Войти
Схематическая диаграмма спектрина и других молекул цитоскелета 
Локализация альфа-II-спектрина в зеленом цвете под плазматической мембраной нейронов крысы в культура ткани, как показано с помощью конфокальной микроскопии и иммунофлуоресценции. Ядра клеток показаны синим цветом с помощью красителя ДНК DAPI.Spectrin - это цитоскелетный белок, выстилающий внутриклеточную сторону плазматическая мембрана в эукариотических клетках. Спектрин образует пентагональные или гексагональные структуры, образуя каркас и играя важную роль в поддержании целостности плазматической мембраны и структуры цитоскелета. Гексагональные структуры образованы тетрамерами субъединиц спектрина, связанными с короткими филаментами актина на обоих концах тетрамера. Эти короткие актиновые филаменты действуют как соединительные комплексы, позволяя формировать гексагональную сетку. Белок назван спектрином, поскольку он был впервые выделен как основной белковый компонент эритроцитов человека, обработанных мягкими детергентами; детергенты лизировали клетки, а гемоглобин и другие цитоплазматические компоненты вымывались. В световой микроскоп все еще можно было увидеть основную форму эритроцита, поскольку субмембранозный цитоскелет, содержащий спектрин, сохранял очертания клетки. Он стал известен как «призрак» (призрак) красных кровяных телец, и поэтому основной белок призрака был назван спектрином.
При определенных типах травм головного мозга, таких как диффузное повреждение аксонов, спектрин необратимо расщепляется протеолитическим ферментом кальпаином, разрушая цитоскелет. Расщепление спектрина вызывает образование на мембране пузырьков и, в конечном итоге, разрушение, что обычно приводит к гибели клетки. Субъединицы спектрина также могут быть расщеплены ферментами семейства каспаз, а кальпаин и каспаза продуцируют различные продукты распада спектрина, которые можно обнаружить с помощью вестерн-блоттинга с соответствующими антителами. Расщепление кальпаина может указывать на активацию некроза, а расщепление каспазы может указывать на апоптоз.
Удобство использования эритроцитов по сравнению с другими типами клеток означает, что они стали стандартной моделью для исследования спектринового цитоскелета. Димерный спектрин образуется в результате латеральной ассоциации мономеров αI и βI с образованием димера. Затем димеры объединяются в образование «голова к голове» с образованием тетрамера. Сквозная ассоциация этих тетрамеров с короткими актиновыми филаментами дает наблюдаемые гексагональные комплексы.
У человека ассоциация с внутриклеточной поверхностью плазматической мембраны происходит путем непрямого взаимодействия, через прямые взаимодействия с белком 4.1 и анкирином, с трансмембранным переносчиком ионов полосой 3 Белок 4.2 связывает область хвоста спектрина с трансмембранным белком гликофорином A. У животных спектрин образует сеть, которая придает эритроцитам их форму.
Модель эритроцита демонстрирует важность спектринового цитоскелета в том, что мутации в спектрине обычно вызывают наследственные дефекты эритроцита, включая и редко.
Есть три спектрина у беспозвоночных, α, β и β H. Мутации в β H спектрине в C. elegans вызывают дефекты морфогенеза, что приводит к появлению значительно более коротких, но в целом нормальных животных, которые передвигаются и размножаются. Этих животных называют "sma" из-за их небольшого фенотипа и они несут мутации в C. elegans ген sma-1. Мутация β-спектрина в C. elegans приводит к некоординированному фенотипу, при котором черви парализованы и намного короче, чем дикого типа. Помимо морфологических эффектов, мутация Unc-70 также приводит к образованию дефектных нейронов. Число нейронов в норме, но рост нейронов был дефектным.
Точно так же спектрин играет роль в нейронах дрозофил. Нокаут α- или β-спектрина у D. melanogaster приводит к образованию нейронов, которые являются морфологически нормальными, но имеют пониженную нейротрансмиссию в нервно-мышечном соединении. У животных спектрин образует сеть, которая придает эритроцитам их форму.
Семейство спектриновых генов претерпело расширение в ходе эволюции. Вместо одного α и двух β генов у беспозвоночных существует два α-спектрина (αI и αII) и пять β-спектринов (от βI до V), названных в порядке открытия.
У человека это гены:
Выработке спектрина способствует фактор транскрипции GATA1.
Существуют некоторые доказательства роли спектринов в мышечных тканях. На фиг.1 распределение спектрина aII совпадает с Z-дисками и плазматической мембраной миофибрилл. Кроме того, мыши с нокаутом анкирина (ankB) нарушили гомеостаз кальция в миокарде. У пораженных мышей нарушена морфология z-полосы и саркомера. В этой экспериментальной модели рецепторы рианодина и IP 3 имеют аномальное распределение в культивируемых миоцитах. Передача сигналов кальция культивируемых клеток нарушена. У людей мутация в гене AnkB приводит к синдрому удлиненного интервала QT и внезапной смерти, что усиливает доказательства роли спектринового цитоскелета в возбудимой ткани.
