Desmosin er en proteinogen aminosyre. Sammen med andre aminosyrer danner det fiberen og det strukturelle proteinelastin. Med mutationer i ELN-genet forstyrres strukturen af elastinet.
Hvad er desmosin?
Aminosyrer er en vigtig del af den menneskelige organisme. De er en klasse af organiske forbindelser, der dannes fra mindst en carboxygruppe og en aminogruppe. Aminosyrer er derfor både carboxylsyrer og aminer.
Afhængig af deres position i forhold til carboxygruppen, kan aminosyrer tildeles forskellige grupper. Aminosyrer med en terminal carboxygruppe kaldes geminal eller α og tæller blandt a-aminosyrerne. Disse aminosyrer er proteiner. Den menneskelige krop har mere end 20 proteinogene aminosyrer og 400 ikke-proteinogene aminosyrer. D-aminosyrerne er en speciel gruppe. En af de mere end 20 proteinogene aminosyrer er desmosin, der sammen med den lignende byggede isodesmosin danner fiberproteinelastin.
Elastinet og dets opløselige forløber tropoelastin hører til de strukturelle proteiner og bidrager til formning og fastholdelse af anatomiske strukturer. Elastin spiller en særlig rolle i store blodkarers evne til at strække sig, for eksempel aorta.
Funktion, effekt og opgaver
Desmosin er formelt en firedoblet aminosyre. Det har en pyridiniumring i midten. Pyridin er en kemisk forbindelse med den empiriske formel C5H5N, som kan tildeles de heterocykliske modersystemer og danner den enkleste azin i form af en seks-leddet ring med et nitrogenatom og fem carbonatomer.
Takket være sin centrale pyridiniumring kan desmosin netværke de individuelle proteinstrenge i fiberproteinelastinet. Sammensætningen af elastin ligner sammensætningen af kollagen. I stedet for hydroxylysin har elastin imidlertid en betydelig andel valin. Lysinrester oxideres til allysin ved hjælp af enzymet lysyloxidase. Tre allysiner og en lysin danner på sin side en desmosin i form af en ring. Denne form spiller en betydelig rolle i elasticiteten af et helt elastinmolekyle.
Som et proteinnetværk består elastin af desmosinbundne enheder og er elastisk strækbar. Lungerne såvel som huden og blodkarene er afhængige af elastin og dens komponent desmosin, da det er den eneste måde, de får deres betydelige elasticitet. Desmosin fluorescerer blåt under UV-lys og giver elastin sin gule farve, dets uopløselighed i vand, varmestabilitet og modstand mod alkalier og proteaser.
Uddannelse, forekomst, egenskaber & optimale værdier
Dannelsen af desmosin er også kendt som desmosin-biosyntese. Under denne biosyntese omdannes de terminale aminogrupper af L-lysinenheder til al-aldehyder af enzymet lysyloxidase gennem oxidation.
Lysyloxidase er en proteinlysin 6-oxidase og svarer således til et enzym, der forekommer i det ekstracellulære rum i bindevævet. Ved tværbinding af elastin og kollagen fungerer det som en katalysator og mekanisk stabilisator for proteiner. Under biosyntesen af desmosin omdanner lysyloxidasen lysin til allysin. Denne proces finder sted i den ekstracellulære matrix og stabiliserer krydsforbindelserne mellem kollagen og elastin. Fra et kemisk synspunkt svarer reaktionen til oxidativ deamination til dannelse af aldehyd. Allysin danner enten allysinaldol eller desmosin med aldehydrester fra nabotropelastinmolekyler gennem en aldolkondensation.
Resterende lysin danner en Schiff-base via dens aminogruppe og skaber isodesmosin. Foruden blodkarene, lungerne og huden har alle mikrofibriller især desmosin. Dette er de mindste fibre af kollagen, retikulært og elastisk væv.
Sygdomme og lidelser
Dannelsen af elastin fra komponenter såsom desmosin forstyrres ved forskellige sygdomme. Disse sygdomme inkluderer primært mutationer i ELN-genet. De vigtigste af disse er dermatochalasis, Williams-Beuren syndrom og subvalvular medfødt aortastenose. Dermatochalasis er en gruppe af bindevæveændringer med familiær akkumulering.
Karakteristisk for denne gruppe er den hældne, mindre elastiske og rynkede hud på forskellige dele af kroppen. ELN-genet koder for elastin og kan forårsage sådanne symptomer gennem en mutation. Williams-Beuren-syndrom er temmelig sjældent sammenlignet med dette, og berører kun en ud af 20.000 nyfødte. Sygdommen er forårsaget af en defekt på kromosom syv. Genlokuset er 7q11.23. På grund af en defekt på dette tidspunkt mangler den berørte person elastingenet og nabogenerne. Sletningen af elastingenet forårsager dysmorfisme i ansigtet og lidelser i den indre organstruktur. Hjertedefekter såsom supravalvular aortastenose og misdannelser i nyrerne, såsom hestesko-nyren eller renal vaskulær stenose, kan resultere i. Derudover er der ofte en kognitiv handicap.
De berørte psykiske evner er under gennemsnittet. På trods af verbal udtryksevne danner de for det meste sætninger med lidt indhold. De begynder at læse i en ekstrem tidlig alder, hvilket ofte overvurderer deres mentale evner. Ud over deres hyperleksi fører deres perfekte tonehøjde ofte til overvurderinger. Som en form for elastinmutation svarer subvalvulær medfødt aortastenose til gengæld til en hjerte misdannelse forbundet med en indsnævring af hovedarterien. Den supravalvulære stenose ligger over aortaventilen i begyndelsen af aorta.
Denne form for hjertefejl er ofte kendetegnet ved timeglasformede indsnævringer, der ligger over udløbet af koronarbeholderne. Den stigende del af aorta kan også indsnævres. Denne form for aortastenose forekommer især ofte i sammenhæng med Williams-Beuren syndrom netop diskuteret. Denne hjertefejl er allerede observeret uanset sygdommen. I dette tilfælde behøver det dog ikke nødvendigvis at være relateret til en mutation i elastingenet.
