VIMENTIN: EGENSKABER, STRUKTUR, FUNKTIONER OG ANVENDELSER - BIOLOGI - 2025

Den vimentin er et fibrøst protein på 57 kDa, er en del af det intracellulære cytoskelet. Det er en del af de såkaldte mellemfilamenter og er den første af disse elementer, der dannes i enhver type eukaryot celle. Det findes hovedsageligt i embryonale celler og forbliver i nogle voksne celler, såsom endotelceller og blodlegemer.

I mange år troede videnskabsmænd, at cytosol var en slags gel, hvori cellulære organeller flydede, og der var proteiner i fortynding. De erkender dog nu, at virkeligheden er mere kompleks, og at proteiner danner et komplekst netværk af filamenter og mikrotubuli, som de har kaldt cytoskelettet.

Protein af det mellemliggende filament, regionen af ​​sårspolen, vimentin-spiralen. Taget og redigeret fra: Jawahar Swaminathan og MSD-personalet ved European Institute of Bioinformatics.

egenskaber

Vimentin er et fibrøst mellemliggende filamentprotein, 57 kDa og indeholder 466 aminosyrer. Det er almindeligt som en del af cytoskelettet af mesenchymale, embryonale, endoteliale celler 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 knyttet til det endoplasmatiske retikulum, mitokondrierne og kernen.

I hvirveldyrsorganismer er vimentin et stærkt konserveret protein og er tæt forbundet med immunresponsen og kontrol og transport af lipider med lav densitet.

Struktur

Vimentin er et simpelt molekyle, som ligesom alle mellemliggende filamenter har et centralt alfa-helisk domæne. I dens ender (hale og hoved) har det amino (hoved) og carboxyl (hale) domæner uden helixer eller ikke-spiralformede domæner.

De alfa-heliske sekvenser præsenterer et mønster af hydrofobe aminosyrer, der tjener eller bidrager til dannelsen af ​​den hydrofobe tætning på den spiralformede overflade.

Cytoskelettet

Som navnet antyder er det strukturel understøttelse af eukaryote celler. Det går fra den indvendige side af plasmamembranen til kernen. Ud over at tjene som et skelet, hvilket giver celler mulighed for at erhverve og bevare deres form, har det andre vigtige funktioner.

Blandt disse er deltagelse i cellebevægelse samt i dens opdelingsproces. Det understøtter også intracellulære organeller og giver dem mulighed for aktivt at bevæge sig inden i cytosol og deltager i nogle intercellulære kryds.

Derudover hævder nogle forskere, at enzymer, der menes at være i opløsning i cytosol, faktisk er forankret i cytoskelettet, og enzymer i den samme metabolske vej skal være placeret tæt på hinanden.

Strukturelle elementer i cytoskelettet

Cytoskelettet har tre vigtigste strukturelle elementer: mikrotubuli, mikrofilamenter og mellemliggende filamenter. 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 består af tubulin heterodimerer. De har en rørform, deraf deres navn, med en diameter på 25 nm og et hult centrum. De er de største elementer i cytoskelettet. Længden varierer mellem mindre end 200 nm og adskillige mikrometer lang.

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

Sidstnævnte har forskellige funktioner, herunder organisering og opretholdelse af dyrecellers form såvel som nervecellers aksoner. De er også involveret i dannelsen af ​​mitotiske og meiotiske spindler under celledeling og 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 diameteren på mikrotubulier (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 deltager i udviklingen og vedligeholdelsen af ​​den cellulære form. Derudover deltager de i lokomotoriske aktiviteter, både amoeboid bevægelse og muskelsammentrækninger, ved interaktion med myosin.

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

cytoskeleton Et netværk af filamentøse proteiner i cellecytoplasma. Taget og redigeret fra: Alice Avelino.

Mellemtråd

Med en omtrentlig diameter på 12 nm er de mellemliggende filamenter dem med størst stabilitet og er også den mindst opløselige af de elementer, der udgør cytoskelettet. De findes kun i flercellede organismer.

Navnet skyldes, at dets størrelse er mellem mikrotubuli og mikrofilamenter, såvel som mellem aktin og myosinfilamenter i muskler. De kan findes enkeltvis eller i grupper, der danner bundter.

De består af et vigtigt protein 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 den type celle og / eller væv, hvor de findes, grupperes de mellemliggende filamenter i seks klasser.

Klasse I

Sammensat af sure cytokeratiner, der giver mekanisk modstand mod epitelvæv. Dets molekylvægt er 40-56,5 kDa

Klasse II

Det består af de basale cytokeratiner, der 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 mesenchymale celler (som nævnt tidligere), henholdsvis embryonale og muskelceller. De hjælper med at give hver af disse celler sin karakteristiske form.

Klasse IV

De er proteiner fra neurofilamenter. Ud over at afstive nervecellers aksoner bestemmer de også deres størrelse.

Klasse V

Repræsenteret af laminae, der danner det nukleare stillads (kernelaminer). De findes i alle typer celler

Klasse VI

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

Funktion af vimentin

Vimentin deltager i mange fysiologiske processer, men det skiller sig hovedsageligt ud for at tillade stivhed og modstand mod de celler, der indeholder den, og undgå celleskade. De bevarer organeller i cytosolen. De er også involveret i cellefæstning, migrering og signalering.

Applikationer

Læge

Medicinske undersøgelser viser, at vimentin fungerer som en markør for celler, der stammer fra mesenchyme, under den normale og progressive udvikling af kræftmetastase.

Andre undersøgelser viser, 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 bioteknologi

Farmaceutiske og bioteknologiske industrier har i vid udstrækning draget fordel af egenskaber af vimentin og brugt det til produktion af en vigtig række produkter, såsom genetisk manipulerede antistoffer, vimentinproteiner, ELISA-sæt, og komplementære DNA-produkter, blandt mange andre.

Immunofluorescensmønster af antistoffer mod vimentin. Fremstillet under anvendelse af serum fra en patient i HEp-20-10 celler med et FITC-konjugat. Taget og redigeret fra: Simon Caulton.

Referencer

1. Hvad er Vimentin? Gendannes fra: technologynetworks.com.
2. MT Cabeen & C. Jacobs-Wagner (2010). Bakteriecytoskelettet. Årlig gennemgang af genetik.
3. Vimentin. Gendannet fra en.wikipedia.org.
4. WM Becker, LJ Kleinsmith & J. Hardin. (2006). Celleverden. 6. ^th udgave. Pearson Education Inc,
5. H. Herrmann, & U. Aebi (2000). Mellemfilamenter og deres medarbejdere: Multi-talentfulde strukturelle elementer, der specificerer cytoararkitektur og cytodynamik. Nuværende udtalelse inden for cellebiologi
6. DE Ingber (1998). Livets arkitektur. Videnskabelig amerikansk.