Elastiini

Elastiini on strukturaalne valk, mis osaleb kopsude, veresoonte ja naha sidekoe ülesehitamises. Vastupidiselt kollageenile, mida leidub ka sidekoes, on see väga elastne. Elastiini molekulid võrgustuvad rakuvälises piirkonnas üksteisega.

Mis on elastiin?

Kõik selgroogsed sisaldavad kiudainevalku elastiini. See on struktuurvalk, mis vastutab selliste oluliste organite nagu kopsud, veresooned või nahk, kujundamise eest. Koos kollageeniga moodustab see nende elundite sidekoe.

Elastiini ja kollageeni omadused täiendavad üksteist. Elastiin, nagu nimigi ütleb, on vastupidiselt kollageenile väga elastne. See muudab naha, kopsude ja veresoonte sidekoe elastseks ja tempermalmist. Nende kolme organi funktsioonid vajavad pidevat muutmist. Elastiin koosneb peamiselt aminohapetest alaniin, glütsiin, proliin, valiin, lüsiin, leutsiin ja isoleutsiin. Hüdrofoobsed ja hüdrofiilsed alad vahelduvad molekulis.

Neljas aminohappes alaniini, proliini, glütsiini ja valiini iseloomulikke ühikuid korratakse igas hüdrofoobses domeenis. Hüdrofiilsetes piirkondades on peamiselt lüsiin. Lüsiinijääk oksüdeeritakse ensüümi lüsüüloksüdaasi abil alüsiiniks. Terminaalne aminorühm asendatakse karboksüülrühmaga. Erinevate valguahelate lüsiinijäägid ühinevad üksteisega, moodustades ringikujulise desmosiini ja seeläbi ristsidestades erinevad ahelad üksteisega.

Funktsioon, mõju ja ülesanded

Sidekoes sisalduva struktuurvalguna on elastiini ülesanne tagada kopsude, veresoonte ja naha kuju ja elastsus. Kõik kolm elundit sõltuvad sidekoe painduvusest. Nende maht muutub pidevalt.

Struktuurvalgu kujul on sidekoes enamasti kollageen. See on rebenemiskindel, kuid oleks ainsa konstruktsioonielemendina liiga jäik. Ainult elastiini ja kollageeni omaduste kombinatsioon võimaldab sidekoel muutuda elastseks ja samal ajal rebenemiskindlaks. Elastiini põhiosa on tropoelastiin. Tropoelastiin koosneb vahelduvatest hüdrofoobsetest ja hüdrofiilsetest domeenidest. Selle ligikaudne molekulmass on 72 kilodaltonit. Tropoelastiinüksused võrkuvad üksteisega lüsiinijääkide juures.

Kuigi tropoelastiin on oma paljude hüdrofiilsete domeenide tõttu vees lahustuv, on ristseotud polümeeri vees lahustuvus negatiivne. Tropoelastiin moodustub rakkudes ja jõuab rakuvälisse piirkonda membraani transpordi kaudu. Siin toimub põhiliste ehitusplokkide võrgustamine, kusjuures võrgupunktidesse moodustatakse rõngakujulised desmosiiniüksused. Kolm alüsiinijääki ja üks lüsiinijääk võtavad desmosiini moodustumisest alati osa. Kuna alüsiin on lüsiini oksüdeerumisprodukt, on neli lüsiinijääki lõpuks omavahel seotud.

See ühendusvorm annab elastiinile erilise elastsuse. Ristsidumine kaitseb elastiini ka peaaegu kõigi proteaaside denaturatsiooni ja lagunemise eest. Ensüüm elastaas on siiski erand, see on ainus proteaas, mis suudab elastiini lagundada. Sel viisil lagunevad toidu kaudu tarbitavad elastiinid.

Haridus, esinemine, omadused ja optimaalsed väärtused

Nagu juba mainitud, on elastiin kopsude, veresoonte ja naha sidekoe vajalik komponent. See mõjutab kõiki selgroogseid. Aluselist põhiosa tropoelastiini pole loomkoes peaaegu võimalik tuvastada. Pärast lüsiinijääkide muundamist lüsüüloksüdaasi poolt alüsiiniks ristsidetakse kolm lülisiinijääki kohe ühe lüsiinijäägiga. Elastiini esineb peaaegu eranditult oma võrku ühendatud kujul.

Sellegipoolest oli tropoelastiini tuvastamine loomkatsetes lüsüüloksüdaasi sünteesi pärssimisega edukas. Kui see ensüüm puudub, ei toimu lüsiini muutumist allüsiiniks ja seega ka elastiini moodustumist. Elastiini vastupidavuse tõttu proteaaside lagunemisele on nahk, kopsud ja veresooned ideaalselt kaitstud. Elastaasi lagundavat toimet piiravad elastaasi inhibiitorid.

Haigused ja häired

ELN-geeni mutatsioonid võivad põhjustada pärilikke haigusi, mille puhul elastiini struktuur muutub. Niinimetatud dermatochalasis on sidekoes muutused, mis avalduvad elastses, longus nahas, mis longus voldidesse.

Haigus võib olla nii omandatud kui ka pärilik. Täheldatakse perekondlikke klastrid. Lisaks paljudele teistele sümptomitele ilmneb see sidekoe nõrkus ka Williams-Beureni sündroomi korral. See on ka elastiini pärilik struktuurne anomaalia. Selle haiguse põhjuseks on mutatsioon 7. kromosoomis. Lisaks on olemas ka kaasasündinud aordi stenoos, mis põhineb elastiini struktuuri häiretel. Südame peamine arter on ahenenud. Verevool vasakust vatsakesest vereringesse lükatakse edasi.

Südamepuudulikkus ilmneb pikaajaliselt. Viis kuni kuus protsenti kõigist kaasasündinud südamedefektidest on kaasasündinud aordi stenoosid. Eeldatakse, et Ehlers-Danlosi sündroomi mõned vormid on elastiini väärarengud. Seda haigust iseloomustab ülepingutatud nahk, mida nimetatakse kumminahaks. Sidekoe nõrkus mõjutab paljusid organeid, sealhulgas südant ja seedetrakti. Sündroom päritakse tavaliselt autosomaalse domineeriva tunnusena.

Nn Menkesi sündroomi korral on lisaks paljudele teistele sümptomitele ka sidekoe nõrkus, mille põhjuseks on häiritud elastiini süntees. Tegelikult iseloomustab Menkesi sündroomi vase imendumise häire kehas. Vask on aga paljude ensüümide kofaktor. Muu hulgas hõlmab see ka lüsüüloksüdaasi. Ilma vaseta on ensüüm ebaefektiivne. Lüsiinijääkide muundamist alüsiiniks enam ei toimu. Selle tulemusel ei saa lüsiinijääkide ristsidumine desmosiiniga enam toimida.