Elastični protein titin sastoji se od približno 30,000 XNUMX aminokiseline, što ga čini najvećim poznatim ljudskim proteinima. Kao komponenta sarkomera, najmanje kontraktilne jedinice skeletnih i srčanih mišića, titin pruža elastičnu vezu između Z-diskova i miozinskih glava u obliku niti. Titin filamenti se pasivno prednabijaju i uvlače miozinske niti nakon stezanja, što je otprilike usporedivo s funkcijom unaprijed napunjene povratne opruge stroja.
Što je titin?
Titin je razmjerno ogroman, elastičan protein s molekulskim sadržajem masa od oko 3.6 milijuna daltona, utjelovljujući najveću poznatu molekulu ljudskog proteina. Poznat i kao connectin, titin je važna komponenta prugastih koštanih i srčanih mišića. Kad se nanižu zajedno, titin molekule udružuju se kako bi stvorili elastične titinske niti i zadržali miozinske niti u položaju u sarkomeru, najmanjoj kontraktilnoj jedinici mišića. Nakon stezanja i naknadnih opuštanje mišića, podržavaju repozicioniranje miozinskih niti svojim elastičnim pretenzijama. Tijekom faze mirovanja mišića, titinski filamenti pružaju trajnu laganu napetost mišića. Prema međunarodno važećim pravilima "Međunarodne unije čiste i primijenjene kemije" (IUPAC), proteini su imenovani prema aminokiseline sadrže, naime prema njihovom primarnom slijedu. Kada se ovo pravilo primijeni na titin, rezultat je kratica od gotovo 190,000 XNUMX slova kojima bi se trebalo pročitati nekoliko sati.
Anatomija i struktura
Unutar sarkomera titinski filamenti pružaju elastičnu vezu između kontraktilnih miozinskih filamenata i takozvanih Z-diskova koji graniče sa sarkomerom na oba kraja. Svaki pojedinačni miozinski filament povezan je na svakom od svojih krajeva s titinskim filamentom, od kojih je svaki pričvršćen za Z-disk tako da miozinski filamenti drže na mjestu titinski filamenti tijekom faze mirovanja, a također i tijekom faze kontrakcije. Otprilike 30,000 aminokiseline organizirani su u ukupno 320 proteinskih domena. Proteinske domene sastoje se od niza amino kiseline koji bi mogao djelovati neovisno o ostatku proteinske molekule kao neovisni protein ili polipeptid i obavljati fiziološke funkcije. Nekoliko stotina serijski povezanih sarkomera čini mišić ili miofibril, koji se pak kombiniraju u nekoliko stotina mišićnih vlakana. Pod svjetlosnim mikroskopom vidljive su pojedinačne zone sarkomera paralelno raspoređenih i jedna iza druge kao poprečne pruge. U svakom slučaju, s desne i lijeve strane Z-diskova koji se pojavljuju u mraku, mogu se vidjeti svjetliji takozvani I-pojasevi, koji uz aktinske niti uglavnom sadrže elastični titin.
Funkcija i zadaci
Smanjiva funkcija sarkomera, najmanje funkcionalne jedinice u prugastoj mišićnoj stanici, oslanja se na miozinske niti koji se teleskopiraju tijekom kontrakcije mišića, zbog čega se sarkomera skraćuje. Kako bi se osiguralo da skraćivanje miozinskih niti utječe na čitav mišić, oni su s obje strane povezani titinskim nitima, koji su pak usidreni na Z-diskove. To znači da titinski filamenti čine elastičnu vezu između miozinskih niti i Z-diskova. Titinski filamenti pružaju svojevrsnu prednapetost kako bi miozinski filamenti bili u središnjem položaju između aktinskih filamenata koji ih okružuju, kako u opuštenom, tako i u skupljenom stanju. Elastičnost titina osigurava kontrakciju i opuštanje faze mišića ne slijede se trzavo, već su usporene i mogu se bolje kontrolirati u smislu fine motoričke kontrole. Nadalje, titinski filamenti djeluju suprotno ozljedama mišićnih vlakana tijekom jakih i nasilnih istezanje elastičnim "popuštanjem". Uz to, titinski filamenti povećavaju ukupnu udaljenost koju mišić može skratiti, jer se titinski filamenti također skraćuju tijekom faze kontrakcije i povećavaju duljinu kontraktilnog puta sarkomera. Tijekom opuštanje U fazi mišića, djelovanje titinskih niti usporedivo je s načelom rada povratne opruge zbog njihove osnovne napetosti. Elastičnost titina tako pasivno podupire rad antagonističkog mišića, što u principu osigurava da se sarkomere "povuku" natrag na izvornu duljinu.
Bolesti
Nisu poznate mišićne bolesti i pritužbe koje bi se mogle pripisati neispravnosti strukturnog proteina titina. Vjerojatno je najpoznatija mišićna bolest u kojoj titin također igra ulogu bol u mišićima, s kojima se gotovo svi susreću jedan ili više puta tijekom svog života. Prema nedavnim nalazima, bol u mišićima uzrokovan je mikropukotinama na Z-diskovima sarkomera i uništavanjem struktura za držanje titina i drugih proteini uključeni. Najvjerojatnije, tipično bol u mišićima dolazi od reakcije mišićnih stanica na mini-ozljede. Nastaju bolne upalne reakcije koje bi trebale omogućiti brzi popravak sarkomera. U vezi s bolnošću mišića, još uvijek postoji mišljenje da je to posljedica prekomjernog zakiseljavanja mišića s mliječna kiselina, pretpostavka koja je u međuvremenu opovrgnuta. Myasthenia gravis je rijetka neuromuskularna bolest u koju je uključen i titin. To je poremećaj prijenosa motoričkog signala u mišićne stanice. autoantitijela blokirati acetilkolin receptori završne ploče motora. autoantitijela ciljati vlastita tkiva tijela ili hormoni. U većine bolesnika koji pate od miastenija gravis, antitijela protiv proteinskog fragmenta MGT30 može se otkriti. Ovo je molekulski polipeptid masa od 30,000 daltona koji je sadržan u titinu. Otkrivanje antitijela protiv podstrukture titina korisno je u diferencijalna dijagnoza sumnje na prisutnost autoimune bolesti miastenija gravis.
