Elastický proteínový titín pozostáva z približne 30,000 XNUMX aminokyseliny, čo z neho robí najväčší známy ľudský proteín. Ako súčasť sarkomér, najmenšej kontraktilnej jednotky kostrových a srdcových svalov, poskytuje titín elastické spojenie medzi Z-diskami a hlavami myozínov vo forme vlákien. Titínové vlákna sú pasívne predpäté a myosínové vlákna sa sťahujú po kontrakcii, čo je zhruba porovnateľné s funkciou predpätej vratnej pružiny stroja.
Čo je to titín?
Titín je porovnateľne obrovský elastický proteín s molekulami hmota asi 3.6 milióna daltonov, čo predstavuje najväčšiu známu molekulu ľudského proteínu. Titín, tiež známy ako konektín, je dôležitou súčasťou priečne pruhovaných kostrových a srdcových svalov. Keď sú spolu navlečené, titínové molekuly spojte sa a vytvorte elastické titínové vlákna a udržujte myozínové vlákna v polohe v sarkomére, najmenšej kontraktilnej jednotke svalov. Po kontrakcii a následné relaxácie svalu, podporujú elastické predpätie repozíciu myozínových vlákien. Počas pokojovej fázy svalu poskytujú titínové vlákna trvalé ľahké svalové napätie. Podľa medzinárodne platných pravidiel „Medzinárodnej únie čistej a aplikovanej chémie“ (IUPAC), proteíny sú pomenované podľa aminokyseliny obsahujú, a to podľa ich primárnej postupnosti. Keď sa toto pravidlo použije na titín, výsledkom je skratka takmer 190,000 XNUMX písmen, ktorej prečítanie by trvalo niekoľko hodín.
Anatómia a štruktúra
V sarkoméri poskytujú titínové vlákna elastické spojenie medzi kontraktilnými myozínovými vláknami a takzvanými Z-diskami, ktoré ohraničujú každý sarkomér na oboch koncoch. Každé jednotlivé myozínové vlákno je spojené na každom zo svojich koncov s titínovým vláknom, z ktorých každé je ukotvené k Z-disku, takže myozínové vlákna sú držané na mieste titánovými vláknami počas pokojovej fázy a tiež počas fázy kontrakcie. Približne 30,000 XNUMX aminokyseliny sú usporiadané do celkom 320 proteínových domén. Proteínové domény pozostávajú zo sekvencie amino kyseliny ktoré by mohli pôsobiť nezávisle na zvyšku molekuly proteínu ako nezávislý proteín alebo polypeptid a vykonávať fyziologické funkcie. Niekoľko stoviek sériovo spojených sarkomérov vytvára sval alebo myofibril, ktoré sa následne spájajú a vytvárajú niekoľko stoviek svalových vlákien. Pod svetelným mikroskopom sú jednotlivé zóny sarkomér usporiadané paralelne a jedna za druhou viditeľné ako priečne pruhovanie. Vpravo a vľavo od tmavo sa objavujúcich Z-diskov je možné vidieť svetlejšie takzvané I-pásy, ktoré okrem aktínových vlákien obsahujú hlavne elastický titín.
Funkcia a úlohy
Kontraktilná funkcia sarkoméry, najmenšej funkčnej jednotky v priečne pruhovanej svalovej bunke, sa spolieha na myozínové vlákna, ktoré sa pri kontrakcii svalov teleskopujú, čo spôsobuje skrátenie sarkoméry. Aby sa zaistilo, že skrátenie myozínových vlákien ovplyvní celý sval, sú spojené z oboch strán titínovými vláknami, ktoré sú zase ukotvené k Z-diskom. To znamená, že titínové vlákna tvoria elastické spojenie medzi myozínovými vláknami a Z-diskami. Titínové vlákna poskytujú akési predpätie na udržanie myozínových vlákien v centrálnej polohe medzi aktínovými vláknami, ktoré ich obklopujú, a to v uvoľnenom aj stiahnutom stave. Pružnosť titínu zaisťuje, že kontrakcia a relaxácie fázy svalu za sebou trhane nenasledujú, ale sú spomalené a dajú sa lepšie ovládať, čo sa týka ovládania jemnou motorikou. Ďalej titínové vlákna pôsobia proti silnému a násilnému poškodeniu svalových vlákien strečing pružným „poddaním“. Okrem toho titínové vlákna zväčšujú celkovú vzdialenosť, ktorú môže sval skrátiť, pretože titánové vlákna sa tiež skracujú počas fázy kontrakcie a zvyšujú dĺžku kontraktilnej dráhy sarkoméru. Počas relaxácie fáze svalu je pôsobenie titínových vlákien porovnateľné s princípom práce vratnej pružiny kvôli ich základnému napätiu. Elasticita titínu tak pasívne podporuje prácu antagonistického svalu, čo v zásade zaisťuje, že sa sarkoméry „stiahnu“ späť na pôvodnú dĺžku.
Choroby
Svalové ochorenia a ťažkosti, ktoré by sa dali pripísať nesprávnej funkcii štrukturálneho proteínového titínu, nie sú známe. Pravdepodobne najznámejšie svalové ochorenie, v ktorom hrá úlohu aj titín, je svalovica, s ktorým sa takmer každý stretne počas života raz alebo viackrát. Podľa posledných zistení svalovica je spôsobená mikrotrhlinami na Z-diskoch sarkomérov a zničením zadržovacích štruktúr pre titín a iné proteíny zapojené. S najväčšou pravdepodobnosťou typická svalovica pochádza z reakcie svalových buniek na miniúrazy. Generujú sa bolestivé zápalové reakcie, ktoré by mali umožniť rýchlu opravu sarkomérov. V súvislosti s bolestivosťou svalov stále existuje názor, že je to spôsobené nadmerným prekyslením svalu kyselina mliečna, predpoklad, ktorý bol odvtedy vyvrátený. Myasthenia gravis je zriedkavé neuromuskulárne ochorenie, na ktorom sa podieľa aj titín. Ide o poruchu prenosu motorického signálu do svalových buniek. autoprotilátky zablokovať acetylcholín receptory koncovej dosky motora. autoprotilátky zamerať sa na vlastné tkanivá tela alebo hormóny. U väčšiny pacientov trpiacich myasthenia gravis, protilátky proti proteínovému fragmentu MGT30. Toto je polypeptid s molekulovou hmotnosťou hmota 30,000 XNUMX daltonov, ktoré sú obsiahnuté v titíne. Zistenie protilátky proti subštruktúre titínu je užitočný v odlišná diagnóza podozrenie na prítomnosť autoimunitného ochorenia myasthenia gravis.
