Titin adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan sepasang rantai polipeptida raksasa yang membentuk protein paling melimpah ketiga di sarkomer berbagai otot rangka dan jantung.
Titin adalah salah satu protein terbesar yang diketahui dalam hal jumlah residu asam amino dan, oleh karena itu, dalam hal berat molekul. Protein ini juga dikenal sebagai connectin dan hadir di kedua vertebrata dan invertebrata .
Struktur Titina (Sumber: Jawahar Swaminathan dan staf MSD di European Bioinformatics Institute [Domain publik] melalui Wikimedia Commons)
Itu dijelaskan dengan nama ini (connectin) untuk pertama kalinya pada tahun 1977 dan pada tahun 1979 itu didefinisikan sebagai pita ganda di bagian atas gel elektroforesis gel poliakrilamida di bawah kondisi denaturasi (dengan natrium dodesil sulfat). Pada tahun 1989 lokasinya ditetapkan dengan mikroskop imunoelektron.
Bersama dengan protein besar lainnya, nebulin, titin adalah salah satu komponen utama jaringan elastis sitoskeleton sel otot yang hidup berdampingan dengan filamen tebal (miosin) dan filamen tipis (aktin) di dalam sarkomer; sedemikian rupa sehingga dikenal sebagai sistem filamen ketiga dari serat otot.
Filamen tebal dan tipis bertanggung jawab untuk menghasilkan gaya aktif, sedangkan filamen titin menentukan viskoelastisitas sarkomer.
Sarkomer adalah unit berulang dari miofibril (serat otot). Panjangnya kira-kira 2 m dan dibatasi oleh “plak” atau garis yang disebut garis Z, yang membagi setiap miofibril menjadi fragmen lurik dengan ukuran tertentu.
Molekul titin berkumpul menjadi untaian filamen yang sangat panjang, fleksibel, tipis, dan dapat diperpanjang. Titin bertanggung jawab atas elastisitas otot rangka dan diyakini berfungsi sebagai perancah molekuler yang menentukan perakitan sarkomer yang benar di miofibril.
Indeks artikel
Struktur
Pada vertebrata, titin memiliki sekitar 27.000 residu asam amino dan berat molekul sekitar 3 MDa (3.000 kDa). Ini terdiri dari dua rantai polipeptida yang dikenal sebagai T1 dan T2, yang memiliki komposisi kimia yang serupa dan sifat antigenik yang serupa.
Di otot invertebrata ada ” mini-titins ” dengan berat molekul antara 0,7 dan 1,2MDa. Kelompok protein ini termasuk protein “twitchin” dari Caenorhabditis elegans dan protein “projectin” yang ditemukan dalam genus Drosophila.
Titin vertebrata adalah protein modular yang terutama terdiri dari domain imunoglobulin dan fibronektin III- like (FNIII- like ) yang tersusun secara tandem . Ia memiliki daerah elastis yang kaya akan residu prolin, asam glutamat, valin dan lisin yang dikenal sebagai domain PEVK, dan domain serin kinase lainnya pada ujung terminal karboksilnya.
Masing-masing domain memiliki panjang sekitar 100 asam amino dan dikenal sebagai titin kelas I (domain seperti fibronektin III) dan titin kelas II (domain seperti imunoglobulin). Kedua domain terlipat menjadi struktur “sandwich” sepanjang 4 nm yang terdiri dari -sheet antiparalel.
Molekul connectin jantung mengandung 132 motif berulang dari domain imunoglobulin dan 112 motif berulang dari domain mirip fibronektin III.
Gen pengkode untuk protein ini ( TTN ) adalah “juara” intron karena memiliki hampir 180 gen di dalamnya.
Transkrip subunit diproses secara berbeda, terutama daerah pengkodean domain imunoglobulin (Ig) dan mirip PEVK, yang memunculkan isoform dengan sifat ekstensi yang berbeda.
Fitur
Fungsi titin dalam sarkomer bergantung pada hubungannya dengan struktur yang berbeda: ujung terminal-C-nya berlabuh ke garis M, sedangkan ujung terminal-N setiap titin berlabuh ke garis Z.
Protein nebulin dan titin bertindak sebagai “penggaris molekul” yang mengatur panjang filamen tebal dan tipis, masing-masing. Titin, seperti disebutkan, memanjang dari cakram Z hingga melampaui garis M, di tengah sarkomer, dan mengatur panjangnya, mencegah peregangan berlebihan dari serat otot.
Telah ditunjukkan bahwa pelipatan dan pembukaan titin membantu proses kontraksi otot, yaitu, menghasilkan kerja mekanis yang mencapai pemendekan atau perluasan sarkomer; sedangkan serat tebal dan tipis adalah motor molekuler gerakan.
Titin berpartisipasi dalam pemeliharaan filamen tebal di tengah sarkomer dan seratnya bertanggung jawab untuk menghasilkan tegangan pasif selama peregangan sarkomer.
Fungsi lainnya
Selain partisipasinya dalam pembangkitan gaya viskoelastik, titin memiliki fungsi lain, di antaranya adalah:
-Partisipasi dalam peristiwa pensinyalan mekano-kimia melalui hubungannya dengan protein sarkomer dan non-sarkomer lainnya
-Aktivasi aparatus kontraktil yang bergantung pada panjangnya
-Perakitan sarkomer
-Kontribusi dalam struktur dan fungsi sitoskeleton pada vertebrata, antara lain.
Studi tertentu telah menunjukkan bahwa dalam sel manusia dan embrio Drosophila , titin memiliki fungsi lain sebagai protein kromosom. Sifat elastis protein yang dimurnikan sangat sesuai dengan sifat elastis kromosom baik dari sel hidup maupun kromosom yang dirakit secara in vitro .
Partisipasi protein ini dalam pemadatan kromosom telah ditunjukkan berkat eksperimen mutagenesis yang diarahkan ke lokasi dari gen yang mengkodekannya, yang menghasilkan cacat otot dan kromosom.
Lange et al.Pada tahun 2005, menunjukkan bahwa domain titin kinase berkaitan dengan sistem ekspresi kompleks gen otot, fakta yang ditunjukkan oleh mutasi domain ini yang menyebabkan penyakit otot herediter.
Patologi terkait
Beberapa penyakit jantung berhubungan dengan perubahan elastisitas titin. Perubahan tersebut sangat mempengaruhi ekstensibilitas dan kekakuan pasif diastolik miokardium dan, mungkin, mekanosensitivitas.
Gen TTN telah diidentifikasi sebagai salah satu gen utama yang terlibat dalam penyakit manusia, sehingga sifat dan fungsi protein jantung telah dipelajari secara ekstensif dalam beberapa tahun terakhir.
Kardiomiopati dilatasi dan kardiomiopati hipertrofik juga merupakan produk dari mutasi beberapa gen, termasuk gen TTN .
Referensi
- Despopoulos, A., & Silbernagl, S. (2003). Atlas Warna Fisiologi (edisi ke-5). New York: Tema.
- Herman, D., Lam, L., Taylor, M., Wang, L., Teekakirikul, P., Christodoulou, D.,… Seidman, CE (2012). Pemotongan Titin Menyebabkan Kardiomiopati Dilatasi. New England Journal of Medicine , 366 (7), 619–628.
- Keller, T. (1995). Struktur dan fungsi titin dan nebulin. Opini Saat Ini dalam Biologi , 7 , 32–38.
- Lange, S., Lange, S., Xiang, F., Yakovenko, A., Vihola, A., Hackman, P.,… Gautel, M. (2005). Domain Kinase dari Titin Mengontrol Ekspresi Gen Otot dan Perputaran Protein. Ilmu Pengetahuan , 1599-1603.
- Linke, WA, & Hamdani, N. (2014). Bisnis Raksasa: Sifat dan Fungsi Titin Melalui Tebal dan Tipis. Penelitian Sirkulasi , 114 , 1052-1068.
- Machado, C., & Andrew, DJ (2000). D-TITIN: Protein Raksasa dengan Peran Ganda dalam Kromosom dan Otot. Jurnal Biologi Sel , 151 (3), 639–651.
- Maruyama, K. (1997). Protein otot elastis raksasa. Jurnal FASEB , 11 , 341–345.
- Nelson, DL, & Cox, MM (2009). Prinsip Biokimia Lehninger . Edisi Omega ( edisi ke-5).
- Rivas-Pardo, J., Eckels, E., Popa, I., Kosuri, P., Linke, W., & Fernández, J. (2016). Pekerjaan yang Dilakukan oleh Titin Protein Folding Membantu Kontraksi Otot. Laporan Sel , 14 , 1339-1347.
- Trinick, J. (1994). Titin dan nebulin: penguasa protein di otot? Tren Ilmu Biokimia , 19 , 405–410.
- Tskhovrebova, L., & Trinick, J. (2003). Titin: Properti dan Hubungan Keluarga. Ulasan Alam , 4 , 679-6889.
- Wang, K., Ramirez-Mitchell, R., & Palter, D. (1984). Titin adalah protein myofibrillar yang sangat panjang, fleksibel, dan ramping. Prok. Natal akad. Sci. , 81 , 3685-3689.
