tropomyosln

Proteiini tropomyosln esiintyy pääasiassa raidallisissa lihaksissa ja osallistuu lihasten supistumiseen. Geneettiset mutaatiot voivat vaikuttaa tuotettujen tropomyosiinimolekyylien rakenteeseen ja aiheuttaa siten useita sairauksia - mukaan lukien erilaiset kardiomyopatian muodot, samoin kuin artrogryposis multiplex congenita ja nemalin myopathy.

Mikä on tropomysiini?

Tropomüosiini on proteiini, jota löytyy ihmiskehosta pääasiassa luu-lihaksissa. Biokemisti Kenneth Bailey kuvasi proteiinin ensimmäisen kerran vuonna 1946. Yksi lihas koostuu monista lihaskuitukimpuista, jotka puolestaan ​​koostuvat lihaskuiduista.

Jokainen kuitu ei koostu yhdestä, selvästi määritellystä lihassolusta, vaan kudoksesta, jossa on monia solun ytimiä. Näissä yksiköissä myofibrillit edustavat hienompia kuituja; niiden poikkileikkauksia kutsutaan sarkomeereiksi. Sarkomeeri koostuu kahdentyyppisistä säikeistä, jotka työnnetään vuorotellen toisiinsa, kuten vaihde tai vetoketju. Jotkut näistä juosteista ovat myosiinia, toiset ovat aktiinin ja tropomyosiinin komplekseja. Tässä monimutkaisessa aktiinimolekyylissä muodostuu paksu ketju, jonka ympärille kaksi tropomyosiinin juostetta haavataan.

Anatomia ja rakenne

Tropomüosiini koostuu kahdesta osasta: a ja p. Kahdessa rakennuslohkossa on yhteensä 568 aminohappoa, joista 284 on α-tropomyosiini ja 284 β-tropomyosiini. Nämä aminohapot rinnastuvat peräkkäin ja muodostavat pitkiä ketjuja ennen lopullista liittymistä yhteen sauvanmuotoisen makromolekyylin muodostamiseksi.

Aminohappojen sekvenssi ja proteiinin rakenne määritetään geneettisesti; ihmisillä seuraavat geenit ovat vastuussa tästä: TPM1 15. kromosomissa, TPM2 9. kromosomissa, TPM3 ensimmäisessä kromosomissa ja TMP4 19. kromosomissa. Tropomüosiinin juoste (molemmilla alayksiköillä) kiertää paksumman aktiinilangan ympärillä raidallisissa luuelihaksissa. Troponiini, toinen proteiini, on myös kiinnittynyt siihen.

Toiminto ja tehtävät

Tropomyosiinia tarvitaan luurankolihasten supistumiseen. Kun hermoimpulssi saavuttaa lihaksen, sähköinen ärsyke leviää aluksi sarkolemman ja T-putkien läpi ja johtaa lopulta kalsiumionien vapautumiseen sarkoplasmisessa retikulumissa.

Ionit sitoutuvat väliaikaisesti troponiiniin, joka sijaitsee tropomyosiinin juosteessa. Seurauksena on, että kalsiumionit muuttavat molekyylin fysikaalisia ominaisuuksia. Troponiini siirtyy hieman pinnalla ja siirtyy siten pois paikoista, joihin myosiini voi myös sitoutua. Myosiini muodostaa komplementaariset kuidut aktiini / tropomyosiinikompleksiin. Mioosfilamentin päässä on kaksi ns. Päätä. Mioosiinipäät voivat sitoutua aktiinilangan alueisiin, joita troponiini ei enää vie.

Kun ne ovat telakoituneet kuituun, myosiinipäät taittuvat yli ja työntyvät itsensä aktiini / tropomyosiini-filamenttien väliin, mikä lyhentää sarkomeeria. Samaan aikaan tämä prosessi ei tapahdu vain yhdessä sarkomeerissa, vaan monissa. Siksi lukuisat supistuvat sarkomeerit aiheuttavat lihaskuidun ja siten koko lihaksen supistumisen. Hermosignaali stimuloi usein useita satoja lihaskuituja. Adenosiinitrifosfaatin (ATP) plastisoiva vaikutus mahdollistaa myosiinipään irronemisen aktiinista.

Sileiden lihasten supistuminen on hiukan erilaista. Sileät lihakset ympäröivät ihmisten elimiä tai niitä löytyy verisuonten seinämistä. Se voi kutistua enemmän kuin rajatut lihakset. Vaikka luustolihaksilla on jousitettu rakenne, sileät lihakset muodostavat tasaisen pinnan, joka koostuu yksittäisistä soluista. Aktiinin ja tropomüosiinin lisäksi sileissä lihaksissa on kaksi muuta proteiinia, kaldemonia ja kalmoduliinia, joiden vuorovaikutus vaikuttaa lihaksen jännitykseen. Tropomyosiini vaikuttaa pääasiassa kalmoduliiniin.

Lisäksi tropomyosiinilla on rooli myös muissa biologisissa prosesseissa. Esimerkiksi se näyttää vaikuttavan aktiinin sitoutumiseen sytoskeletoniin ja vaikuttamaan solujen jakautumiseen.

sairaudet

Yksi tropomyosiiniin liittyvä sairaus on hypertrofinen kardiomyopatia. Tämä on sydänsairaus, jossa sarkomeerit (lihaskuitujen osiot) paksenevät, mikä vaikuttaa myös koko lihaskuitujen paksuuteen.

Seurauksena voi olla oireita, kuten rintapaineen tunne, huimaus, hengenahdistus, pyörtyminen ja anginakohtaukset. Tässä tapauksessa ne palautuvat sydänlihaksen toimintaongelmiin. Yleisin hypertrofisen kardiomyopatian syy (40–60%) on geeneissä: muutokset (mutaatiot) johtavat geneettisen koodin virheisiin ja vastaavasti proteiinien väärään synteesiin. Tämä voi vaikuttaa myös lihaskuitujen muodostaviin proteiineihin.

Rajoittavassa kardiomyopatiassa sydänlihakset kovettuvat. Syy on ylimääräinen sidekudos. Rajoittava kardiomyopatia johtaa sydämen vajaatoimintaan, jolle ovat tyypillisiä hengityshäiriöt, turvotus, kuiva yskä, väsymys, uupumus, huimaus, pyörtyminen, sydämentykytys ja erilaiset ruoansulatushäiriöt. Ne, joita kärsivät, ovat harvemmin sekoittuneita, kärsivät muistiongelmista tai heikentyneestä kognitiivisesta suorituskyvystä. Dilatoitunut kardiomyopatia voi johtua virheestä tropomyosiinigeeneissä.

Kun tämä sydänsairaus ilmenee, siihen liittyy usein globaali sydämen vajaatoiminta ja / tai progressiivinen vasen sydämen vajaatoiminta. Lisäksi voi ilmetä hengityshäiriöitä, embolioita ja sydämen rytmihäiriöitä. Kaksi muuta tautia, jotka voivat liittyä tropomüosiiniin ja jotka perustuvat osittain mutaatioihin, ovat nemalin-myopatia, jossa lihakset voivat heikentyä monin tavoin, ja arthrogryposis multiplex congenita, jossa nivelet jäykistyvät. Kaikilla näillä sairauksilla voi kuitenkin olla myös muita syitä; tropomyosiinigeenien mutaatiot ovat vain yksi mahdollisuus.