Protein tropomyosin se nachází především ve pruhovaném svalu a podílí se na svalové kontrakci. Genetické mutace mohou ovlivnit strukturu tropomyosinu molekuly produkoval, způsobující řadu nemocí - včetně různých forem kardiomyopatie stejně jako arthrogryposis multiplex congenita a nemaline myopatie.
Co je tropomyosin?
Tropomyosin je protein nacházející se v lidském těle především v kosterním svalu. Biochemik Kenneth Bailey poprvé popsal protein v roce 1946. Jeden sval se skládá z mnoha svalové vlákno svazky, které jsou zase složeny ze svalových vláken. Každé vlákno není složeno z jediné jasně definované svalové buňky, ale z tkáně s mnoha buněčnými jádry. V těchto jednotkách představují myofibrily jemnější vlákna; jejich průřezy se nazývají sarkomery. Sarkoméra se skládá ze dvou typů pramenů, které jsou střídavě propojeny, jako je tomu u ozubeného kola nebo zipu. Některé z těchto řetězců jsou myosin a ostatní jsou komplexem aktinu a tropomyosinu. V tomto komplexu aktin molekuly tvoří silnější řetězec, kolem kterého se vinou dva prameny tropomyosinu.
Anatomie a struktura
Tropomyosin se skládá ze dvou částí: α a β. Tyto dva stavební bloky mají celkem 568 aminokyseliny, z nichž 284 je a-tropomyosin a 284 je p-tropomyosin. Tyto aminokyseliny každá řada tvoří dlouhé řetězce, které se nakonec spojí a vytvoří makromolekula ve tvaru tyče. Posloupnost aminokyseliny a struktura proteinu je dána geneticky; u lidí jsou za to zodpovědné následující geny: TPM1 na 15. chromozomu, TPM2 na 9. chromozomu, TPM3 na prvním chromozomu a TMP4 na 19. chromozomu. Vlákno tropomyosinu (s oběma podjednotkami) se vinuje kolem silnějších aktinových vláken v pruhovaném kosterním svalu. K tomu je také připojeno troponin, další protein.
Funkce a role
Tropomyosin je nezbytný pro kontrakci kosterního svalstva. Když nervový impuls dosáhne svalu, elektrický stimul se nejprve šíří sarkolemem a T-tubuly, což nakonec vede k uvolnění vápník ionty v sarkoplazmatickém retikulu. Ionty se přechodně vážou troponin, který se nachází na vlákně tropomyosinu. V důsledku toho vápník ionty mění fyzikální vlastnosti molekuly. The troponin se mírně posune na povrchu a tím se vzdaluje od míst, kde se může také vázat myosin. Myosin tvoří komplementární vlákna ke komplexu aktin / tropomyosin. Na konci myosinového vlákna jsou dvě takzvané hlavy. Hlavy myosinu se mohou vázat na místa aktinového vlákna, která již nejsou obsazena troponinem. Po připojení k vláknu se hlavy myosinu převrátí, čímž se tlačí mezi filamenty aktin / tropomyosin, což zkracuje sarkomeru. Současně tento proces probíhá nejen u jedné sarkomery, ale u mnoha. Četné uzavřené sarkomery proto způsobují svalové vlákno, a tím i sval jako celek, aby se stahoval. V tomto procesu jeden nervový signál často dráždí několik stovek svalových vláken. Změkčující účinek adenosin trifosfát (ATP) umožňuje myosin hlava znovu se oddělit od aktinu. Kontrakce hladkého svalstva je poněkud odlišná. U lidí hladký sval obklopuje orgány nebo se vyskytuje ve stěnách krev plavidla. Může se stahovat silněji než příčně pruhovaný sval. Zatímco kosterní sval má pruhovanou strukturu, hladký sval tvoří plochý povrch skládající se z jednotlivých buněk. Kromě aktinu a tropomyosinu má hladký sval ještě dva další Proteinů, caldesmon a kalmodulin, jejichž interakce ovlivňuje svalové napětí. Tropomyosin působí primárně na kalmodulin. Kromě toho hraje tropomyosin také roli v dalších biologických procesech. Například se zdá, že ovlivňuje vazbu aktinu v cytoskeletu a má vliv na buněčné dělení.
Nemoci
Jedno onemocnění, které může být spojeno s tropomyosinem, je hypertrofické kardiomyopatie, Jedná se o srdce onemocnění, při kterém jsou sarkomery (části svalových vláken) zesílené, což také ovlivňuje celkovou tloušťku svalových vláken. Výsledkem jsou příznaky, jako je pocit tlaku v truhla, závraťdušnost, synkopa a angína mohou se vyvinout pektorisové útoky. V tomto případě jsou způsobeny funkčními problémy srdce sval. Nejběžnější příčina (40-60%) hypertrofických kardiomyopatie je v genech: Změny (mutace) vést k chybám v genetickém kódu a podle toho k chybné syntéze Proteinů. To může také ovlivnit různé Proteinů že tvořit svalová vlákna. U restriktivní kardiomyopatie dochází k vytvrzení srdce sval. Příčinou je přebytek pojivové tkáně. Omezující kardiomyopatie vede k selhání srdce, který je typicky charakterizován dýchání problémy, otoky, sucho kašel, únavavyčerpání, závrať, synkopa, palpitace a různé zažívací problémy. Méně často jsou postižené osoby zmatené, trpí paměť problémy nebo omezení kognitivního výkonu. Dilatační kardiomyopatie může být také výsledkem defektu genů tropomyosinu. Pokud se toto onemocnění srdce projeví, je často doprovázeno globálním selhání srdce a / nebo progresivní selhání levého srdce. Kromě toho, respirační poruchy, embolie a srdeční arytmie může být zřejmé. Dvě další poruchy, které mohou souviset s tropomyosinem, z nichž některé jsou založeny na mutacích, jsou nemalinová myopatie, při které mohou být svaly ovlivňovány různými způsoby, a artrogryposis multiplex congenita, ve které klouby ztuhnout. Všechny tyto poruchy však mohou být způsobeny jinými příčinami; mutace genů tropomyosinu představují pouze jednu možnost.
