Dynein

Dynein on motorinen proteiini, joka ensisijaisesti varmistaa silikoiden ja flagellan liikkuvuuden. Siksi se on tärkeä, solun sisäisen ekstreelin, miehen sperman, eustakkian putken ja keuhkoputkien tai kohduntupan komponentti. Eri geenien mutaatio voi heikentää dyneiinin toimintaa.

Mikä on dynein?

Yhdessä myosiinin, kinesiinin ja prestinin kanssa sytoskeletaliproteiini dyneiini muodostaa ryhmän moottoriproteiineja. Allosteeriset motoriset proteiinit ovat vastuussa kuormien, kuten soluorganelien tai rakkuloiden, kuljettamisesta solujen sisällä.

Ne ovat solunsisäisten proteiinien joukossa ja voivat motorisen domeeninsa ansiosta sitoutua proteiiniverkkoon. Hätäalueellasi on sitova paikka kuormille. Dyneiini muodostaa yleensä dimeerejä kahdesta monomeeristä. Ne sitoutuvat mikrotubuluksiin, ts. Proteiineista tehtyihin putkimaisiin filamenteihin. Mikrotubulit kuljetetaan yleensä solukalvosta solutumpaan. Dyneinillä on useita alalajeja. Jotkut niistä esiintyvät yksinomaan silikoiden ja silmän aksonemassa. Yhdessä kinesiinin kanssa dyneiini on osa sytoskeleton mikrotubulusfilamentteja.

Flagellasta ja liikkuvista silikoista tulee Dyneinin kautta siirrettäviä ja suunnattavia komponentteja. Eri geenit koodittavat dyneiinia biomolekyylin perusteella. Geenit DNAL1, DNAI1, DNAH5 ja DNAH11 ovat esimerkiksi koodaavien geenien joukossa.

Toiminto, vaikutukset ja tehtävät

Kuten kaikki motoriset proteiinit, Dynein on kuljettaja, joka kuljettaa vesikkeleitä ja toteuttaa muut kuljetus- ja liikkumisprosessit. Molekyylin pääalue sitoutuu mikrotubuluksiin. Häntäosa voi olla vuorovaikutuksessa lipidikalvojen kanssa.

Pään alueella dyneiini voi sitoutua ja hydrolysoida adenosiinitrifosfaattia (ATP) kahdessa domeenissa. Tällä tavalla molekyylit toimittavat itselleen tarvittavan energian kuljetusprosesseihin. Hydrolyysi vastaa kemiallisten yhdisteiden pilkkomista lisäämällä vesimolekyyli. H2O-molekyylin dipoliominaisuus saa aineet jakautumaan. Jokainen dyneiinikompleksi sitoo ensin molekyylin itseensä. Sitten se kulkee mikrotubulua pitkin aikaisemmin saadun energian ansiosta. Kuljetus on suunnattua kuljetusta. Dyneiini voi siirtyä mikrotubuluksella vain miinuspään suuntaan.

Dyneiinit kuljettavat varauksensa plasmamembraanin reunalta mikrotubulusten järjestämiskeskukseen lähellä solun ydintä. Tämän tyyppistä kuljetusta kutsutaan myös taaksepäin kuljetukseksi. Moottoriproteiinikinesiini on vastuussa päinvastaisesta kuljetuksesta. Jotkut virukset käyttävät motoristen proteiinien kuljetusprosesseja päästäkseen solujen ytimeen, esimerkiksi herpes simplex. Koska dyneiini voi sitoutua membraanilipideihin ja mikrotubuluksiin samanaikaisesti, dyneiini yhdistää solun sisäpuoliset rakkurit sytoskeletoniin ja suorittaa ATP-riippuvaiset konformaatiomuutokset kuljettamalla ne proteiinirakenteen filamentin miinuspäähän.

Koulutus, esiintyminen, ominaisuudet ja optimaaliset arvot

Dyneiiniä esiintyy plasmamembraanin silikoissa. Jokaisessa A-tubulaarissa ciliassa on pari varrenmuotoisia rakenteita, tunnetaan myös nimellä dyneiinivarret, jotka on suunnattu naapurikappaleen B-putkeen. Konformaatioon liittyvien muutosten lisäksi Dynein liikuttaa pääasiassa siliaa ja flagellaa. Erityisesti silikoille on tällä välin annettu tärkeitä tehtäviä, koska ne varmistavat monien elinten toiminnan. Dyneiinin esiintyminen ihmisen organismissa on vastaavasti yleistä.

Moottoriproteiini esiintyy esimerkiksi kohduntupan epiteelissä, keuhkoputkissa tai siittiön häntässä. Dyneinista riippuvat myös keuhkojen varjostunut epiteeli, korvan trumpetti tai nenän limakalvo. Viime kädessä molekyyli on ratkaiseva komponentti kaikille silikaatioita kantavaan epiteeliin. Moottoriproteiinin muodostuminen alkaa biomolekyylitasolla. Tässä eri geenit koodaavat sytoskeletaaliproteiinia ja ylläpitävät niiden toimintoja alkion vaiheessa.

Sairaudet ja häiriöt

Dyneiniä koodaavien geenien geneettiset viat aiheuttavat Kartagenerin oireyhtymän. Erityisesti DNAL1: n, DNAI1: n, DNAH5: n ja DNAH11: n mutaatiot on toistaiseksi kytketty tautiin.

Siliaarisen epiteelin toimintaa häiritsee mutaatio. Kartagenerin oireyhtymää kutsutaan myös primaariseksi sililiaariseksi dyskinesiaksi, ja se voidaan periä autosomaalisena recessiivisena piirteenä. Silkän dyskinesia vastaa dyneiinivarren toiminnan puuttumista tai menetystä. Tämän toiminnan menettämisen seurauksena silikoiden liikkuvuus on rajoitettua tai sitä ei ole saatavana. Primaarisessa ciliaarisessa dyskinesiassa kliininen kuva vaikuttaa kaikkiin kehon soluisoluihin. Keuhkoputken epiteelin solut eivätkä Eustachian tuba tai paranasaaliset sinukset eivät toimi riittävästi. Ohjattu siliate-aivohalvaus puuttuu jo alkion vaiheessa.

Noin puolet kaikista kärsineistä kärsii poikkeavuuksista lukuisten sisäelinten sijainnissa. Yleensä on niin kutsuttu situs inversus. Miehet kärsivät siittiöiden dysknesiasta, joka liittyy hedelmättömyyteen. Naiset voivat myös vaikuttaa hedelmättömyyteen, koska tupakan kohdun sisällä olevat silikat ovat liikkumattomia. Heikentyneen limakalvojen puhdistuman takia hengitysteitä tukketaan tai infektioita. Toistuva keuhkoputkentulehdus, nuha tai sinuiitti ovat yleisiä oireita.

Taudin edetessä bronkektaasia muodostuu usein. Silmän toiminnallisuus voidaan tarkistaa silikan toimintakokeella. Syy-terapiaa ei ole. Ainakin oireita, kuten hengitysteiden erittymistä, voidaan nyt torjua. Runsas nesteen saanti, mukolyyttisen lääkkeen antaminen ja β2-sympatomimeetin hengittäminen ovat tärkeimpiä hoitomuotoja.