Müeliin

Müeliin on ainulaadne moodus, mille organiseerimine võimaldab teil elektrivoolu piki närvikiudu viia minimaalse energiakuluga. Müeliini ümbris on kõrgelt organiseeritud mitmekihiline struktuur, mis koosneb Schwanni (PNS) ja oligodendrogliaalse (kesknärvisüsteemi) rakkudes väga venitatud ja modifitseeritud plasmamembraanidest.

Müeliinisisaldus on umbes 40%. Müeliini eristusvõime võrreldes teiste rakkudega on see, et see sisaldab keskmiselt 70% lipiide ja 30% valku (kuivmassist). Enamikul bioloogilistel membraanidel on valkude ja lipiidide suhe suurem.

[1], [2], [3], [4], [5]

Lipitor MIELINA jõul

Kõik lipiidid leitud roti aju ja esinevad müeliini, t. E. Nr lipiidide lokaliseeritud ainult nemielinovyh rajatiste (va konkreetse mitokondrite lipiidide difosfatidilglitserola). Vastupidine on ka tõsi: selliseid müeliini lipiide, mida ei oleks leitud teistes aju rakuvälises fraktsioonides, pole olemas.

Cerebrosiid on müeliini kõige tüüpilisem komponent. Võttes arvesse kõige varem kehas tekkivat perioodi, on cerebrosiidi kontsentratsioon ajus otseselt proportsionaalne selles sisalduva müeliini kogusega. Sulfaaditud kujul esineb ainult 1/5 kogu galaktolipiidisisaldust müeliinis. Cerebrosiidid ja sulfatiidid mängivad olulist rolli müeliini stabiilsuses.

Müeliini iseloomustab ka selle peamine lipiidide - kolesterooli, tavaliste galaktolipiidide ja etanoolamiini sisaldava plasmalogeeni - kõrge tase. Leiti, et kuni 70% aju kolesteroolist on müeliin. Kuna peaaegu pool aju valget ainet võib koosneda müeliinist, on selge, et aju sisaldab kolesterooli suurimat kogust võrreldes teiste organitega. Aju suur kolesterooli kontsentratsioon, eriti müeliinis, määratakse neuronaalse koe põhifunktsiooniga - närviimpulsside genereerimiseks ja juhtimiseks. Kõrge kolesterooli sisaldus müeliinis ja selle struktuuri eripära toovad ioonide lekke vähenemise läbi neuronmembraani (selle kõrge vastupanuvõime tõttu).

Fosfatidüülkoliin on ka müeliini oluline osa, kuigi sfingomüeliin on suhteliselt väikeses koguses.

Nii halli kui ka aju valge aine lipiidide koostis erineb selgelt müeliini omast. Kõik uuritud imetajaliikide aju müeliini koostis on peaaegu sama; on vaid väikesed erinevused (näiteks, roti müeliinil on vähem sfingomüeliini kui müeliini pull või inimene). On mõned variatsioonid, mis sõltuvad müeliini asukohast, näiteks seljaaju isoleeritud müeliinist, lipiidide ja valkude suhte väärtus on suurem kui aju müeliin.

Kompositsioon sisaldab ka müeliini polifosfatidilinozity, trifosfoinozitid millest on 4-6% kogu fosfori müeliini difosfoinozitid- ja 1-1,5%. Müeliini väikesed komponendid hõlmavad vähemalt kolme cerebrosiidi estri ja kaks glütseroolil põhinevat lipiidi; Müeliin sisaldab ka pika ahelaga alkaane. Imetajate müeliin sisaldab 0,1-0,3% gangliosiide. Müeliin sisaldab rohkem monosialogangliosiidi M1-s võrreldes aju membraanidega. Paljudel organismidel, sealhulgas inimestel, on müeliinil unikaalne sialosilgalaktosüültseramiidi OM4 gangliosiid.

Lipitor MIELINA NSP

Perifeerse ja kesknärvisüsteemi müeliini lipiidid on kvalitatiivselt sarnased, kuid nende vahel on kvantitatiivseid erinevusi. Myelin PNS sisaldab vähem tserebrosiide ja sulfatiidisid ning oluliselt rohkem sfingomüeliini kui müeliini kesknärvisüsteem. Huvitav on märkida mõne organismi müeliini PTS-is iseloomulikust gangliosiidi OMP olemasolu. Keskmise ja perifeerse närvisüsteemi müeliini lipiidide koostise erinevused ei ole nii olulised, kui nende erinevused valgusisalduses.

Kesknärvisüsteemi müeliini valgud

Kesknärvisüsteemi müeliini valgusisaldus on teistest ajumembraanidest lihtsam ja seda esindavad peamiselt proteolipiidid ja aluselised valgud, mis moodustavad 60-80% kogutoodangust. Glükoproteiinid esinevad palju väiksemates kogustes. Müeliini kesknärvisüsteem sisaldab unikaalseid valke.

Suhe inimese kesknärvisüsteemi müeliini kvantitatiivse iseloomuliku ülekaal kaks valku: positiivselt laetud katioonsed müeliinivalk (müeliinbaasproteiini, MBP) ja müeliini proteolipid (müeliini proteolipiidvalk, PLP). Need proteiinid on kõikide imetajate kesknärvisüsteemi müeliini peamised koostisosad.

Müelini proteolipiid PLP (proteolipiidvalk), mida tuntakse ka kui Folca valku, on võime lahustada orgaanilistes lahustites. PLP molekulmass on ligikaudu 30 kD (Da-Dalton). Selle aminohappejärjestus on äärmiselt konservatiivne, molekul moodustab mitu domeeni. PLP molekul sisaldab kolme rasvhapet, tavaliselt palmitiinhapet, oleiin- ja steariinhapet, mis seostub eetri sidemega aminohappe radikaalidega.

Müeliini kesknärvisüsteem sisaldab mõnevõrra väiksemaid koguseid mõnda teist proteolipiidi - DM-20, mille nimeks on selle molekulmass (20 kDa). Nii DNA analüüs ja primaarstruktuuri selgitus näitasid, et DM-20 moodustub PLP valgu 35 aminohappejääkide lõhustumisest. Arengu ajal ilmneb DM-20 varem kui PLP (mõnel juhul isegi enne müeliini ilmumist); et lisaks müeliini moodustumise struktuurilisele rollile võib see osaleda oligodendrotsüütide diferentseerumisel.

Vastupidiselt moodustumiseks vajalik PLP kompaktne multilamellaarseteks müeliini, müeliini moodustumise protsessi hiirtel, "knock-out" poolt PLP / DM-20, esineb ainult väiksemaid kõrvalekaldeid. Kuid sellistes hiiretes on eeldatav eluiga vähenenud ja üldine mobiilsus on vähenenud. Seevastu looduslikult esinevad mutatsioonid PLP-s, sealhulgas selle suurenenud ekspressioon (normaalne PLP üleekspressioon), omavad tõsiseid funktsionaalseid tagajärgi. Tuleb märkida, et märkimisväärses koguses valke PLP ja DM-20 on esitatud kesknärvisüsteemis, messenger RNA jaoks PLP on PNS, ja seal on väike kogus valku sünteesida, kuid ei sisaldu müeliini.

Katioonaktiivsetel müeliinivalk (MBP) on äratanud tähelepanu teadlaste tänu oma antigeense milline - loomadele manustatuna põhjustab see autoimmuunvastusest, niinimetatud eksperimentaalse allergilise entsefalomüeliidi mis on mudeliks Tugeva neurodegeneratiivne haigus - hulgiskleroos.

MBP aminohappejärjestus on paljudes organismides väga konserveerunud. MBP asub müeliini membraanide tsütoplasmaatilisel küljel. Selle molekulmass on 18,5 kD ja tal puudub tertsiaarstruktuur. See baasvalk näitab mikroheterogeensust elektroforeesi ajal leeliselistes tingimustes. Enamik uuritavatest imetest sisaldas erinevaid MBP isovormide koguseid, millel on märkimisväärne osa aminohappejärjestusest. Hiirte ja rottide ICBMide molekulmass on 14 kDa. IDB väikese molekulmassiga on samasugune aminohappeline järjestus N- ja C-terminalis molekuli osasid, nagu ka ülejäänud mitmepoolseid arengupanku, kuid erineb sellest vähenemise umbes 40 aminohappejäägist. Nende aluseliste valkude suhe arengus on erinev: täiskasvanud rottidel ja hiirtel on rohkem ICBMid, mille molekulmass on 14 kDa, kui molekulmassiga 18 kDa. Mitu organismi leiduvat kahte ICBM-i isovormi, mille molekulmass on vastavalt 21,5 ja 17 kDa. Need moodustatakse ligikaudu 3 kDa polüpeptiidjärjestuse põhistruktuuri külge kinnitamisega.

Müeliini valkude elektroforeetiline eraldamine näitab suurema molekulmassiga valke. Nende arv sõltub organismi tüübist. Näiteks võib hiir ja rott selliseid valke sisaldada kuni 30% kogutoodangust. Nende valkude sisaldus varieerub sõltuvalt loomade vanusest: seda noorem, seda vähem mu aju müeliinis, kuid seda rohkem valke selles on suurem molekulmass.

Ensüümi 2 '3'-tsükliline nukleotiid Z'-fosfodiesteraas (CNP) moodustab mn protsenti kogu müeliini proteiinisisaldusest CNS-rakkudes. See on palju rohkem kui teist tüüpi rakkudes. CNP-valk ei ole kompaktlüliini peamine komponent, see kontsentreerub ainult oligodendrotsüütide tsütoplasmas seondunud müeliinkinaadi teatud piirkondadesse. Valk lokaliseerub tsütoplasmas, kuid osa sellest seostatakse membraani tsütoskeletiga - F-aktiini ja tubuliiniga. CNP bioloogiline funktsioon on reguleerida tsütoskeleti struktuuri, et kiirendada kasvuprotsesse ja diferentseerumist oligodendrotsüütides.

Mielinassotsiirovanny glükoproteiini (MAG) - kvantitatiivselt väiksem osa puhastati müeliini molekulmass 100 kD, leitud kesknärvisüsteemis väikeses koguses (vähem kui 1% koguvalgust). MAG-il on üks transmembraanne domeen, mis eraldab rakusisest domäänist viiest immunoglobuliinisarnast domäänist koosneva molekuli väga glükosüülitud rakuvälise osa. Selle kogu struktuur sarnaneb neuronaalse rakkude adhesioonvalguga (NCAM).

MAG esineb kompaktne, multilamellaarseteks müeliini, kuid see on membraanides periaksonalnyh oligodendrotsüüdid moodustava müeliini kihid. Tuletame meelde, et periaksonalnaya oligodendrotsüütide membraanis - paikneb kõige lähemal plasmamembraani aksonit, kuid sellegipoolest need kaks membraani ei liituvad, kuid eraldab rakuvälise lõhe. Selline omadus lokaliseerimine MAG ja et see valk seondub immunoglobuliinide sugukonnast, kinnitab tema osalemist protsessides adhesiooni ja ülekanne (signalisatsiooni) ja nende vahel axolemma mielinobrazuyuschimi oligodendrotsüüdid ajal myelination. Lisaks on MAG üks kesknärvisüsteemi valge aine komponente, mis inhibeerib neuriitide kasvu koekultuuris.

Glükoproteiinide teistele valgeaine tuleb märkida alaealine müeliini glükoproteiini mielinoligodendrotsitarny (müeliini-oligodendrocytic glükoproteiin, MOG). MOG on transmembraanne valk, mis sisaldab ühte immunoglobuliinitaolist domeeni. Erinevalt MEG-st, mis paikneb müeliini sisestel kihtidel, on MOG lokaliseerunud oma pinnakihtidesse, nii et see võib osaleda rakuvälise teabe ülekandmisel oligodendrotsüütesse.

Väiksed kogused iseloomulikke membraaniproteiine saab identifitseerida polüakrüülamiidgeel-elektroforeesiga (PAGE) (nt tubuliin). Kõrglahutusega elektroforees näitab teiste väikeste valgusribade esinemist; neid võib seostada mitmete müeliinisisaldusega ensüümide esinemisega.

Müeliini PNS proteiinid

Myelin PNS sisaldab mõningaid unikaalseid valke, samuti mõningaid valke, mis on levinud müeliini kesknärvisüsteemi valkudega.

P0 - peamine proteiini müeliin PNS, mille molekulmass on 30 kDa, on üle poole valgu müeliini PNS-st. Huvitaval kombel kuigi see erineb PLP aminohappejärjestus, posttranslatoorne modifitseerimine radade ja struktuuri aga mõlemad valgud on võrdselt tähtsad moodustamiseks struktuuri PNS ja KNS müeliini.

MBP sisaldus PNS-i müeliinis on 5 ... 18% kogu valgusisaldusest, erinevalt kesknärvisüsteemist, kus selle fraktsioon jõuab ühe kolmandikuni koguvalgust. PNS-is esinevad ka neli MBP-valku, mille molekulmassid on vastavalt 21, 18,5, 17 ja 14 kDa, mis on leitud kesknärvisüsteemi müeliinis. Täiskasvanud näriliste hulgas on MBP molekulmassiga 14 kDa (vastavalt perifeersete müeliinivalkude klassifikatsioonile nimetusega "Pr") kõigi katioonsete valkude kõige olulisem komponent. PNS-i müeliinis on ka MBP, mille molekulmass on 18 kDa (käesoleval juhul seda nimetatakse proteiiniks P1). Tuleb märkida, et MBP valgu perekonna tähtsus PNSi müeliini struktuuri jaoks ei ole nii suur, nagu KNS puhul.

Glikoproteinı MIELINA NSP

Kompaktne sisaldab PNS müeliini glükoproteiin molekulmassiga 22 kDa, mida nimetatakse perifeerse müeliinivalk-22 (PMP-22), mis moodustab vähem kui 5% valgu üldkogusest. PMP-22-l on neli transmembraanset domeeni ja üks glükosüülitud domeen. See valk ei oma olulist strukturaalset rolli. Siiski on pmr-22 geeni kõrvalekalded vastutavad teatud pärilike inimese neuropatoogiate eest.

Mitu aastakümmet tagasi arvatakse, et müeliin tekitab inertse membraani, mis ei täida mingeid biokeemilisi funktsioone. Kuid hiljem müeliinis tuvastati müeliinkomponentide sünteesi ja metabolismi kaasatud suur hulk ensüüme. Mitmed olevate ensüümide müeliini kaasatud fosfoinositiidiga ainevahetus: fosfatidilinozitolkinaza, difosfatidilinozitolkinaza vastava fosfataasi ja diglitseridkinazy. Need ensüümid on huvitatud, kuna polüfosfoinnitiidide kõrge kontsentratsioon müeliinis ja nende kiire metabolism. On tõendeid muskariini kolinergiliste retseptorite, G-valkude, fosfolipaaside C ja E, proteiinkinaasi C olemasolu kohta müeliinis.

Myelin PNS näitas Na / K-ATPaasi, mis kannab monovalentsete katioonide transporti, samuti 6'-nukleotidaasi. Nende ensüümide olemasolu näitab, et müeliin võib aktiivselt osaleda aksonite transportimises.