Proteín tropomyozín sa nachádza predovšetkým v priečne pruhovanom svale a podieľa sa na kontrakcii svalu. Genetické mutácie môžu ovplyvniť štruktúru tropomyozínu molekuly produkované, spôsobujúce množstvo chorôb - vrátane rôznych foriem kardiomyopatia ako aj arthrogryposis multiplex congenita a nemaline myopatia.
Čo je tropomyozín?
Tropomyosín je bielkovina nachádzajúca sa v ľudskom tele predovšetkým v kostrovom svalstve. Biochemik Kenneth Bailey prvýkrát opísal tento proteín v roku 1946. Jeden sval sa skladá z mnohých svalové vlákno zväzky, ktoré sú zase zložené zo svalových vlákien. Každé vlákno nie je zložené z jednej jasne vymedzenej svalovej bunky, ale z tkaniva s mnohými bunkovými jadrami. V týchto jednotkách predstavujú myofibrily jemnejšie vlákna; ich prierezy sa nazývajú sarkoméry. Sarkoméra sa skladá z dvoch typov prameňov, ktoré sú striedavo blokované, ako napríklad v ozubenom kolese alebo v zipse. Niektoré z týchto vlákien sú myozín a ďalšie sú komplexom aktínu a tropomyozínu. V tomto komplexe aktín molekuly tvoria hrubšiu reťaz, okolo ktorej sa vinú dva reťazce tropomyozínu.
Anatómia a štruktúra
Tropomyozín sa skladá z dvoch častí: α a β. Dva stavebné bloky majú celkovo 568 aminokyseliny, z ktorých 284 je a-tropomyozín a 284 je p-tropomyosín. Títo aminokyseliny každá línia pozostáva z dlhých reťazcov, ktoré sa nakoniec spoja a vytvoria makromolekulu v tvare tyče. Postupnosť aminokyseliny a štruktúra proteínu sú geneticky dané; u ľudí sú za to zodpovedné nasledujúce gény: TPM1 na 15. chromozóme, TPM2 na 9. chromozóme, TPM3 na prvom chromozóme a TMP4 na 19. chromozóme. Prameň tropomyozínu (s oboma podjednotkami) sa vinie okolo hrubších aktínových vlákien v priečne pruhovanom kostrovom svale. K nej je tiež pripojený troponín, ďalší proteín.
Funkcia a roly
Na kontrakciu kostrového svalstva je potrebný tropomyosín. Keď sa nervový impulz dostane do svalu, elektrický stimul sa najskôr šíri cez sarkolemmu a T-tubuly, čo nakoniec vedie k uvoľneniu vápnik ióny v sarkoplazmatickom retikule. Ióny sa prechodne viažu na troponín, ktorý sa nachádza na vlákne tropomyozínu. V dôsledku toho vápnik ióny menia fyzikálne vlastnosti molekuly. The troponín sa mierne posúva na povrchu a tým sa vzďaľuje od miest, kde sa môže viazať aj myozín. Myozín tvorí komplementárne vlákna ku komplexu aktín / tropomyozín. Na konci myozínového vlákna sú dve takzvané hlavice. Hlavy myozínu sa môžu viazať na miesta aktínového vlákna, ktoré už nie sú obsadené troponínom. Po pripojení k vláknu sa myozínové hlavy prevrátia, čím sa vtlačia medzi vlákna aktín / tropomyozín, čo skracuje sarkoméru. Zároveň sa tento proces vyskytuje nielen v jednej sarkomére, ale v mnohých. Početné zmluvné sarkoméry preto spôsobujú svalové vlákno, a teda sval ako celok, sa stiahnuť. V tomto procese jeden nervový signál často dráždi niekoľko stoviek svalových vlákien. Zmäkčujúci účinok adenozín trifosfát (ATP) umožňuje myozín hlava znova sa odpojiť od aktínu. Kontrakcia hladkého svalstva je trochu iná. U ľudí hladký sval obklopuje orgány alebo sa vyskytuje v stenách krv plavidlá. Môže sa zmršťovať silnejšie ako priečne pruhovaný sval. Zatiaľ čo kostrový sval má priečne pruhovanú štruktúru, hladký sval vytvára plochý povrch pozostávajúci z jednotlivých buniek. Okrem aktínu a tropomyozínu má hladký sval ešte dva ďalšie proteíny, caldesmon a kalmodulin, ktorých interakcia ovplyvňuje svalové napätie. Tropomyozín účinkuje primárne na kalmodulín. Tropomyozín okrem toho hrá úlohu aj v iných biologických procesoch. Napríklad sa zdá, že ovplyvňuje väzbu aktínu v cytoskelete a má vplyv na bunkové delenie.
Choroby
Jedno ochorenie, ktoré môže byť spojené s tropomyozínom, je hypertrofické kardiomyopatia. To je srdce ochorenie, pri ktorom sú sarkoméry (časti vo svalových vláknach) zhrubnuté, čo ovplyvňuje aj celkovú hrúbku svalových vlákien. Výsledkom sú príznaky, ako je pocit tlaku v truhla, závrat, dýchavičnosť, synkopa a angína môžu sa vyvinúť záchvaty pectoris. V tomto prípade sú spôsobené funkčnými problémami srdce sval. Najbežnejšia príčina (40-60%) hypertrofických kardiomyopatia je v génoch: Zmeny (mutácie) viesť na chyby v genetickom kóde a podľa toho na chybnú syntézu proteíny. To môže mať vplyv aj na rôzne proteíny Že tvoriť svalové vlákna. Pri reštriktívnej kardiomyopatii dochádza k vytvrdzovaniu srdce sval. Príčinou je prebytok spojivové tkanivo. Reštriktívna kardiomyopatia vedie k zlyhanie srdca, ktorý je typicky charakterizovaný dýchanie problémy, opuchy, sucho kašeľ, únavavyčerpanie, závrat, synkopa, palpitácie a rôzne tráviace problémy. Menej často sú postihnutí jedinci zmätení, trpia nimi Pamäť problémy alebo obmedzenia kognitívneho výkonu. Dilatovaná kardiomyopatia môže byť tiež dôsledkom defektu v génoch pre tropomyozín. Ak sa táto choroba srdca prejaví, je často sprevádzaná globálnym zlyhanie srdca a / alebo progresívne zlyhanie ľavého srdca. Ďalej poruchy dýchania, embólie a srdcové arytmie môže byť zrejmé. Dve ďalšie poruchy, ktoré môžu súvisieť s tropomyozínom, z ktorých niektoré sú založené na mutáciách, sú nemalinská myopatia, pri ktorej môžu byť svaly ovplyvnené rôznymi spôsobmi, a artrogryposis multiplex congenita, pri ktorej kĺby stuhnúť. Všetky tieto poruchy však môžu byť spôsobené inými príčinami; mutácie v génoch pre tropomyozín predstavujú iba jednu možnosť.
