เบต้าไทโมซิน

เบตาไทโมซินเป็นกลุ่มโปรตีนที่มีลำดับกรดอะมิโนประมาณ 40 ตัวที่คล้ายคลึงกันกับโปรตีนขนาดเล็กไทโมซินเบตาพบได้เกือบเฉพาะในสัตว์หลายเซลล์เท่านั้น ไทโมซินเบตาเดิมทีได้มาจากต่อมไทมัส พร้อมกับโปรตีนขนาดเล็กอื่นๆ อีกหลายชนิด ซึ่งแม้จะถูกเรียกรวมกันว่า " ไทโมซิน " แต่ปัจจุบันเป็นที่ทราบกันดีว่าโครงสร้างและพันธุกรรมของโปรตีนเหล่านี้ไม่เกี่ยวข้องกัน และพบได้ในเนื้อเยื่อสัตว์หลายชนิด
เบต้า-ไทโมซินโดเมนเดี่ยว
การกระจาย
| ตระกูลไทโมซินเบตา-4 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
โครงสร้างของไทโมซินเบตา 9 [ 3 ] | |||||||
| ตัวระบุ | |||||||
| เครื่องหมาย | ไทโมซิน | ||||||
| พีแฟม | PF01290 | ||||||
| อินเตอร์โปร | IPR001152 | ||||||
| ปราดเปรื่อง | SM00152 | ||||||
| โปรไซต์ | PDOC00433 | ||||||
| สโคป2 | 1hj0 / SCOPe / SUPFAM | ||||||
| |||||||
β-ไทโมซินโมโนเมอร์ ซึ่งก็คือ β-ไทโมซินที่มีน้ำหนักโมเลกุลใกล้เคียงกับเปปไทด์ที่โกลด์สไตน์แยกได้จากต่อมไทมัสในตอนแรกนั้น พบได้เกือบเฉพาะในเซลล์ของสัตว์หลายเซลล์เท่านั้น [ 4 ] ข้อยกเว้นที่ทราบกันดีคือ β-ไทโมซินโมโนเมอร์ที่พบในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวบางชนิด โดยเฉพาะอย่างยิ่งสิ่งมีชีวิตที่ปัจจุบันถือว่าเป็นญาติใกล้ชิดที่สุดของสัตว์หลายเซลล์ ได้แก่[ 5 ]โคอาโนแฟลเจลเลต[ 6 ]และฟิลาสเตอเรียน[ 7 ]แม้ว่าจะพบในสัตว์ที่แยกสายวิวัฒนาการออกไปตั้งแต่แรกเริ่ม เช่น ฟองน้ำ แต่ β-ไทโมซินโมโนเมอร์นั้นไม่มีอยู่ในอาร์โทรพอดและหนอนตัวกลม ซึ่งอย่างไรก็ตามก็มี "โปรตีน β-ไทโมซินซ้ำ" ซึ่งสร้างขึ้นจากลำดับ β-ไทโมซินที่ซ้ำกันหลายชุด[ 8 ]จีโนมิกส์แสดงให้เห็นว่าสัตว์สี่ขา (สัตว์มีกระดูกสันหลังบนบก) แต่ละชนิดแสดงออกถึง β-ไทโมซินโมโนเมอร์ 3 ชนิด ซึ่งเป็นสารเทียบเท่า (ออร์โธล็อก) ของไทโมซิน β , β และ β ของมนุษย์ ตามลำดับ ไทโมซินของมนุษย์ถูกเข้ารหัสโดยยีนTMSB4X , TMSB10และTMSB15AและTMSB15B (ในมนุษย์ โปรตีนที่เข้ารหัสโดยยีน TMSB15 ทั้งสองตัวนั้นเหมือนกัน) โดยทั่วไปแล้ว ปลาที่มีกระดูก จะแสดงออกถึงออร์โธล็อกของทั้งสามชนิดนี้ บวกกับสำเนาเพิ่มเติมของ ออร์โธล็อกβ [ 9 ]
| ตระกูล | ยีน | ตำแหน่ง | โปรตีน |
|---|---|---|---|
| β | ทีเอ็มเอสบี4เอ็กซ์ | โครโมโซม X q21.3-q22 | ไทโมซิน β |
| TMSB4Y | คริสตี้ วาย | ไทโมซิ นβ โครโมโซม Y | |
| β | ทีเอ็มเอสบี10 | บทที่ 2 หน้า 11.2 | ไทโมซิน β |
| β | ทีเอ็มเอสบี15เอ | โครโมโซม X q21.33-q22.3 | ไทโมซิน β |
| ทีเอ็มเอสบี15บี | โครโมโซม X q22.2 | ไทโมซิน β |
พบว่าไทโมซิน β ยูบิควิติน (ถูกตัดทอนด้วยกรดอะมิโนไกลซีน 2 ตัวที่ปลาย C) [ 10 ]
ความสัมพันธ์กับโมดูลลำดับ WH
ครึ่งปลาย N ของ β-thymosins มีลำดับกรดอะมิโน ที่คล้ายคลึงกันอย่างมาก กับโมดูลลำดับที่กระจายตัวอย่างกว้างขวาง คือโมดูลWH (Wasp Homology Domain 2 - ชื่อนี้ได้มาจากโปรตีน Wiskott-Aldrich syndrome ) [ 11 ] [ 12 ]หลักฐานจากการวิเคราะห์ด้วยรังสีเอกซ์แสดงให้เห็นว่าส่วนนี้ของ β-thymosins จับกับแอคตินในลักษณะที่เกือบจะเหมือนกับโมดูล WH โดยทั้งสองส่วนจะจับกันในรูปแบบที่เรียกว่า β-thymosin/WH fold ดังนั้น β-thymosins อาจวิวัฒนาการโดยการเพิ่มลำดับปลาย C ใหม่ให้กับโมดูล WH [ 13 ]อย่างไรก็ตาม การค้นหาความคล้ายคลึงของลำดับที่ออกแบบมาเพื่อระบุโดเมน WH2 ในปัจจุบัน[ 14 ]ไม่สามารถระบุ β-thymosins ได้ (และในทางกลับกัน ) และความคล้ายคลึงของลำดับและการทำงานอาจเป็นผลมาจาก วิวัฒนาการแบบลู่เข้า[ 15 ]
กิจกรรมทางชีวภาพของไทโมซิน β
β-ไทโมซินต้นแบบคือ β (ผลิตภัณฑ์ในมนุษย์ของ ยีน TMSB4X ) ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของเซลล์ในเนื้อเยื่อหลายชนิด ความเข้มข้นภายในเซลล์อาจสูงถึง 0.5 mM [ 10 ]หลังจากไทโมซิน α1 แล้ว β เป็นเปปไทด์ที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพตัวที่สองจากไทโมซินส่วนที่ 5 ที่ได้รับการจัดลำดับและสังเคราะห์อย่างสมบูรณ์[ 16 ]
เนื่องจากมีปริมาณมากในไซโตซอลและมีความสามารถในการจับกับ G-actin แต่ไม่จับกับ F-actin ไทโมซิน β จึงถือเป็นโปรตีนกักเก็บแอคตินหลักในเซลล์หลายประเภท[ 17 ]
การประยุกต์ใช้ทางคลินิก
ไทโมซิน β ได้รับการทดสอบในการทดลองแบบหลายศูนย์ซึ่งร่วมสนับสนุนโดย RegeneRx Biopharmaceuticals Inc (Rockville, MD, สหรัฐอเมริกา) และ Sigma Tau (Pomezia, อิตาลี) ในสหรัฐอเมริกาและยุโรป ในผู้ป่วยที่มีแผลกดทับแผลที่เกิดจาก ภาวะเลือดคั่งใน หลอดเลือดดำและ โรคผิวหนังพุพอง ชนิด Epidermolysis bullosa simplexและพบว่าช่วยเร่งการสมานแผลกดทับและแผลจากภาวะเลือดคั่งได้ภายในหนึ่งเดือน นอกจากนี้ยังได้รับการทดสอบในผู้ป่วยที่มีความผิดปกติของเยื่อบุผิวของกระจกตาเรื้อรังจากภาวะขาดสารอาหาร และพบว่าช่วยส่งเสริมการซ่อมแซมด้วย
ไทโมซิน β : ระดับของไทโมซิน β ในปัสสาวะของมนุษย์มีแนวโน้มที่ดีในฐานะเครื่องหมายวินิจฉัยมะเร็งต่อมลูกหมากซึ่งมีความไวต่อความรุนแรงที่อาจเกิดขึ้นของเนื้องอก[ 18 ]
การใช้สารต้องห้ามในกีฬา
มีรายงานว่าผู้เล่นบางคนใช้ไทโมซินเบตา-4 ในกีฬาฟุตบอลออสเตรเลียประเภทต่างๆ [ 19 ]
โปรตีนที่มีโครงสร้างซ้ำของเบต้า-ไทโมซิน

การกระจาย
โปรตีนเหล่านี้ซึ่งโดยทั่วไปประกอบด้วยลำดับ β-thymosin ซ้ำกัน 2-4 ครั้ง พบได้ในไฟลัมทั้งหมดของอาณาจักรสัตว์ ยกเว้นฟองน้ำ[ 21 ]ตัวอย่างเดียวในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมคือไดเมอร์ในหนู ซึ่งสังเคราะห์โดยการอ่านผ่านของการถอดรหัสระหว่างยีน β15 ของหนูสองสำเนา ซึ่งแต่ละสำเนาก็ถูกถอดรหัสแยกกันด้วย[ 22 ]ตัวอย่างที่มีจำนวนมากเป็นพิเศษคือโปรตีนไทพีดินของไฮดราซึ่งมีลำดับ β-thymosin ซ้ำกัน 27 ครั้ง[ 23 ]
กิจกรรมทางชีวภาพ
โปรตีน β-thymosin repeat มีลักษณะคล้ายกับรูปแบบโมโนเมอร์ที่สามารถจับกับแอคตินได้ แต่ความแตกต่างของลำดับในตัวอย่างหนึ่งที่ศึกษา โปรตีนCiboulot ที่มีการทำซ้ำสามครั้ง ของแมลงวันผลไม้Drosophila ช่วยให้ สามารถจับกับปลายของเส้นใยแอคติน ซึ่งเป็นกิจกรรมที่แตกต่างจากการแยกโมโนเมอร์[ 24 ]
โปรตีนเหล่านี้เริ่มเป็นที่สนใจในชีววิทยาประสาทจากการค้นพบว่าในทากทะเลHermissenda crassicornisโปรตีน Csp24 (conditioned stimulus pathway phosphoprotein-24) ซึ่งมี 4 ชุดซ้ำ มีส่วนเกี่ยวข้องกับการเรียนรู้รูปแบบง่ายๆ ทั้งการเพิ่มความตื่นตัวของเซลล์ประสาทรับ ความรู้สึก ในเส้นทางการกระตุ้นแบบมีเงื่อนไข ในการทดลองครั้งเดียว [ 25 ]และการปรับสภาพแบบพาฟลอฟหลายครั้ง[ 26 ]การฟอสโฟรีเลชันของ Csp24 เช่นเดียวกับการดัดแปลงหลังการแปลของโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับโครงร่างเซลล์จำนวนหนึ่ง อาจมีส่วนช่วยในพลวัตของเส้นใยแอคตินซึ่งเป็นพื้นฐานของการปรับโครงสร้างของเซลล์ที่ตอบสนอง[ 26 ]