เดสโมซีน

ชื่อ
ชื่อ IUPAC 6-{4-[(4S)-4-อะมิโน-4-คาร์บอกซีบิวทิล]-3,5-บิส[(3S)-3-อะมิโน-3-คาร์บอกซีโพรพิล]-1-ไพริดิเนียมิล}-L-นอร์ลิวซีน
ตัวระบุ
หมายเลข CAS	11003-57-9 วาย
โมเดล 3 มิติ ( JSmol )	ภาพแบบโต้ตอบ
การอ้างอิงของ Beilstein	4074277
ชอีบี	เชบี:37628
เคมสไปเดอร์	13085543 วาย
PubChem CID	25435
มหาวิทยาลัย	4MOL2J0TLY วาย
แดชบอร์ด CompTox ( EPA )	DTXSID801106522
อินชิ นิ้ว=1S/C24H39N5O8/c25-17(21(30)31)5-1-2-11-29-12-14(7-9-19(27)23(34)35)16(4-3-6-18(26)22(32) )33)15(13-29)8-10-20(28)24(36)37/h12-13,17-20H,1-11,25-28H2,(H3-,30,31,32,33,34,35,36,37)/p+1 วาย คีย์:  VEVRNHHLCPGNDU-MUGJNUQGSA-O วาย
รอยยิ้ม O=C(O)[C@@H](N)CCCC[n+]1cc(c(c(c1)CC[C@@H](C(=O)O)N)CCC[C@@H](C(=O)O)N)CC[C@@H](C(=O)O)N
คุณสมบัติ
สูตรเคมี	C H N O
มวลโมลาร์	526.611 กรัม·โมล−1
เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น ข้อมูลที่ให้ไว้เป็นข้อมูลสำหรับวัสดุในสภาวะมาตรฐาน (ที่อุณหภูมิ 25  °C [77  °F] ความดัน 100  kPa) เอ็น ตรวจสอบ  (คืออะไร ?)  วายเอ็น  ข้อมูลอ้างอิงในกล่องข้อมูล

เดสโมซีนเป็นกรดอะมิโนที่พบเฉพาะในอีลาสติน ซึ่ง เป็นโปรตีนที่พบในเนื้อเยื่อเกี่ยวพันเช่นผิวหนังปอดและหลอดเลือดแดงที่มีความยืดหยุ่น

เดสโมซีนเป็นส่วนประกอบของอีลาสตินและเชื่อมโยงข้ามกับไอโซเมอร์ของมัน คือ ไอโซเดสโมซีนทำให้เนื้อเยื่อมีความยืดหยุ่น การตรวจพบเดสโมซีนในปัสสาวะ พลาสมา หรือเสมหะ สามารถใช้เป็นตัวบ่งชี้การสลายตัวของอีลาสตินเนื่องจากกิจกรรมของอีลาสตาสสูงที่เกี่ยวข้องกับโรคบางชนิด^{[ 1 ] [ 2 ]}

เดสโมซีนและไอโซเมอร์ ของมัน คือไอโซเดสโมซีน ต่างก็ประกอบด้วยหมู่ไลซีน 4 หมู่ ทำให้สามารถจับกับสายเปปไทด์ได้หลายสาย หมู่ไลซีนทั้ง 4 หมู่รวมกันเป็นนิวเคลียส ไพริดิเนียมซึ่งสามารถลดลงเพื่อทำให้ประจุบวกที่เกี่ยวข้องเป็นกลาง และเพิ่มความเป็นไฮโดรโฟบิก ไลซีนทั้ง 4 หมู่สร้างโซ่ข้างรอบ นิวเคลียสไพริ ดิเนียมโดยมีหมู่คาร์บอกซิลที่เปิดเผย ความแตกต่างระหว่างเดสโมซีนและไอโซเดสโมซีนคือการแลกเปลี่ยนโซ่ข้างไลซีนบนคาร์บอน 1 กับโปรตอนบนคาร์บอน 5 ^{[ 3 ]}เดสโมซีนเกี่ยวข้องกับอะลานีนโดยจับกับมันที่ด้านปลาย N การเกี่ยวข้องกับอะลานีนนี้ทำให้มันสามารถจับกับคู่ของโทรโปอีลาสติน ได้ดี เพื่อสร้างอีลาสตินและเครือข่ายอีลาสติน^{[ 4 ]}

ปัจจุบันยังไม่สามารถแยกความแตกต่างระหว่างเดสโมซีนและไอโซเดสโมซีนได้เนื่องจากข้อจำกัดทางเทคโนโลยี การแยกความแตกต่างนี้จะเป็นประโยชน์อย่างมากในการทำความเข้าใจเดสโมซีนและคุณสมบัติของมันได้ดียิ่งขึ้น ปัจจุบัน มีการใช้ แมสสเปกโทรเมตรีซึ่งช่วยในการแยกชิ้นส่วนที่มีลักษณะเฉพาะออกมา ซึ่งจะช่วยในการแยกความแตกต่าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเปปไทด์ขนาดใหญ่

เดสโมซีนมีกลไกในการสร้างโครงสร้างได้หลายรูปแบบ ทั้งผ่านกระบวนการสังเคราะห์ทางชีวภาพและผ่านระบบที่มนุษย์สร้างขึ้น

การสังเคราะห์ในห้องปฏิบัติการ

เดสโมซีนสามารถสังเคราะห์ได้ในห้องปฏิบัติการด้วยวิธีการต่างๆ เช่น ปฏิกิริยาครอสคัปปลิงที่เร่งปฏิกิริยาด้วยแพลเลเดียม การบำบัดต่างๆ สามารถสร้างโครงสร้างที่แตกต่างกันเล็กน้อยได้^{[ 6 ]}

แบบจำลองบางแบบของการเชื่อมต่อสำหรับเดสโมซีน ซึ่งสร้างขึ้นจากการศึกษาอีลาสตินของเอ็นวัว ชี้ให้เห็นถึงการรวมกันของเดสโมซีนและการเชื่อมโยงข้ามรองเพื่อเชื่อมต่อโซ่เปปไทด์เข้าด้วยกัน แบบจำลองนี้มีการเชื่อมต่อของเดสโมซีนใกล้กับอะลานีนบนโซ่เปปไทด์ จากนั้นไปยังกรดอะมิโนอีก 3 ตัวบนโซ่เปปไทด์ 2 โซ่ แม้ว่าจะสามารถเชื่อมต่อกับโซ่ได้มากถึง 4 โซ่ก็ตาม มีการเสนอแนะว่าการเชื่อมโยงข้ามรองเกิดขึ้นกับเดสโมซีนหรือไลซิโนนอร์ลิวซีน ซึ่งรักษาโครงสร้างอัลฟาเฮลิกซ์ในส่วนที่อุดมไปด้วยอะลานีนบนเปปไทด์^{[ 3 ]}

ทั้งไอโซเดสโมซีนและเดสโมซีนสามารถมีตำแหน่งการเชื่อมต่อที่คล้ายกันในอีลาสตินได้ แม้ว่าจะพบเห็นได้น้อยในธรรมชาติก็ตาม โดยส่วนใหญ่แล้วมักจะปรากฏอยู่ใกล้กันบนสายโซ่เปปไทด์^{[ 3 ]}

อีลาสติน โปรตีนในเมทริกซ์นอกเซลล์ ให้ความยืดหยุ่น และสารตั้งต้นที่ละลายได้คือโทรโปอีลาสติน เมื่ออีลาสตินเชื่อมโยงกัน จะทำให้เกิดเดสโมซีนและไอโซเดสโมซีน^{[ 8 ]} เมื่อกล่าวถึงเดสโมซีน มักจะจัดกลุ่มร่วมกับไอโซเดสโมซีน ซึ่งเป็นกรดอะมิโนสี่ฟังก์ชันอีกชนิดหนึ่งที่เฉพาะเจาะจงกับอีลาสติน

เดโมซีนไม่เพียงแต่พบในอีลาสตินเท่านั้น แต่ยังพบในปัสสาวะ พลาสมา เสมหะ และมีวิธีการต่างๆ ในการระบุและวัดปริมาณเหล่านี้^{[ 9 ]} ซึ่งหมายความว่ามันถูกใช้เป็นไบโอมาร์กเกอร์สำหรับการเสื่อมสภาพของอีลาสติน ซึ่งสามารถใช้ตรวจจับโรคปอดอุดกั้นเรื้อรัง (COPD) ได้ เดโมซีนเป็นไบโอมาร์กเกอร์ที่มีศักยภาพสำหรับการเสื่อมสภาพของเมทริกซ์

ปัจจุบันยังไม่สามารถแยกความแตกต่างระหว่างเดสโมซีนและไอโซเดสโมซีนได้ เนื่องจากข้อจำกัดทางเทคโนโลยี การแยกความแตกต่างนี้จะเป็นประโยชน์อย่างมากในการทำความเข้าใจเดสโมซีนและคุณสมบัติของมันได้ดียิ่งขึ้น ปัจจุบัน มีการใช้ แมสสเปกโทรเมตรีซึ่งช่วยในการแยกชิ้นส่วนที่มีลักษณะเฉพาะออกมา ซึ่งจะช่วยในการแยกความแตกต่าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเปปไทด์ขนาดใหญ่

เนื่องจากเดสโมซีนพบมากที่สุดในอีลาสติน ที่เจริญเต็มที่ จึงสามารถระบุตำแหน่งและวัดได้อย่างสม่ำเสมอในตัวอย่างปัสสาวะหลังจากการสลายตัวของอีลาสตินในร่างกายมนุษย์^{[ 11 ] [ 10 ]}เดสโมซีนไม่มีอยู่ในส่วนอื่นของร่างกาย และไม่สามารถหาได้จากที่อื่นนอกร่างกาย ซึ่งทำให้เดสโมซีนเป็นตัวบ่งชี้สำคัญสำหรับการสลายตัวของอีลาสติน^{[ 11 ]}อันที่จริง เดสโมซีน "ได้รับการศึกษาในฐานะตัวบ่งชี้การสลายตัวของอีลาสตินในภาวะปอด เรื้อรังหลายชนิด รวมถึง โรคปอดอุดกั้นเรื้อรัง (COPD) โรค ซิสติกไฟโบรซิสและการใช้ยาสูบ เรื้อรัง" ^{[ 11 ]}ในการศึกษาหนึ่งหนูที่ มีภาวะ ออกซิเจนเกิน ที่สร้าง ถุงลมอันเป็นผลมาจากการเจริญเติบโตของปอด ยังแสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงอย่างมากในคอลลาเจนและอีลาสตินภายในปอด รวมถึงการเปลี่ยนแปลงในการเชื่อมโยงข้ามด้วย^{[ 12 ]} ในการศึกษาอื่น รายงานว่าผู้ป่วยที่เสียชีวิตจากภาวะหายใจล้มเหลวเฉียบพลัน (ARDS) มีความเข้มข้นของเดสโมซีนในปัสสาวะสูงกว่าผู้ป่วยที่รอดชีวิตจาก ARDS และความเข้มข้นของเดสโมซีนที่สูงขึ้นแสดงให้เห็นว่า "ความเสียหายที่รุนแรงมากขึ้นต่อเมทริกซ์นอก เซลล์ เกิดขึ้นในผู้ป่วยวิกฤตที่สุด [ผู้ป่วยที่ได้รับบาดเจ็บปอดเฉียบพลัน " ^{[ 11 ]}

อย่างไรก็ตาม มีการโต้แย้งในงานวิจัยเดียวกันว่าเดสโมซีน "ไม่มีความสัมพันธ์ที่ดีกับตัวบ่งชี้ความรุนแรงของโรค" โดยมีความสัมพันธ์เพียงเล็กน้อยกับอายุ^{[ 11 ]}ในทางกลับกัน มีการแนะนำว่า "เดสโมซีนอาจมีประโยชน์มากกว่าในการทำความเข้าใจพยาธิกำเนิดของ ALI และมีประโยชน์น้อยกว่าในฐานะตัวบ่งชี้ความรุนแรงของโรค" ^{[ 11 ]}ตัวอย่างเช่น มาตรฐานปัจจุบันสำหรับการวัดความก้าวหน้าของโรคปอดนั้นวัดจากปริมาตรการหายใจออกอย่างแรงในหนึ่งวินาที (FEV1)เมื่อเทียบกับความจุของปอดสูงสุด^{[ 9 ]}กล่าวอีกนัยหนึ่งคือปริมาตรอากาศที่บุคคลสามารถหายใจออกจากปอดที่เต็มในหนึ่งวินาทีเมื่อเทียบกับความจุของปอดสูงสุด วิธีนี้แม้จะง่ายและ ละเอียดถี่ถ้วน ทางสรีรวิทยา แต่ ก็มีข้อจำกัดทางชีววิทยา^{[ 9 ]}ดังนั้นจึงมีการค้นหาตัวบ่งชี้ทางชีวภาพที่เหนือกว่า เดสโมซีนได้รับการศึกษาในฐานะตัวบ่งชี้ทางชีวภาพดังกล่าว โดยมีการศึกษาในช่วงทศวรรษ 1980 เพื่อเชื่อมโยงความเข้มข้นของเดสโมซีนในปัสสาวะกับการสลายตัวของอีลาสตินในปอด^{[ 9 ]}แม้ว่าจะมีข้อมูลจำนวนมากที่รวบรวมไว้เกี่ยวกับศักยภาพของเดสโมซีนในฐานะตัวบ่งชี้ทางชีวภาพทดแทนในการกำหนดความคืบหน้าของโรค แต่บางคนก็เชื่อว่ายังมีหลักฐานไม่เพียงพอสำหรับเดสโมซีนที่จะตอบสนองและเติมเต็มความต้องการนี้^{[ 9 ]}

ในศัลยกรรมกระดูก และข้อ มี การศึกษาวิจัยหนึ่งที่ตรวจสอบเอ็นของม้า และพบว่าความแข็งและความเมื่อยล้าที่เพิ่มขึ้นตามอายุนั้นเกิดจากการแตกตัวของอีลาสตินในเอ็น^{[ 10 ]}เอ็นงอนิ้วตื้น (SDFT) และเอ็นเหยียดนิ้วทั่วไป (CDET) ได้รับการวิเคราะห์องค์ประกอบของอีลาสติน โดยเปรียบเทียบเอ็นที่แก่กว่ากับเอ็นที่อายุน้อยกว่า^{[ 10 ]}แม้ว่าทั้ง CDET และ SDFT จะเป็นเอ็นที่กำหนดตำแหน่ง ทำให้กล้ามเนื้อสามารถเคลื่อนไหวโครงกระดูกได้ แต่ SDFT ยังเก็บพลังงานและมีความยืดหยุ่นมากกว่า CDET มากเนื่องจาก "ความเชี่ยวชาญของ [เมทริกซ์ระหว่างกลุ่มเส้นใย ] เพื่อให้สามารถเลื่อนและหดตัวระหว่างกลุ่มเส้นใยซ้ำๆ ได้” ^{[ 10 ]}มีรายงานว่าความเข้มข้นของเดสโมซีนนั้นสูงกว่ามากในเอ็นใหม่เมื่อเทียบกับเอ็นที่เสื่อมสภาพไปบางส่วน ซึ่งแสดงให้เห็นว่าไม่เพียงแต่มีการแตกตัวของอีลาสตินในเอ็นตามอายุเท่านั้น แต่ยังมีองค์ประกอบโดยรวมของอีลาสตินใน SDFT น้อยลงด้วย แม้ว่าสิ่งนี้จะไม่เป็นความจริงในกรณีของ CDET ที่ตรวจสอบแล้วก็ตาม^{[ 10 ]}

มีการวิจัยเพื่อกำหนดโครงสร้างการเชื่อมโยงของอีลาสตินด้วย โดยมีเป้าหมายเพื่อทำความเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างอีลาสตินกับโรคที่เกี่ยวข้อง เช่น โรคซิสติกไฟโบรซิส โรคปอดอุดกั้นเรื้อรัง (COPD) และหลอดเลือดแดงโป่งพอง [ ^{4 ] มี}การศึกษาเพื่อค้นหาโครงสร้างนี้โดยการสังเคราะห์เปปไทด์แบบวงจรที่มีเดสโมซีน เพื่อเลียนแบบอีลาสตินบางส่วน โดยหวังว่าจะใช้สเปกโทรเมตรีมวลกับเปปไทด์เพื่อเปิดเผยโครงสร้างการเชื่อมโยง^{[ 4 ]}ในที่สุดก็มีการสังเคราะห์สารเลียนแบบอีลาสตินได้สำเร็จ และถึงแม้ว่าจะยังไม่มีการดำเนินการเพื่อชี้แจงโครงสร้างการเชื่อมโยงของอีลาสติน แต่สเปกโทรเมตรีมวลเบื้องต้นแสดงให้เห็นถึงการมีอยู่ของไอออน ที่คาดว่า จะเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาเคมีที่ใช้^{[ 4 ]}