dynein

dynein är ett motoriskt protein som främst säkerställer mobiliteten hos cilia och flagella. Detta gör det till en viktig, inre cellulär komponent i det cilierade epitelet, hanens spermier, eustachianröret och bronkierna eller livmoderns röret. En mutation av olika gener kan försämra dyneins funktion.

Vad är dynein?

Tillsammans med myosin, kinesin och prestin bildar cytoskeletalt protein dynein gruppen motorproteiner. De allosteriska motorproteinerna ansvarar för att transportera mängder som cellorganeller eller vesiklar inuti celler.

De är bland de intracellulära proteinerna och kan tack vare deras motoriska domän binda till ett proteinnätverk. Din svansdomän har en bindande webbplats för belastningarna. Dynein bildar vanligtvis dimerer från två monomerer. De binder till mikrotubuli, dvs rörformiga filament tillverkade av proteiner. Mikrotubulorna transporteras vanligtvis från cellmembranet till cellkärnan. Dynein har flera underarter. Vissa av dem förekommer uteslutande i axonemet i cilia och flagella. Tillsammans med kinesin är dynein en del av mikrotubulärtrådarna i cytoskeletten.

Flagella och rörliga cilia blir rörliga och orienterbara komponenter genom Dynein. Olika gener kodar för dynein på biomolekylär basis. Generna DNAL1, DNAI1, DNAH5 och DNAH11 är till exempel bland de kodande generna.

Funktion, effekt och uppgifter

Som alla motorproteiner är Dynein en transportör som transporterar vesiklar och inser andra transport- och rörelseprocesser. Molekylens huvudregion binder till mikrotubuli. Svansdelen kan interagera med lipidmembran.

I huvudområdet kan dynein binda och hydrolysera adenosintrifosfat (ATP) i två domäner. På detta sätt förser molekylerna sig med den energi de behöver för transportprocesser. Hydrolysen motsvarar uppdelningen av kemiska föreningar genom tillsats av en vattenmolekyl. H2O-molekylens dipolkaraktär får substanserna att delas upp. Varje dyneinkomplex binder först en molekyl till sig själv. Sedan går den längs en mikrotubulär tack vare den tidigare erhållna energin. Transport är riktad transport. Dynein kan bara migrera på mikrotubulan mot minusenden.

Dyneiner transporterar sin laddning från periferin av plasmamembranet till det mikrotubulära organiseringscentret nära cellkärnan. Denna typ av transport kallas också retrogradtransport. Det motoriska proteinet kinesin ansvarar för motsatt transport. Vissa virus använder transportprocesserna för motorproteiner för att komma till cellkärnan, till exempel herpes simplex. Eftersom dynein kan binda till membranlipider och mikrotubulor samtidigt, kopplar dynein inre cellulära vesiklar till cytoskeletten och utför ATP-beroende konformationella förändringar på dem genom att transportera proteinstrukturen till den negativa änden av filamentet.

Utbildning, förekomst, egenskaper och optimala värden

Dynein förekommer i cilia i plasmamembranet. På varje A-tubulus bär en cilia par av armliknande strukturer, även kända som dyneinarmar, som är orienterade mot B-tubulen i den angränsande dubletten. Förutom konformationella förändringar flyttar Dynein huvudsakligen cilia och flagella. I synnerhet cilia har under tiden tilldelats viktiga uppgifter, eftersom de säkerställer funktionen hos många organ. Förekomsten av dynein i den mänskliga organismen är på motsvarande sätt ofta.

Det motoriska proteinet finns i epitelet i livmodern tuba, i bronkierna eller i spermisvansen. Det cilierade epitelet i lungorna, öratrompeten eller nässlemhinnan i paranasal bihålorna är också beroende av Dynein. I slutändan är molekylen en avgörande komponent för alla kitelbärande epitelier. Bildandet av det motoriska proteinet börjar på biomolekylär nivå. Här kodar olika gener för cytoskeletalt protein och upprätthåller deras funktioner under embryonfasen.

Sjukdomar och störningar

Genetiska defekter i de kodande generna för Dynein ger upphov till syndromet Kartageners syndrom. Specifikt har mutationer av DNAL1, DNAI1, DNAH5 och DNAH11 hittills kopplats till sjukdomen.

Funktionen hos den ciliära epitelin störs av mutationen. Kartageners syndrom kallas också primär ciliär dyskinesi och kan ärvas som ett autosomalt recessivt drag. Dyskinesi hos cilia motsvarar en frånvaro eller förlust av funktion av dyneinarmarna. Som ett resultat av denna funktionsförlust är mobiliteten hos cilia begränsad eller inte tillgänglig. Vid primär ciliär dyskinesi påverkar den kliniska bilden alla ciliära celler i kroppen. Varken cellerna i bronkialt epitel eller cellerna i Eustachian tuba eller paranasal bihulorna fungerar tillräckligt. Den riktade ciliaslagen är redan frånvarande i embryonfasen.

Cirka hälften av alla drabbade lider av avvikelser i många inre organ. Vanligtvis finns det en så kallad situs inversus. Män lider av spermierdisknesi som är förknippad med infertilitet. Kvinnor kan också påverkas av infertilitet eftersom cilia i tuba livmodern är orörliga. På grund av nedsatt slemhinneavstånd uppstår hinder eller infektioner i luftvägarna. Återkommande bronkit, rinit eller bihåleinflammation är vanliga symtom.

När sjukdomen fortskrider bildas ofta bronkektas. Cilia-funktionens funktion kan kontrolleras med hjälp av ett cilia-funktionstest. Det finns ingen kausal terapi. Åtminstone symptom som kvarhållning av andningsutsöndringar kan nu bekämpas. Överflödigt vätskeintag, administrering av ett mukolytikum och inandning av en β2-sympatomimetik är bland de viktigaste behandlingsalternativen.