Tropomiozin je eden od treh proteinov, ki so del tankih filamentov v miofibrile v mišičnih celicah progastih skeletnih mišic vretenčarjev in nekateri nevretenčarji mišičnih celicah.
Povezan je predvsem z aktinskimi filamenti v mišičnih miofibrilih, vendar obstajajo poročila, ki kažejo, da se lahko, čeprav v manjši meri, povezujejo tudi z aktinskimi filamenti v citoskeletu, ki ni mišic celic.
Atomski model Tropomiocina (Vir: Predpostavljeni Spid ~ commonswiki (na podlagi trditev o avtorskih pravicah). Via Wikimedia Commons)
Prvič so ga izolirali in kristalizirali med letoma 1946 in 1948, pri čemer so uporabljali protokole, podobne tistim, ki so jih uporabljali pred leti za pridobivanje aktina in miozina, dveh najbolj obilnih beljakovin v miofilamentih.
V skeletnih mišičnih celicah tropomiozin tvori skupaj s troponinom regulativni beljakovinski duo, ki deluje kot "senzor" kalcija, saj se njegova zaviralna povezanost z aktinimi vlakni obrne po vezavi s kalcijevimi ioni, V celico vstopijo kot odgovor na živčne dražljaje, ki usmerjajo krčenje.
značilnosti
V vretenčarskih celicah se tropomiozin neprestano nahaja kot del tankih filamentov v mišičnih miofibrilih, tako v progastih kot v gladkih mišicah, kjer izvaja regulativne funkcije.
Znanstveniki so tropomiozin opisali kot asimetrični protein, precej stabilen proti vročini (termostabilni), čigar polimerizacija se zdi odvisna od ionske koncentracije medija, kjer ga najdemo.
Spada v veliko in zapleteno družino vlaknastih in spiralnih beljakovin, ki so široko razporejene med evkarioti. Pri vretenčarjih so tropomiozini razvrščeni v dve veliki skupini:
- tisti z visoko molekulsko maso (med 284-281 aminokislinami).
- tisti z nizko molekulsko maso (med 245-251 aminokislinami).
Vse izoforme, če jih preučimo ločeno, vsebujejo več aminokislinskih ostankov, ki so večkratni od 40. Obstajajo hipoteze, da vsak od teh "grozdov" aminokislin posega v monomer G-aktina, kadar sta oba proteina kompleksna. v tankih nitkah.
Sesalci vsebujejo vsaj 20 različnih izoform tropomiozin, kodiranih s štirimi geni, ki se izražajo z alternativnimi promotorji in katerih produkti (mRNA) se obdelujejo z alternativnim spajkanjem ("spajanje").
Nekateri od teh izoform so različni. Veliko je tkivnih in stadijsko specifičnih, saj nekatere najdemo v specifičnih mišičnih tkivih in morda se zgodi, da se izrazijo le ob določenem času razvoja.
Struktura
Tropomiozin je dimerni protein, sestavljen iz dveh navitih alfa polipeptidnih vijačnic iz več ali manj 284 aminokislinskih ostankov, z molekulsko maso blizu 70 kDa in dolžino več kot 400 nm.
Ker lahko obstaja več izoform, je njihova struktura lahko sestavljena iz dveh enakih ali dveh različnih molekul, tako da tvorijo homodimerni ali heterodimerni protein. Te se razlikujejo po "jakosti", s katero se vežejo na aktinske filamente.
Molekule tropomiozina, tudi nitaste oblike, se nahajajo v "utornih" območjih, ki obstajajo med polimernimi verigami G-aktina, ki sestavljajo F-aktinske pramene drobnih filamentov. Nekateri avtorji opisujejo njihovo povezavo kot "komplementarnost oblike" med obema proteinoma.
Zaporedje tega proteina je zamišljeno kot "niz" ponavljajočih se heptapeptidov (7 aminokislin), katerih posamezne značilnosti in lastnosti spodbujajo stabilno embalažo dveh vijačnic, ki tvorita njegovo strukturo, in med katerimi se tvorijo vezna mesta. za aktin.
Združitev med vlakni tropomiozina in aktina poteka predvsem z elektrostatičnimi interakcijami.
N-končni konec tropomiozinov je zelo ohranjen med različnimi mišičnimi izoformami. Toliko, da je osem od prvih devetih ostankov identičnih od človeka do Drosophile (sadna muha), 18 od prvih 20 ostankov N-konic pa je ohranjenih pri vseh vretenčarjih.
Lastnosti
Kot smo že obravnavali, tropomiozin in troponin tvorita regulativni duh krčenja mišic skeletnih in srčnih vlaken pri vretenčarjih in nekaterih nevretenčarjih.
Troponin je beljakovinski kompleks, sestavljen iz treh podenot, ena, ki se odziva na kalcij in se nanj veže, druga, ki se veže na tropomiozin, in druga, ki se veže na aktin F filamente.
Vsaka molekula tropomiozina je povezana s kompleksom troponina, ki uravnava premike prvega.
Ko je mišica sproščena, je tropomiozin v posebni topologiji, ki na aktinu blokira mesta, ki vežejo miozin, in preprečuje krčenje.
Ko se mišična vlakna ustrezno stimulirajo, se znotrajcelična koncentracija kalcija poveča, kar povzroči konformacijsko spremembo troponina, povezanega s tropomiozinom.
Konformacijska sprememba troponina povzroči tudi konformacijsko spremembo tropomiozina, kar ima za posledico "sproščanje" mest, ki vežejo akt-miozin in omogoča krčenje miofibrilov.
V ne-mišičnih celicah, kjer jih najdemo, tropomiozin očitno izpolnjuje strukturne funkcije ali pri uravnavanju celične morfologije in mobilnosti.
Tropomiozin kot alergen
Tropomiozin je bil opredeljen kot eden najpogostejših alergenih mišičnih beljakovin v primerih alergijskih reakcij, ki jih povzročajo živila živalskega izvora.
Prisotna je v mišičnih in nemišičnih celicah, tako pri vretenčarjih kot nevretenčarjih. Različne študije razkrivajo, da so alergijske reakcije, ki jih povzročajo raki, kot so kozice, raki in jastogi, posledica "odkrivanja" njihovih epitopov s pomočjo imunoglobulinov v serumu preobčutljivih alergičnih bolnikov.
Ta protein naj bi se obnašal kot navzkrižno reaktiven alergen, saj so na primer bolniki, ki so alergični na kozice, alergični tudi na druge rake in mehkužce, ki imajo protein s podobnimi lastnostmi.
Reference
- Ayuso, GRR, in Lehrer, SB (1999). Tropomiozin: nevretenčarje Pan-Alergena. International Journal of Alergy and Immunology, 119, 247–258.
- Dominguez, R. (2011). Tropomiozin: Razkril pogled Gatekeeperja na aktinovo nitko Biophysical Journal, 100 (4), 797–798.
- Farah, C., & Reinach, F. (1995). Troponinski kompleks in regulacija krčenja mišic. FASEB, 9, 755–767.
- Phillips, GN, Fillers, JP, & Cohen, C. (1986). Tropomiozinska kristalna struktura in regulacija mišic. Journal of Molecular Biology, 192, 111–131.
- Ross, M., & Pawlina, W. (2006). Histologija. Besedilo in atlas s korelirano celično in molekularno biologijo (5. izd.). Lippincott Williams & Wilkins.