Кристаллин

Кристалли́н — общее название смеси белков, входящих в состав хрусталика глаза человека и других животных. Кристаллин состоит из нескольких индивидуальных белков: у человека α- и β-кристаллины — белки-шапероны, поддерживающие структуру белков хрусталика и, следовательно, его прозрачность. γ- кристаллин — структурный белок хрусталика. Также кристаллины найдены в роговице, где играют ту же роль — обеспечение прозрачности^[1]. Эти белки также были обнаружены в других органах и тканях: в сердце^[2] и в раковых опухолях молочной железы^[3]. Поскольку было установлено, что травма хрусталика может вызвать регенерацию нервов^[4], кристаллин стал областью исследований нейробиологов. Пока удалось продемонстрировать, что кристаллин β b2 (cryβb2) может способствовать росту нервных волокон^[5].

Функции

Основная функция кристаллина, по крайней мере, в хрусталике глаза, вероятно, заключается в том, что он повышает показатель преломления, в то же время не препятствуя прохождению света. Однако это не единственная функция. Становится все более очевидным, что кристаллины могут иметь несколько метаболических и регуляторных функций, как в хрусталике, так и в других частях тела^[6]. Большая часть белков, содержащих βγ-кристаллиновые домены, характеризуются как кальций-связывающие белки, имеющие новый кальций-связывающий мотив «греческий ключ» (Greek key).

Ферментативная активность

Интересно и удивительно, с эволюционной точки зрения, что некоторые кристаллины являются активными ферментами, в то время как другие не имеют ферментативной активности, но показывают гомологию с другими ферментами^[7][8]. Кристаллины разных систематических групп организмов родственны различным белкам: у птиц и рептилий они родственны лактатдегидрогеназам (LDH) и агрининсукцинат-лиазам (ASL), у млекопитающих — алкогольдегидрогеназам (ADH) и хинон-редуктазам, а у головоногих — глутатион-S-трансферазам (GST) и альдегиддегидрогеназам. Является ли появление кристаллинов результатом счастливой случайности, связанной с тем, что именно эти ферменты оказались прозрачными и водорастворимыми, или свойства данных ферментов каким-то образом обеспечивают защиту хрусталика — все это является темой активных современных исследований. Приобретение кристаллинами новых функций в ходе эволюции белков, первоначально имевших другие функции — классический пример действия принципов преаптации и смены функций на молекулярном уровне.

Классификация

Кристаллины глазного хрусталика позвоночных делятся на три группы: альфа, бета и гамма кристаллины. Деление на эти группы соответствует последовательности, в которой данные белки элюируются (вымываются) из колонки при гель-хроматографии. Эти три группы также называют кристаллинами-убиквистами. Бета- и гамма-кристаллины (такие как СRYGC) схожи по последовательности аминокислот, по строению и по расположению доменов, поэтому они сгруппированы в одну группу — надсемейство βγ-кристаллины. Надсемейства α- и βγ- кристаллинов представляют основные надсемейства белков, присутствующих в глазном хрусталике. Кроме этих кристаллинов есть и другие, таксон-специфичные кристаллины, которые можно найти только в хрусталиках некоторых организмов — например, дельта, эпсилон, тау, йота кристаллины. Альфа, бета и дельта кристаллины были найдены в хрусталиках птиц и рептилий. Альфа, бета и гамма кристаллины были найдены в хрусталиках всех остальных позвоночных.

См. также

• Cтатья "Кристаллин" в английской Википедии

Примечания

1. ↑ Jester JV (April 2008). "Corneal crystallins and the development of cellular transparency". Semin. Cell Dev. Biol. 19 (2): 82–93. DOI:10.1016/j.semcdb.2007.09.015. PMID 17997336.
2. ↑ LUTSCH, G., R. VETTER, U. OFFHAUS, M. WIESKE, H.-J. GRÖNE, R. KLEMENZ, I. SCHIMKE, J. STAHL & R. BENNDORF (18 November 1997). «Abundance and location of the small heat shock protein HSP25 and αB-crystallin in rat and human heart». Circulation 96 (11): 3466–3476. PMID 9396443.
3. ↑ Jose V. Moyano, Joseph R. Evans, Feng Chen, Meiling Lu, Michael E. Werner, Fruma Yehiely, Leslie K. Diaz, Dmitry Turbin, Gamze Karaca, Elizabeth Wiley, Torsten O. Nielsen, Charles M. Perou and Vincent L. Cryns (2006). «αB-Crystallin is a novel oncoprotein that predicts poor clinical outcome in breast cancer». Journal of Clinical Investigation 116: 261–270. DOI:10.1172/JCI25888.
4. ↑ Dietmar Fischer, Mitrofanis Pavlidis and Solon Thanos (1 November 2000). «Cataractogenic Lens Injury Prevents Traumatic Ganglion Cell Death and Promotes Axonal Regeneration Both In Vivo and in Culture». Investigative Ophthalmology and Visual Science 41 (12): 3943–3954. PMID 11053298.
5. ↑ Thomas Liedtke, Jens Christian Schwamborn, Uwe Schröer and Solon Thanos (2007). «Elongation of Axons during Regeneration Involves Retinal Crystallin β b2 (crybb2)». Molecular & Cellular Proteomics 6: 895–907. DOI:10.1074/mcp.M600245-MCP200. PMID 17264069.
6. ↑ Bhat SP (2003). «Crystallins, genes and cataract». Progress in drug research. Fortschritte der Arzneimittelforschung. Progrès des recherches pharmaceutiques 60: 205–62. PMID 12790344.
7. ↑ H. Jörnvall, B. Persson, G. C. Du Bois, G. C. Lavers, J. H. Chen, P. Gonzalez, P. V. Rao and J. S. Zigler Jr. (1993). «ζ-Crystallin versus other members of the alcohol dehydrogenase super-family». Federation of European Biochemical Societies Letters 322 (3): 240–244. PMID 8486156.
8. ↑ P. Vasantha Rao, C. Murali Krishna and J. Samuel Zigler, Jr. (1992). «Identification and Characterization of the Enzymatic Activity of ζ-Crystallin from Guinea Pig Lens». The Journal of Biological Chemistry 267 (1): 96–102. PMID 1370456.