중간섬유

3. 종류

중간섬유는 아미노산 서열과 단백질 구조의 유사성을 기반으로 6가지 유형으로 분류된다.^[6]

일반적으로 모든 중간 섬유는 완전히 조립되었을 때 직경이 9~11 nm 사이인 중합체이다. 중간 섬유를 구성하는 단백질에서 공통적으로 발견되는 것은 N-말단과 C-말단의 구형 구조와 분자 중앙 부분에 나타나는 꼬인 코일 구조이다. 구형 구조는 다른 단백질과의 상호 작용을 담당하고, 꼬인 코일 구조는 두 개의 단백질이 결합하여 역평행 사량체를 형성하며, 이 사량체가 회합하여 필라멘트를 형성한다.

3. 1. Type I, II: 산성, 알칼리성 케라틴

• '''상피 케라틴''' (약 20개): 상피 세포에 존재한다(오른쪽 이미지).
• '''모발 케라틴''' (약 13개) (모발 케라틴): 머리카락, 손톱, 뿔, 파충류의 비늘을 구성한다.

3. 2. Type III: 비멘틴, 데스민, GFAP, 페리페린

• '''데스민''': 근육 세포의 근절의 구조적 구성 요소이며, 데스모좀과 같은 다양한 세포 소기관을 세포 골격과 연결한다.^{[36] [22]}
• '''신경교섬유질산성단백질(GFAP)''': 별아교세포 및 기타 신경교세포에서 발견된다.
• '''페리페린''': 말초 신경계 뉴런에서 발견된다.
• '''비멘틴''': 모든 중간 섬유 단백질 중 가장 널리 분포되어 있으며, 섬유아세포, 백혈구, 혈관 내피 세포에서 발견될 수 있다. 이들은 세포막을 지지하고, 일부 세포소기관을 세포질 내의 고정된 위치에 유지하며, 막 수용체 신호를 핵으로 전달한다.^{[37] [6]}

• '''신코일린''': 전형적이지 않은 Type III 중간 섬유 단백질이다.^[23]

3. 3. Type IV: 뉴로필라멘트

• 알파-인터넥신
• 신경잔섬유
• 시네민
• 신코일린

3. 4. Type V: 라민

3. 5. Type VI: 네스틴

4. 기능

중간섬유는 세포의 구조적 안정성을 유지하고 형태를 유지하며, 외부 스트레스로부터 세포를 보호한다. 세포 내에서 네트워크를 형성하여 세포 소기관의 위치를 고정하고, 세포 간 또는 세포와 기질 간 부착에도 관여한다.

4. 1. 세포 부착

5. 관련 질병

''DES'' 유전자 변이는 확장성 심근병증(DCM)^[25], 부정맥 유발성 심근병증(ACM)^{[26][27][28][29]}, 제한성 심근병증(RCM)^[30], 비수축성 심근병증^[31][32], 골격근병증과 동반된 심근병증^[33]을 유발할 수 있다. 케라틴 5 또는 케라틴 14 변이는 단순 수포성 표피박리증을 일으킨다. 핵 라민의 변이로 인해 발생하는 질환군인 라미노병증은 허친슨-길포드 조로증과 다양한 지방 영양 장애 및 심근병증 등을 포함한다.

6. 병리학적 의의 (의학적 응용)

의학 분야에서는 비교적 분화된 종양이 유래가 된 조직의 중간 섬유의 세포 특이성을 잃지 않는다는 점을 이용하여 병리 진단 시 조직형을 감별하기 위한 효소 항체법 면역 염색의 마커로 사용된다. 그러나 극히 저분화된 악성 종양이 되면 중간 섬유에도 변이가 생겨 항상 잘 되는 것은 아니다. 구체적으로는 악성 상피성 종양인 암종은 일반적으로 케라틴을 발현하고, 간엽계 마커인 비멘틴은 발현하지 않는 경향이 있지만, 암종의 분화도가 낮아짐에 따라 케라틴의 발현은 약해지고, 비멘틴의 발현이 나타나게 된다. 또한, 비상피성 종양이라 하더라도 일반적으로 상피성 마커라고 불리는 케라틴 등이 발현되는 경우도 있어, 진단을 할 때에는 복수의 마커를 함께 사용하여 진단할 필요가 있다.

7. 기타 생물

중간 섬유 단백질은 동물의 핵 라민 형태로 보편적으로 존재한다. 히드라는 라민에서 파생된 "네마토실린"을 추가로 가지고 있다. 세포질 중간 섬유(I-IV형)는 좌우대칭동물에서만 발견되며, "V형" 핵 라민과 관련된 유전자 중복 현상으로 발생했다. 다른 다양한 유형의 진핵생물도 라민을 가지고 있어 이 단백질의 초기 기원을 시사한다.^[34]

"중간 섬유 단백질"에 대한 구체적인 정의는 실제로 존재하지 않으며, 크기나 형태에 기반한 정의는 단일계통군을 포괄하지 못한다. 네트워크를 형성하는 구슬 모양 라민(VI형)과 같은 특이한 단백질이 포함되면서, 현재의 분류는 핵 라민과 그 많은 후손을 포함하는 분류군으로 이동하고 있으며, 이는 서열 유사성뿐만 아니라 엑손 구조로 특징지어진다. 기능적으로 유사한 단백질(예: 크레센틴, 알베올린, 테트린, 에피플라스민)은 수렴 진화를 통해 발생했을 가능성이 높다.^[34]

참조

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