zauzvrat tvore desmosin u obliku prstena. Ovaj oblik igra značajnu ulogu u elastičnosti čitave molekule elastina.

Kao proteinska mreža, elastin se sastoji od jedinica koje su povezane s desmosinom i elastično se rastegljiv. Pluća, kao i koža i krvne žile ovise o elastinu i njegovoj komponenti desmosinu, jer je to jedini način da im se postigne značajna elastičnost. Desmosin fluorescira plavo pod UV svjetlošću i daje elastinu žutu boju, nerastvorljivost u vodi, toplinsku stabilnost i otpornost na lužine i proteaze.

Obrazovanje, pojava, svojstva i optimalne vrijednosti

Tvorba desmosina poznata je i kao biosinteza desmosina. Tijekom ove biosinteze, terminalne amino skupine L-lizinskih jedinica pretvara se u ω-aldehide enzimom lizil oksidazom oksidacijom.

Lizil oksidaza je protein-lizin 6 oksidaza i stoga odgovara enzimu koji se javlja u izvanćelijskom prostoru vezivnog tkiva. U unakrsnom povezivanju elastina i kolagena on služi kao katalizator i mehanički stabilizator proteina. Tijekom biosinteze desmozina, lizil oksidaza pretvara lizin u alilizin. Taj se proces odvija u izvanstaničnoj matrici i stabilizira umreženost kolagena i elastina, a s kemijskog stajališta reakcija odgovara oksidacijskom deaminaciji radi stvaranja aldehida. Alizin formira ili alisinaldol ili desmosin s ostacima aldehida susjednih molekula tropelastina putem kondenzacije aldola.

Preostali lizin tvori Schiffovu bazu putem njegove amino skupine i stvara isodesmosin. Pored krvnih žila, pluća i kože, svi mikrofibrili posebno nose dezmosin. To su najmanja vlakna kolagena, retikularnog i elastičnog tkiva.

Bolesti i poremećaji

Stvaranje elastina iz komponenti poput desmozina poremećeno je kod različitih bolesti. Ove bolesti uključuju primarno mutacije u genu ELN. Najvažnija od njih su dermatokalaza, Williams-Beurenov sindrom i subvalvularna kongenitalna aortna stenoza. Dermatokaliza je skupina promjena vezivnog tkiva s obiteljskim nakupljanjem.

Karakteristično za ovu skupinu je viseća, manje elastična i naborana koža na raznim dijelovima tijela. ELN gen kodira elastin i može izazvati takve simptome mutacijom. Williams-Beuren sindrom prilično je rijedak u usporedbi s tim, a pogađa samo jedno od 20 000 novorođenčadi. Bolest je uzrokovana defektom na sedam kromosoma. Lokus gena je 7q11.23. Zbog oštećenja u ovom trenutku, pogođenoj osobi nedostaje gen elastina i susjednih gena. Brisanje gena elastina uzrokuje dismorfizam lica i poremećaje u unutarnjoj strukturi organa. To može rezultirati srčanim oštećenjima kao što su supravalvularna aortna stenoza i malformacije bubrega, kao što je potkovi bubrega ili stenoza bubrega. Uz to, često postoji kognitivna invalidnost.

Mentalne sposobnosti oboljelih ispod su prosjeka. Unatoč verbalnoj ekspresivnosti, oni uglavnom tvore rečenice s malo sadržaja. Počinju čitati u vrlo ranoj dobi, što često precjenjuje njihove mentalne sposobnosti. Osim hiperleksije, njihov savršeni rezultat često dovodi do precjenjivanja. Kao oblik mutacije elastina, subvalvularna kongenitalna aortna stenoza zauzvrat odgovara srčanim malformacijama povezanim sa sužavanjem glavne arterije. Supravalvularna stenoza leži iznad aortnog zalistaka na početku aorte.

Ovaj oblik oštećenja srca često karakteriziraju stezanja u obliku pješčanog sata koja leže iznad izlaza koronarnih žila. Uzlazni dio aorte također se može suziti. Ovaj oblik aortne stenoze javlja se često često u kontekstu Williams-Beurenovog sindroma o kojem se upravo raspravljalo. Već je uočena ova srčana mana bez obzira na bolest. U ovom slučaju, međutim, to ne mora nužno biti povezano s mutacijom gena elastina.