Titin, auch bekannt als Connectin, ist ein flexibles intrasarkomeres filamentöses Protein, das größte heute bekannte Proteine ist. Titine sind eine Familie großer Proteine, die in zwei Unterklassen von gestreiften und Nicht-Muskelzellen von Wirbeltieren zerlegt werden können .

Gesamtstruktur

Titin, ein Polypeptidkettenprotein, das größer als 1 µm lang und 3-4 nm breit ist . Das Proteinmolekül hat ein Molekulargewicht von bis zu ca. 4 Mda. Titin ist eine Multidomänenstruktur, die aus zwei Arten von Domänen besteht, die Immunglobulin (Ig) und Fibronektin ähnlich sind. Im Titin sind etwa 300 Ig- und Fibronektin-Domänen vorhanden, wobei auch Kinasedomänen nahe dem Carboxylterminus vorhanden sind. Diese beiden Arten von Domänen sind β-Sandwiches von sieben oder acht Strängen, die aus etwa 100 Resten bestehen. Der Carboxylterminus befindet sich im Kopfbereich eines Titinmoleküls, das als rotes Teilmolekülbild dargestellt ist. Die Struktur enthält auch spezialisierte Bindungsstellen und eine mutmaßliche elastische Region, die PEVK-Domäne, und es gibt eine einzigartige Sequenzregion, die Teil eines Titinmoleküls ist . Titin amulti-Domain-Struktur ist offensichtlich durch die Interdomain Periodizität in der Struktur gesehen. Ein Titinmolekül ist eine halbe Sacromergröße mit den vier Regionen des I-Bandes, des A-Bandes, der M-Linie und der Z-Linie. Der I-Band-Abschnitt des Titins besteht nur aus Ig-Domänen und eindeutigen Sequenzen, wobei die Ig-Domänen im Tandem angeordnet sind. Der A-Band-Abschnitt ist der größte Teil des Proteinmoleküls mit einer hochkonservierten Sequenz. Im A-Band-Abschnitt sind die Ig- und Fibronektin-Domänen in einem Long Range-Muster aufgebaut und werden als Super Repeats bezeichnet. Es gibt zwei Arten von Ig- und Fibronektin-Sets, die in Langstreckenmustern angeordnet sind, die entweder aus sieben oder elf Domänen bestehen. In der Nähe des Endes des A-Bandes befinden sich sechs Kopien kleiner Superwiederholungen, die 25-30 nm lang sind. Die M-Linie enthält die überlappenden Carboxylterminusbereiche des Titinmoleküls. Die Z-Linienregion befindet sich am gegenüberliegenden Ende, das die überlappten aminoterminalen Regionen eines Moleküls aus dem benachbarten Sacromer aufweist.

Funktion

Titin scheint eine Schlüsselkomponente bei der Montage und Funktion von Wirbeltieren straited Muskeln zu sein. Eine Hauptfunktion von Titin ist die elastische Stabilisierung der relativen Positionen von Myosin- und Aktinfilamenten. Es hat Regionen, die die verschiedenen Teile des Sacromers widerspiegeln, die mechanische Funktionen, katalytische Funktionen und die Fähigkeit haben, viele andere Sacromerproteine zu binden. Die Proteinmoleküle spielen eine Rolle bei der Montage von Dickfilamenten und Sacromeren. Titin spielt eine Rolle bei Muskelsignalmechanismen, dies wurde von der Kinasedomäne in Richtung Carboxyterminal entdeckt, M-Leitungsende, und potenzielle Phosphorylierungsstellen in der Nähe beider Enden. Es ist bekannt, dass sowohl das Z-Line- als auch das M-Line-Ende der Titinmoleküle Teile des Signalwegs sind, die Spannungs- und Proteinumsatzmechanismen steuern. Titin ist auch für die Elastizität entspannter quergestreifter Muskeln verantwortlich und fungiert als molekulares Gerüst für die Bildung dicker Filamente. Es erzeugt den größten Teil der elastischen Reaktion eines Sacromers, das wie eine bidirektionale Feder reagiert, die sich während der Bewegung der Muskeln dehnt und zurückspringt, um die Myofibrille in ihren Ruhezustand zurückzuversetzen . Im reifen Muskel sollen Titinmoleküle an den Mechanismen beteiligt sein, die die Elastizität und den Funktionsbereich (den Längenbereich von Sacromeren, wenn sie sich im Muskel in vivo verkürzen und erstrecken) von Sacromerlängen und spannungsbezogenen Prozessen im Körper steuern.

Es wurde festgestellt, dass intaktes Titin für die normale Muskelstruktur und -funktion wichtig ist. Dies wurde beobachtet, wenn eine Titinmutation die Sacromeranordnung und -funktion störte, ein Beispiel wären Mutationen, die den I-Band-Teil von Titin beeinflussen und die Elastizität des Muskels verändern würden.

Titin ist mit Chromosomen verbunden und spielt eine Schlüsselrolle bei der Mitose. Während der Mitose kontrolliert Titin den axialen Durchmesser der mitotischen Chromosomen.

Struktur im Zusammenhang mit der Funktion

Titin ist ein ziemlich lineares Protein mit einer Begründung, warum die Struktur so ist. Titin ist ein fadenförmiges Protein, das seine Aufgabe in quergestreiften Muskeln erfüllen kann. Die Moleküle werden selbst mit Banden gebildet und wenn sie Sacromere bilden, reihen sie sich linear nebeneinander auf. Die Struktur kann eine Vorstellung davon geben, wie sie sich auf die Funktion bezieht und wie Titin als Gummiband in den Muskeln wirkt.