إيلاستين

إيلاستين هو بروتين يقع في الأنسجة الضامة التي هي مرنة أساسا، ويسمح للعديد من الأنسجة في الجسم باستعادة شكلها بعد تمتدها أو تلفها. والإيلاستين يساعد الجلد على العودة إلى وضعه الأصلي عندما يتعرض لتلف أو تغير عرضي. ويعتبر الإيلاستين هو أيضا مهم في عمل الأنسجة الحاملة في أجسام الفقاريات ويتكون في الأعضاء التي تؤدي حركات مرنة مثل الرئتين والأوعية الدموية ويشترك في تشكيلها. في البشر، يرمز للإيلاستين بواسطة جين ELN.
الوظيفة
يقوم جين ELN بتشفير بروتين هو أحد مكونين للألياف المرنة. البروتين المشفر غني بالأحماض الأمينية الكارهة للماء مثل الجلايسين والبرولين، والتي تشكل مناطق متحركة كارهة للماء تحدها روابط متقاطعة بين بقايا اللايسين. تم العثور على نسخ متغيرة متعددة ترميزية للأشكال الإسوية المختلفة لهذا الجين. المركب الطليعي للإيلاستين القابل للذوبان هو تروبولاستين. يتوافق توصيف الاضطراب مع آلية الارتداد المرن المدفوعة بالانتروبيا. يُستنتج أن الاضطراب التوافقي هو سمة من سمات بنية ووظيفة الإيلاستين.
الأهمية السريرية
ترتبط عمليات الحذف (الخبن) والطفرات في هذا الجين بتضيق الصمام الأبهري (SVAS) وانحلال النسيج المرن المعمم السائد. تشمل العيوب الأخرى المرتبطة بالإيلاستين متلازمة مارفان وانتفاخ الرئة الناجم عن نقص ألفا 1-أنتيتريبسين وتصلب الشرايين ومتلازمة بوشكي أوليندورف ومرض مينكيس والورم الأصفر الكاذب المرن ومتلازمة ويليامز.
تنكس النسيج المرن
المُران هو تراكم الإيلاستين في الأنسجة، وهو شكل من أشكال الأمراض التنكسية. هناك العديد من الأسباب، ولكن السبب الأكثر شيوعًا هو تنكس النسيج المرن السفعي، المعروف أيضًا باسم تنكس النسيج المرن الشمسي، والذي ينتج عن التعرض الطويل والمفرط للشمس، وهي عملية تعرف باسم الشيخوخة الضوئية. تشمل الأسباب غير الشائعة للإصابة بالمران الجلدي: تنكس النسيج المرن الساعي الثاقب، والمرن التكلسي الثاقب والمرن البؤري الخطي.
البنية
في الجسم، يرتبط الإيلاستين عادةً ببروتينات أخرى في الأنسجة الضامة. الألياف المرنة في الجسم عبارة عن مزيج من الإيلاستين غير المتبلور والفايبريلين الليفي. يتكون كلا المكونين بشكل أساسي من الأحماض الأمينية الأصغر مثل الجلايسين والفالين والألانين والبرولين. يتراوح إجمالي الإيلاستين من 58 إلى 75٪ من وزن الشريان الجاف المنزوع الدهن في شرايين الكلاب الطبيعية. تظهر المقارنة بين الأنسجة الطازجة والمهضومة أنه عند إجهاد 35٪ ،يحمل الإيلاستين ما لا يقل عن 48٪ من الحمل الشرياني ، ويعزى 43٪ على الأقل من التغير في تصلب الأنسجة الشريانية إلى تغير تصلب الإيلاستين.
توزيع الأنسجة
يؤدي الإيلاستين وظيفة مهمة في الشرايين كوسيط لانتشار موجات الضغط للمساعدة في تدفق الدم وهو وفير بشكل خاص في الأوعية الدموية المرنة الكبيرة مثل الشريان الأورطي. الإيلاستين مهم أيضًا في الرئتين والأربطة المرنة والغضاريف المرنة والجلد والمثانة. وهو موجود في جميع الفقاريات فوق الأسماك عديمة الفك.
المميزات
الإيلاستين هو بروتين طويل العمر، وعمره النصفي يزيد عن 78 عامًا في البشر.
الأبحاث السريرية
تمت دراسة جدوى استخدام التروبولاستين البشري المؤتلف لتمكين إنتاج ألياف الإيلاستين لتحسين مرونة الجلد في الجروح والندبات. بعد الحقن تحت الجلد لتروبولاستين بشري مؤتلف في جروح جديدة، لم يكن هناك تحسن في التندب أو مرونة التندب النهائي.
التخليق الحيوي
المركبات الطليعية للتروبولاستين
يتكون الإيلاستين من خلال ربط العديد من جزيئات بروتين تروبولاستين الصغيرة القابلة للذوبان (50-70 كيلو دالتون)، لجعل المركب النهائي الضخم غير قابل للذوبان ومتين. لا تتوافر جزيئات التروبولاستين غير المرتبطة عادة في الخلية، لأنها تصبح متشابكة في ألياف الإيلاستين فور توليفها بواسطة الخلية وأثناء تصديرها إلى النسيج البيني خارج الخلية. يتكون كل تروبولاستين من سلسلة من 36 نطاق بروتيني صغير، يزن كل منها حوالي 2 كيلو دالتون في تشكيل ملف عشوائي. يتكون البروتين من نطاقات متناوبة كارهة للماء ومحبة للماء، والتي يتم ترميزها بواسطة إكسونات منفصلة، بحيث يعكس هيكل النطاق لتروبولاستين تنظيم إكسون للجين. تحتوي النطاقات المحبة للماء على أشكال (Lys-Ala (KA و (Lys-Pro (KP التي تشارك في التشابك أثناء تكوين الإيلاستين الناضج. في نطاقات KA، تظهر بقايا اللايسين على شكل أزواج أو ثلاثة توائم مفصولة بواحد أو ثلاثة من بقايا ألانين (مثل AAAKAAKAA) بينما في نطاقات KP، يتم فصل بقايا اللايسين بشكل أساسي عن طريق بقايا البرولين (مثل KPLKP).
التجميع
يتجمع التروبولاستين عند درجة الحرارة الفسيولوجية بسبب التفاعلات بين النطاقات الكارهة للماء في عملية تسمى الغروانية. هذه العملية قابلة للعكس ويتم التحكم فيها ديناميكيًا ولا تتطلب تحلل البروتين. تتشكل غرونيات غير قابلة للذوبان عن طريق التشابك الذي لا رجعة فيه.
التشابك
لصنع ألياف الإيلاستين الناضجة، يتم ربط جزيئات التروبولاستين عبر بقايا اللايسين مع جزيئات ديسموسين وإيزوديسموسين المترابطة. الإنزيم الذي يؤدي الربط المتشابك هو أوكسيديز ليسيل، باستخدام تفاعل تخليق تشيشيبابين للبيريدين في الجسم الحي.
البيولوجيا الجزيئية
في الثدييات، يحتوي الجينوم على جين واحد فقط من التروبولاستين، يسمى ELN. إن جين ELN البشري عبارة عن مقطع 45 كيلو بايت على الكروموسوم 7، وله 34 إكسونات تقطع بحوالي 700 إنترون، مع كون الإكسون الأول عبارة عن ببتيد إشعاري يحدد موقعه خارج النسيج البيني للخلية. يشير العدد الكبير من الإنترونات إلى أن إعادة التركيب الجيني قد تساهم في عدم استقرار الجين، مما يؤدي إلى أمراض مثل SVAS. غن مصطلح التروبولاستين mRNA ينظم بدرجة عالية تحت ثمانية مواقع مختلفة على الأقل لبدء النسخ.
يتم إنتاج المتغيرات الخاصة بالأنسجة من الإيلاستين عن طريق التضفير البديل لجين التروبولاستين. هناك ما لا يقل عن 11 من الأشكال الإسوية للتروبولاستين البشري المعروف. تخضع هذه الأشكال الإسوية للتنظيم النمائي، ولكن هناك اختلافات طفيفة بين الأنسجة في نفس المرحلة التنموية.
هوامش
: وعُرِّب باسم المَرِنين
المراجع
وصلات اضافية
GeneReviews/NIH/NCBI/UW entry on Williams or Williams-Beuren Syndrome
The Elastin Protein
Microfibril
بروتينات مرتبطة بالشيخوخة
بروتينات بشرية
بروتينات سكرية
بروتينات نسيج خارج الخلية
بروتينات هيكلية
بوليمرات مرنة
جينات على كروموسوم 7
جينات على كروموسوم بشري
مواد حيوية