La sincoilina es una proteína de filamento intermedio tipo III atípica específica del músculo codificada en humanos por el gen SYNC . [1] Se aisló por primera vez como un socio de unión a la α-distrobrevina , como se determinó mediante un ensayo de dos híbridos de levadura . [2]
Más tarde, se utilizó un método de dos híbridos de levadura para demostrar que la sincoilina es un socio de unión de la desmina . [3] Estos socios de unión sugieren que la sincoilina actúa como un "enlace" mecánico entre el disco Z del sarcómero (donde se localiza la desmina) y el complejo proteico asociado a la distrofina (donde se localiza la α-distrobrevina). Sin embargo, las funciones in vivo específicas de la sincoilina aún no se han determinado.
Mediante el uso de técnicas de Western blot, se encontró una segunda especie de sincoilina. Esta especie tenía un tamaño de 55 kDa, mientras que la especie original de sincoilina tenía un tamaño de 64 kDa. Este descubrimiento inspiró a los científicos a utilizar el empalme de genes para identificar dos nuevas isoformas llamadas SYNC2 y SYNC3. [4]
Se ha demostrado que los niveles anormalmente altos de sincoilina son una característica de las enfermedades neuromusculares debilitantes, como la desminopatía [5] y la distrofia muscular . [6] Por lo tanto, se está explorando la sincoilina como un marcador prometedor de la enfermedad neuromuscular.
La sincoilina se caracteriza por ser un filamento intermedio y contiene las características estructurales clave que conforman los filamentos intermedios, como una región de cabeza, regiones de enlace, hélices alfa y una región de cola. Cada proteína que se clasifica como filamento intermedio variará en el tamaño y la forma de sus regiones de cabeza y cola. [7]
Más específicamente, la sincoilina se define estructuralmente por su dominio de varilla central que forma una espiral formada por 4 subunidades, una región α-helicoidal separada por enlaces flexibles, un dominio de cabeza N-terminal y un dominio de cola C-terminal. [7] La isoforma de la sincoilina, SYNC 3, tiene una estructura muy diferente a la del filamento proteico original. Esta isoforma tiene un dominio de varilla truncado y carece de una región de cola C-terminal. [4]
Debido a que la cola de la sincoilina es tan corta, se plantea la hipótesis de que esto afecta la capacidad de la sincoilina para formar otros filamentos. [7] La sincoilina es diferente de otros filamentos intermedios de tipo III porque tiene un extremo N-terminal único que no se parece a ninguna otra proteína. [8] La sincoilina no tiene la capacidad de formar dímeros espontáneamente como otros filamentos. [9]
La función más importante de la sincoilina es proporcionar un enlace entre las proteínas DAPC y la α-distrobrevina. Los estudios aún deben determinar si la unión de la sincoilina a las proteínas DAPC y la α-distrobrevina ocurre simultáneamente. [9] La sincoilina, al igual que otros filamentos intermedios, también es necesaria para sostener la estructura de la fibra muscular. [10]
Sin embargo, la sincoilina no cumple la misma función que la mayoría de los demás filamentos intermedios. Puede utilizarse para intentar reparar el músculo dañado mediante la regulación positiva . [5] Los estudios han demostrado que la regulación positiva de la sincoilina no solo es perjudicial para las fibras musculares. También se ha demostrado que la regulación positiva ayuda a la estabilidad de la membrana muscular. [5]
Las células estrelladas hepáticas son un tipo de tejido especializado en el cuerpo que requiere filamentos intermedios de sincoilina. Cuando se produce una lesión en el hígado, se produce una expresión de filamentos intermedios como la sincoilina y un aumento de las células musculares lisas α (α-SMA). Ahora se utiliza para ayudar a marcar las células estrelladas hepáticas activadas después de haber sido identificadas en un experimento realizado en células hepáticas primarias en ratones. En este estudio, las isoformas de sincoilina SYNC1 y SYNC2 se expresaron en gran medida durante la activación in vivo de las células estrelladas hepáticas. [10]
La sincoilina se encuentra en el músculo esquelético y cardíaco y es similar a su proteína de unión, la desmina. [9] La región del músculo esquelético que alberga la mayor parte de la sincoilina es el sarcolema . [7] Si se diseca más el tejido muscular en fibras musculares individuales, se puede encontrar en las uniones neuromusculares . [11] La sincoilina también se enriquece en áreas como el espacio perinuclear y la unión miotendinosa. Cuando hay una falta de α-distrobrevina o desmina, la expresión de la sincoilina se modifica para compensar la pérdida de una o ambas proteínas. [12]
Además de otro filamento intermedio llamado periferina , la sincoilina también se puede encontrar en el sistema nervioso central y en el sistema nervioso periférico . La médula espinal puede expresar variantes del gen SYNC original en dos isoformas alternativas llamadas SYNC1 y SYNC2. Sin embargo, SYNC1 y SYNC2 son dominantes en diferentes sistemas nerviosos. SYNC1 se encuentra más típicamente en el cerebro y SYNC2 se encuentra típicamente en el sistema nervioso periférico y la médula espinal. [13]
Cuando el músculo esquelético y cardíaco contienen niveles elevados de sincoilina, a menudo puede provocar enfermedades en el tejido muscular.
Algunos ejemplos de enfermedades a las que se ha vinculado la sincoilina incluyen:
La sincoilina interactúa fuertemente con el filamento de desmina, lo que sugiere que una mutación en la sincoilina podría afectar la unión entre la desmina y el sarcolema. Esto puede provocar miopatía relacionada con la desmina . [5] Otra causa de enfermedades musculares es una mutación en el gen SYNC. [6]
Las mutaciones que afectan a la sincoilina o la falta de sincoilina pueden ser factores que contribuyen a la necrosis celular. [3] Se descubrió que el gen SYNC que identifica a la sincoilina se expresaba en niveles más altos en el tejido de cáncer gástrico que en los tejidos gástricos normales. Dentro de los tejidos de cáncer gástrico, la sincoilina se encontró principalmente en el citoplasma y la membrana celular. Un estudio reciente muestra que los tejidos de cáncer gástrico que tienen una alta expresión de SYNC revelan una fuerte correlación con bajas tasas de supervivencia para el individuo. Más específicamente, una mayor expresión genética de SYNC en los tejidos de cáncer gástrico sugiere que el individuo se encuentra en una etapa más avanzada de cáncer gástrico y un subtipo de cáncer gástrico potencialmente más agresivo . [14]