Myelin

A myelin egy egyedülálló formáció, melynek szervezése lehetővé teszi, hogy az idegrostok mentén elektromos impulzust hajtsunk végre minimális energiaköltség mellett. A myelin-burkolat egy erősen szervezett többrétegű szerkezet, amely Schwann (PNS) és oligodendrogliális (központi idegrendszeri) sejtek magasan feszített és módosított plazmamembránjaiból áll.

A mielin víztartalma körülbelül 40%. A mielin megkülönböztető jellemzője a többi sejthez képest, hogy átlagosan 70% lipideket és 30% fehérjét tartalmaz (száraz tömegre vonatkoztatva). A legtöbb biológiai membránnak nagyobb a proteinek aránya a lipidekhez képest.

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

Lipitor mielina hálózati

Minden lipidek találtak patkány agyban, és ezek jelen vannak a mielin, t. E. Nem lipid lokalizált kizárólag nemielinovyh szerkezetek (kivéve a specifikus mitokondriális lipid difosfatidilglitserola). Az ellentétes is igaz: nincsenek olyan myelin lipidek, amelyek nem lettek volna megtalálhatók az agy többi alegységfrakciójában.

A myelin leggyakoribb komponense a Cerebroside. A test fejlődésének legkorábbi időszaka kivételével a cerebrosid koncentrációja az agyban közvetlenül arányos a mielin mennyiségével. A myelinben a teljes galaktolipid tartalomnak csak 1/5 része szulfatált formában fordul elő. A cerebelózisok és a szulfatidák fontos szerepet játszanak a mielin stabilitásában.

A myelin főbb lipidjeinek - a koleszterin, a közös galaktolipidek és az etanol-amin tartalmú plazmogének - magas szintjét is jellemzi. Azt találták, hogy az agy koleszterinének akár 70% -a a mielinben van. Mivel az agy fehér anyagának csaknem fele állhat a mielinből, nyilvánvaló, hogy az agy a legtöbb koleszterint tartalmazza a többi szervhez képest. A magas koncentrációjú koleszterin az agyban, különösen a mielinben, a neuronális szövet fő funkciója határozza meg - az idegimpulzusok kialakulását és végrehajtását. A myelin magas koleszterin-tartalma és szerkezete sajátossága az ionszivárgás csökkenéséhez vezet a neuron membránon keresztül (nagy ellenállóképessége miatt).

A foszfatidil-kolin szintén fontos része a mielineknek, bár a szfingomijelin viszonylag kis mennyiségben van jelen.

A szürke és az agy fehér anyagának lipidösszetétele egyértelműen különbözik a myelinéktől. A vizsgált emlősfajok agyának mielin összetétele majdnem azonos; csak apró különbségek vannak (például a patkány mielin kevesebb szfingomijelint tartalmaz, mint a myelin bika vagy az emberi). Vannak olyan változatok, amelyek a myelin helyétől függően - például a gerincvelőből izolált mielin - nagyobb értéket képviselnek a lipid / fehérje aránynál, mint az agyból származó mielin.

A készítmény tartalmaz mielin polifosfatidilinozity, trifosfoinozitid amelyek 4 és 6% a teljes foszfor mielin difosfoinozitid- és 1 és 1,5%. A mielin kisebb komponensei közé tartoznak legalább három cerebrozid észter és két glicerin-lipid; A myelin tartalmaz néhány hosszú láncú alkánt is. Az emlősminták 0,1-3,3% gangliozidokat tartalmaznak. A myelin több monosialogangliosidot tartalmaz az M1-ben, mint amit az agy membránjai találnak. A sok szervezetből származó myelin, beleértve az embereket is, tartalmaz egy egyedülálló sialozilgalaktosilceramid OM4 gangliozidot.

Lipitor mielina NSP

A perifériás és központi idegrendszer myelin-lipidjei minőségi szempontból hasonlóak, de közöttük kvantitatív különbségek vannak. A myelin PNS kevesebb cerebrosidot és szulfatidot tartalmaz, és szignifikánsan több szfingomijelint tartalmaz, mint a myelin CNS. Érdekes megjegyezni, hogy bizonyos organizmusok myelin PTS-je jellegzetes OMP gangliozid jelenlétét mutatják. A központi és a perifériás idegrendszer myelin lipidjeinek összetételében mutatkozó különbségek nem olyan jelentősek, mint a fehérje összetételében mutatkozó különbségek.

A központi idegrendszer myelin fehérjei

A központi idegrendszer mielinjének fehérje összetétele egyszerűbb, mint más agymembránoké, és főleg proteolipidek és bázikus fehérjék képviselik, amelyek a teljes 60-80% -át teszik ki. A glikoproteinek sokkal kisebb mennyiségben vannak jelen. A myelin központi idegrendszer egyedülálló fehérjéket tartalmaz.

A humán CNS mielin mennyiségi jellemző túlsúlya két fehérje: a pozitív töltésű kationos mielin fehérje (mielin bázikus fehérje, MBP) és a mielin proteolipid (mielin proteolipid fehérje, PLP). Ezek a fehérjék az emlősök központi idegrendszeri mielinének fő alkotóelemei.

A myelin proteolipid PLP (proteolipid fehérje), más néven Folca fehérje, képes oldódni szerves oldószerekben. A PLP molekulatömege körülbelül 30 kD (Da-Dalton). Az aminosavszekvencia rendkívül konzervatív, a molekula több domént képez. A PLP molekula három zsírsavat tartalmaz, amely általában palmitinsav, oleinsav és sztearinsav, kötődik az aminosavakhoz éterkötéssel.

A myelin CNS valamivel kisebb mennyiségben tartalmaz egy másik proteolipidet (DM-20), amelyet molekulasúlya (20 kDa) után kaptak. Mind a DNS-analízis, mind az elsődleges szerkezet tisztázása azt mutatta, hogy a DM-20 képződik a PLP fehérjéből származó 35 aminosavmaradék hasításával. A fejlesztés során a DM-20 korábban megjelent, mint a PLP (néhány esetben még mielin megjelenése előtt); azt sugallják, hogy a mielin kialakulásának szerkezeti szerepe mellett részt vehet az oligodendrociták differenciálódásában.

Ellentétben azzal, amit keletkezéséhez szükséges PLP kompakt multilamelláris mielin, mielin kialakulását folyamat egerekben, „knock-out” a PLP / DM-20, fordul elő csak kisebb eltéréseket. Az ilyen egerekben azonban csökken a várható élettartam, és az általános mobilitás károsodik. Ezzel szemben a természetben előforduló PLP-mutációk, beleértve annak megnövekedett expresszióját (a normál PLP túl-expresszióját), komoly funkcionális következményekkel járnak. Meg kell jegyezni, hogy a jelentős mennyiségű fehérjék PLP-t és DM-20 mutatja be a központi idegrendszerben, messenger RNS-t a PLP van a PNS, és van egy kis mennyiségű fehérje szintetizált, de nem tartalmazza a mielin.

Kationos mielin fehérje (MBP) felkeltette a figyelmet a kutatók miatt antigén jellege - állatoknak beadva okoz egy autoimmun válasz, egy úgynevezett kísérleti allergiás encephalomyelitis, amely egy modell a súlyos neurodegeneratív betegség - a sclerosis multiplex.

Az MBP aminosavszekvenciája sok szervezetben nagyon konzerválódott. Az MBP a myelin membránok citoplazmatikus oldalán helyezkedik el. A molekulasúlya 18,5 kD, és nincs tercier struktúra jele. Ez az alapfehérje a mikroheterogenitást mutatja az elektroforézis során lúgos körülmények között. A vizsgált emlősök többsége különböző mennyiségű MBP izoformákat tartalmazott, amelyek jelentős aminosavszekvenciával rendelkeznek. Az egerek és patkányok ICBM-értékeinek molekulatömege 14 kDa. Az alacsony molekulatömegű MBR ugyanazon aminosavszekvenciákkal rendelkezik a molekula N- és C-terminális részében, mint az ICBM többi része, de körülbelül 40 aminosav-maradék redukciójával jellemezhető. Ezeknek az alapvető fehérjéknek az aránya változó a fejlődés során: az érett patkányok és az egerek több ICBM-et tartalmaznak, amelyek molekulatömege 14 kDa, mint a 18 kDa molekulatömegű MBD-k. Az ICBM két másik izoformája, amely számos szervezetben is megtalálható, molekulasúlya 21,5 és 17 kDa. Ezeket egy körülbelül 3 kDa polipeptid szekvencia főszerkezetéhez kötjük.

A mielinfehérjék elektroforetikus elválasztása nagyobb molekulasúlyú fehérjéket tár fel. Számuk a szervezet típusától függ. Például egy egér és egy patkány tartalmazhat ilyen fehérjéket a teljes 30% -ig. Ezeknek a fehérjéknek a tartalma az állatok életkorától függően is változik: annál fiatalabb, annál kevésbé az agyam-mielinem, de annál több fehérje van nagyobb molekulasúlyban.

A 2'3'-ciklusos nukleotid Z'-foszfodiészteráz (CNP) enzim a CNS sejtekben a teljes mielinfehérje-tartalom több százaléka. Ez sokkal több, mint más típusú sejtekben. A CNP fehérje nem a kompakt myelin legfőbb összetevője, csak a mielinhüvely bizonyos területein koncentrálódik, amely az oligodendrocita citoplazmájához kapcsolódik. A fehérje lokalizálódik a citoplazmában, de ennek egy része a membrán cytoskeleton-F-aktin és a tubulin. A CNP biológiai funkciója lehet szabályozni a citoszkeleton szerkezetét, hogy felgyorsítsa a növekedési folyamatokat és differenciálódjon az oligodendrocitákban.

Mielinassotsiirovanny glikoprotein (MAG) - mennyiségileg kisebb komponens tisztított mielin molekulatömege 100 kD, megtalálható a CNS-ben a kis mennyiségű (kevesebb, mint 1% az összes protein). MAG van egy egységes transzmembrán domént, amely elválasztja silnoglikozilirovannuyu extracelluláris részét a molekula öttagú immunglobulin-szerű domént az intracelluláris domén. Teljes szerkezete hasonló a neuronális sejtadhéziós fehérjéhez (NCAM).

MAG jelen van a kompakt, multilamelláris mielin, de ez a membránok periaksonalnyh oligodendrociták alkotó mielin rétegeket. Emlékezzünk, hogy periaksonalnaya oligodendrocita membrán - található a legközelebb az plazmamembrán az axon, de ennek ellenére ez a két membrán nem fuzionálnak, de vannak elválasztva extracelluláris rés. Egy ilyen jellemző lokalizációja MAG, és hogy ez a fehérje kapcsolódik az immunglobulin szupercsaládba, megerősíti a részvétel a folyamatokban az adhéziós és a transzfer (jelzés) között, valamint a axolemma mielinobrazuyuschimi oligodendrociták során mielinizáció. Ezen túlmenően, MAG - egyik összetevője a CNS fehérállomány, amely gátolja a neurit növekedését szövettenyészetben.

Glikoproteinek más fehérállomány és meg kell jegyezni, kisebb myelin glikoprotein mielinoligodendrotsitarny (mielin-oligodendrocytic glikoprotein, MOG). A MOG egy transzmembrán fehérje, amely egyetlen immunglobulinszerű domént tartalmaz. Ezzel szemben a MAG található, amely a belső réteg a mielin MOG lokalizálódik a felületi rétegek, amelyek értelmében be lehet vonni az adó extracelluláris információk oligodendrocitákon.

A jellegzetes membránfehérjék kis mennyiségét poliakrilamid gélelektroforézissel (PAGE) (pl. Tubulin) azonosítjuk. A nagy felbontású elektroforézis más kisebb fehérje-sávok jelenlétét mutatja; számos mielinhuro enzim jelenléte társulhat.

A myelin PNS proteinek

A Myelin PNS néhány egyedi fehérjét tartalmaz, valamint néhány, a mielin-központi idegrendszer fehérjével közös proteint tartalmaz.

A Р0 - a fő fehérje-myelin PNS molekulatömege 30 kDa, a proteinek több mint a fele a mielin PNS. Érdekes módon, bár az különbözik a PLP az aminosav-szekvenciában, poszt-transzlációs módosítást utak és szerkezete, azonban mindkét fehérjék egyaránt fontos szerkezetét képező PNS és a központi idegrendszeri mielin.

A PNS mielinben lévő MBP mennyisége a fehérje teljes mennyiségének 5-18% -a, szemben a központi idegrendszerrel, ahol a frakció a teljes fehérje egyharmadát eléri. A központi idegrendszerben lévő myelinben található MBP fehérje ugyanaz a négy formája, amelyek molekulatömege 21, 18,5, 17 és 14 kDa, szintén megtalálható a PNS-ben. Felnőtt rágcsálóknál az összes kationos fehérje legjelentősebb összetevője a 14 kDa molekulatömegű MBP (a perifériás mielinfehérjék besorolásának megfelelően "Pr"). A PNS mielinében van egy 18 kDa molekulatömegű MBP (ebben az esetben "P1 fehérje"). Meg kell jegyeznünk, hogy az MBP fehérjecsaládjának fontossága nem annyira nagy a PNS mielin szerkezetére, mint a központi idegrendszerre.

Glikoproteinı mielina NSP

Kompakt tartalmaz PNS myelin glikoprotein, amelynek a molekulatömege 22 kDa, az úgynevezett perifériális mielin-fehérje-22 (PMP-22), amely esetében kevesebb, mint 5% -a a teljes fehérjetartalom. A PMP-22 négy transzmembrán domént és egy glikozilált domént tartalmaz. Ez a fehérje nem játszik jelentős szerkezeti szerepet. Azonban a pmr-22 gén anomáliái felelősek bizonyos öröklődő humán neuropatológiákért.

Néhány évtizeddel ezelőtt úgy gondolták, hogy a mielin inert membránt hoz létre, amely nem végez biokémiai funkciókat. Azonban később a myelinben számos enzimet észleltek a mielin komponensek szintézisében és metabolizmusában. Számos jelen lévő enzimek mielin, részt vesz a foszfoinozitid metabolizmus: fosfatidilinozitolkinaza, difosfatidilinozitolkinaza megfelelő foszfatáz és diglitseridkinazy. Ezek az enzimek érdekesek, mivel a polifoszfoinozitidek nagy koncentrációja a mielinben és gyors metabolizmusa. A muszkarin kolinerg receptorok, G-fehérjék, C és E foszfolipázok, protein kináz C jelenlétének bizonyítéka van.

A myelin PNS kimutatta a Na / K-ATP-áz, amely egyértékű kationok hordozását hordozza, valamint a 6'-nukleotidáz. Ezen enzimek jelenléte arra utal, hogy a mielin aktívan részt vehet az axonszállításban.