Mucin

Mucin (z latinského mūcus „hlen“) je označení pro početnou skupinu vysokomolekulárních glykoproteinů produkovaných epitelovou tkání u většiny živočichů. Muciny jsou součástí cytoplazmatické membrány, ale i mezibuněčné hmoty.

Glykoproteiny, které jsou základem mucinu, jsou tvořeny makromolekulami s centrálním proteinovým řetězcem a dlouhými postranními řetězci polysacharidů. Polysacharidy mají vysokou schopnost vázat vodu a chrání tak centrální protein před enzymatickou degradací (proteolýzou) nebo expozicí kyselinami (například v trávicím traktu).

Muciny mají velmi vysokou molekulovou hmotnost kolem 120×10⁶ daltonů a často nesou vysoký záporný aniontový náboj. Tento náboj, stejně jako hydroxyskupiny v polysacharidech, umožňují mucinům vázat na sebe hodně vody a to vede k jejich gelové nebo slizové konzistenci.

Muciny jsou složkou většiny gelových sekrecí v živých organismech. Mají ochrannou funkci a jsou také součástí imunitního systému, neboť mají schopnost vázat se na patogeny. Některé muciny podporují proces mineralizace (tvorba perleti u měkkýšů, kalcifikace u ostnokožců nebo tvorba kostí u obratlovců). Nadměrná exprese mucinových proteinů, zejména MUC1, je spojena s mnoha typy rakoviny.

Prokaryota využívají muciny na svých površích jako externí ochranu (například jednobuněčné organismy nebo měkkýši). Eukaryota je vytvářejí především na ochranu výstelky vnitřních orgánů a na sliznicích. Například na povrchu sliznice žaludku tvoří mucin jemný film a chrání ji tak před natrávením kyselinou chlorovodíkovou, která je součástí žaludečních šťáv. Ve velkých koncentracích se nachází ve slinách, kde usnadňují polykání a chrání ústa před poškozením.

Historie

V roce 1734 byl poprvé popsán hlen, nazvaný mucin, Clamer Herman Hoffbauerem.
Až do roku 1970 byl termín mucin používán pro hlavní glykoproteinovou složku ve vylučovaném hlenu. Byl znám jako sloučenina s vysokým obsahem převážně záporně nabitých sacharidů (přes 50 hmotnostních procent ) a vysokým obsahem aminokyselin threoninu a serinu v proteinové složce.
V roce 1980 s využitím pokročilých spektroskopických metod (hmotnostní spektrometrie a nukleární magnetické rezonanční spektroskopie) bylo prokázáno, že muciny mají mnohem složitější strukturu, než se předpokládalo. Přibližně ve stejné době bylo objeveno spojení mucinu s nádory.
V roce 1990 byly dekódovány sekvence DNA prvních čtyř genů pro mucin.

Klasifikace

Lidské muciny zahrnují geny se symbolem HUGO MUC1 až 22. Jsou definovány následující třídy:

Vylučované muciny:
- gelotvorné (nerozpustné) muciny MUC2, MUC5AC, MUC5B, MUC6, MUC19
- negelotvorné (rozpustné) muciny: MUC7, MUC8, MUC9, MUC20
Membránově vázané (transmembránové) muciny: MUC1, MUC3A, MUC3B, MUC4, MUC12, MUC13, MUC15, MUC16, MUC17, MUC21, MUC22

Hlavní vylučované muciny dýchacích cest jsou MUC5AC a MUC5B. MUC2 se vylučuje většinou ve střevě, ale také v dýchacích cestách. MUC7 je hlavní slinný protein.

Struktura

Příklad struktury mucinu. Plná vodorovná čára je protein, čáry se šestiúhelníky jsou navázané polysacharidy. Výřez zobrazuje spojení mezi threoninem a prvním sacharidem GalNAc

Muciny se skládají z centrálního proteinu, který je vysoce glykosylovaný a obsahuje kovalentně vázané polysacharidy. Polysacharidy tvoří obvykle 60 až 80 procent hmotnosti mucinu.

Centrální protein je bohatý na aminokyseliny serin, threonin a prolin. Polysacharidový řetězec obvykle začíná N-acetylgalaktosaminem, který je kovalentně spojen s proteinovou páteří prostřednictvím serinu nebo threoninu. Konce polysacharidů jsou částečně opatřeny sulfátovými skupinami nebo skupinami O-acetylované kyseliny sialové, aby bylo pro bakterie obtížné muciny rozkládat.

Jednotlivé muciny jsou často navzájem propojeny disulfidickými můstky. Mucinové řetězce tak mohou mít až dvacetinásobek hmotnosti jednoho mucinu.

Onemocnění

Zejména dva muciny MUC1 a MUC4 jsou intenzivně zkoumány z hlediska jejich patologické funkce. Tyto muciny jsou potenciálními nádorovými markery pro diagnostiku, stejně jako výchozím bodem pro nové formy terapie.
Zvýšená produkce mucinů je pozorována u mnoha adenokarcinomů jako je rakovina tlustého střeva, rakovina žaludku, rakovina plic, rakovina prostaty nebo rakovina prsu.
Muciny jsou také nadměrně exprimovány u plicních onemocnění, jako je astma, bronchitida nebo chronická obstrukční plicní nemoc (CHOPN).

Reference

V tomto článku byly použity překlady textů z článků Mucine na německé Wikipedii a Mucin na anglické Wikipedii.

Externí odkazy

Obrázky, zvuky či videa k tématu Mucin na Wikimedia Commons