Tropomyosin je jedan od tri proteina koji su dio tankih niti u miofibrila u stanicama mišića u izbrazdan skeletnim mišićima kralježnjaka i nekih beskralježnjaka mišićnih stanica.
Uglavnom je povezan s aktinskim filamentima u mišićnim miofibrilima, ali postoje izvješća koja ukazuju da se, iako u manjoj mjeri, može povezati i s aktinskim filamentima u citoskeletu bez mišićnih stanica.
Atomski model Tropomyocina (Izvor: Pretpostavljeno Spid ~ commonswiki (na temelju tvrdnji o autorskim pravima). Via Wikimedia Commons)
Prvi put je izoliran i kristaliziran između 1946. i 1948., koristeći protokole slične onima koji su korišteni godinama prije za dobivanje aktina i miozina, dva najobilnija proteina u miofilamentima.
U stanicama skeletnih mišića, tropomiozin zajedno s troponinom čini regulatorni proteinski duo koji djeluje kao "senzor" kalcija, jer se njegova inhibicijska povezanost s aktinim vlaknima mijenja nakon vezanja s kalcijevim ionima koji Oni ulaze u stanicu kao odgovor na živčane podražaje koji usmjeravaju kontrakciju.
karakteristike
U stanicama kralježnjaka, tropomiozin se uvijek nalazi kao dio tankih niti u mišićnim miofibrilima, kako u skeletnim mišićima, tako i u glatkim mišićima, gdje vrši regulatorne funkcije.
Znanstvenici su tropomiozin opisali kao asimetrični protein, prilično stabilan protiv topline (termostabilan), čija polimerizacija čini se da ovisi o ionskoj koncentraciji medija u kojem se nalazi.
Pripada velikoj i složenoj obitelji vlaknastih i spiralnih proteina koji su široko rasprostranjeni među eukariotima. Kod kralježnjaka tropomiozini su svrstani u dvije velike skupine:
- Oni s visokom molekularnom težinom (između 284-281 aminokiselina).
- Oni s niskom molekularnom težinom (između 245-251 aminokiselina).
Svi izoformi, ako se zasebno ispituju, imaju brojne aminokiselinske ostatke koji su višestruki od 40. Postoje hipoteze da svaki od tih "nakupina" aminokiselina djeluje s G-aktin monomerom kada su oba proteina složena. u tanke niti.
Sisavci sadrže najmanje 20 različitih izoformi tropomiozina, kodiranih četiriju gena koji se eksprimiraju alternativnim promotorima i čiji se proizvodi (mRNA) obrađuju alternativnim spajanjem ("spajanje").
Neki od ovih izoforma imaju različitu ekspresiju. Mnoga su tkiva i stadij specifična jer se neka nalaze u specifičnim mišićnim tkivima i može se dogoditi da se izražavaju samo u određeno vrijeme u razvoju.
Struktura
Tropomiozin je dimerni protein, sastavljen od dva zavojnica alfa polipeptidnih helikata, od više ili manje 284 aminokiselinskih ostataka, čija je molekulska masa blizu 70 kDa i duljina veća od 400 nm.
Budući da može biti više izoformi, njihova struktura može biti sastavljena od dvije identične ili dvije različite molekule, stvarajući na taj način homodimerni ili heterodimerni protein. One se razlikuju u "jačini" s kojom se vežu na aktino vlakna.
Molekule tropomiozina, također nitaste forme, smještene su u "žlijeb" predjelima koja postoje između polimernih lanaca G-aktina koji čine F-aktinske lance finih niti. Neki autori opisuju njihovu povezanost kao "komplementarnost oblika" između oba proteina.
Slijed ovog proteina zamišljen je kao "niz" ponavljajućih heptapeptida (7 aminokiselina), čija pojedinačna svojstva i svojstva potiču stabilno pakiranje dviju helika koji čine njegovu strukturu i između kojih se formiraju mjesta vezivanja. za aktin.
Ujedinjenje vlakana tropomiozina i aktina nastaje uglavnom elektrostatičkim interakcijama.
N-terminalni kraj tropomiozina vrlo je očuvan među različitim izoformama mišića. Toliko da je osam od prvih devet ostataka identičnih od čovjeka do Drosophila (voćna muha), a 18 od prvih 20 N-terminalnih ostataka sačuvano je u svih kralješnjaka.
Značajke
Tropomiozin i troponin, kao što je prethodno raspravljano, čine regulatorni dvojac mišićne kontrakcije skeletnih i srčanih vlakana u kralježnjaka i nekih beskralježnjaka.
Troponin je proteinski kompleks koji čine tri podjedinice, jedna koja reagira na kalcij i veže se na njega, druga koja se veže za tropomiozin i druga koja se veže za aktin F filamente.
Svaka molekula tropomiozina povezana je s kompleksom troponina koji regulira kretanje donjeg.
Kad se mišić opusti, tropomiozin se nalazi u posebnoj topologiji koja blokira mjesta koja vežu miozin na aktinu, sprečavajući kontrakciju.
Kad se mišićna vlakna adekvatno stimuliraju, unutarćelijska koncentracija kalcija se povećava, uzrokujući konformacijsku promjenu troponina povezane s tropomiozinom.
Konformacijska promjena troponina također inducira konformacijsku promjenu tropomiozina, što rezultira "oslobađanjem" mjesta vezanja akt-miozin i omogućava kontrakciju miofibrila.
U mišićnim stanicama gdje se nalazi, tropomiozin naizgled ispunjava strukturne funkcije ili u regulaciji stanične morfologije i pokretljivosti.
Tropomiozin kao alergen
Tropomiozin je identificiran kao jedan od najzastupljenijih alergenih mišićnih proteina u slučajevima alergijskih reakcija izazvanih hranom životinjskog porijekla.
Prisutna je u mišićnim i nemišićnim stanicama, i kod kralježnjaka i beskralježnjaka. Razne studije otkrivaju da su alergijske reakcije uzrokovane rakovima poput škampi, rakova i jastoga rezultat "otkrivanja" njihovih epitopa pomoću imunoglobulina u serumu preosjetljivih alergičnih bolesnika.
Smatra se da se ovaj protein ponaša kao unakrsni reaktivni alergen, jer su, primjerice, pacijenti alergični na škampe, alergični i na druge rakove i mekušce koji imaju protein sa sličnim karakteristikama.
Reference
- Ayuso, GRR, i Lehrer, SB (1999). Tropomiozin: beskralježnjak Pan-Alergena. Međunarodni časopis za alergiju i imunologiju, 119, 247–258.
- Dominguez, R. (2011). Tropomyosin: Otkrio je Gatekerov pogled na Actinovu filamentu. Biophysical Journal, 100 (4), 797–798.
- Farah, C., i Reinach, F. (1995). Troponinski kompleks i regulacija kontrakcije mišića. FASEB, 9, 755–767.
- Phillips, GN, Fillers, JP, & Cohen, C. (1986). Tropomiozinska kristalna struktura i regulacija mišića. Časopis za molekularnu biologiju, 192, 111–131.
- Ross, M., i Pawlina, W. (2006). Histologija. Tekst i atlas s koreliranom staničnom i molekularnom biologijom (5. izd.). Lippincott Williams & Wilkins.