Protein tropomiozin nalazi se prvenstveno u prugastim mišićima i sudjeluje u kontrakciji mišića. Genetske mutacije mogu utjecati na strukturu tropomiozina molekule proizvedene, uzrokujući brojne bolesti, uključujući razne oblike kardiomiopatija kao i arthrogryposis multiplex congenita i nemalinska miopatija.
Što je tropomiozin?
Tropomiozin je protein koji se nalazi u ljudskom tijelu prvenstveno u skeletnim mišićima. Biokemičar Kenneth Bailey prvi je put opisao protein 1946. Jedan mišić sastoji se od mnogih mišićna vlakna snopovi, koji su pak sastavljeni od mišićnih vlakana. Svako vlakno nije sastavljeno od jedne, jasno ocrtane mišićne stanice, već od tkiva s mnogo staničnih jezgri. Unutar ovih jedinica miofibrili predstavljaju finija vlakna; njihovi presjeci nazivaju se sarkomerom. Sarkomera se sastoji od dvije vrste niti koje su naizmjenično povezane, kao u zupčaniku ili patentnom zatvaraču. Neke od tih niti su miozin, a druge su kompleks aktina i tropomiozina. U ovom kompleksu, aktin molekule tvore deblji lanac oko kojeg se vijugaju dvije niti tropomiozina.
Anatomija i struktura
Tropomiozin se sastoji od dva dijela: α i β. Dva bloka imaju ukupno 568 aminokiseline, od kojih je 284 α-tropomiozin, a 284 β-tropomiozin. Ovi aminokiseline svaka se linija oblikuje u duge lance, na kraju se spajajući i tvore makromolekulu u obliku štapića. Slijed aminokiseline i struktura proteina su genetski određene; kod ljudi su za to odgovorni sljedeći geni: TPM1 na 15. kromosomu, TPM2 na 9. kromosomu, TPM3 na prvom kromosomu i TMP4 na 19. kromosomu. Pramen tropomiozina (s obje podjedinice) vijuga se oko debljih aktinskih niti u prugastim koštanim mišićima. Također uz to je troponina, još jedan protein.
Funkcija i uloge
Tropomiozin je potreban za kontrakciju skeletnih mišića. Kad živčani impuls dosegne mišić, električni podražaj prvo se širi kroz sarkolemu i T-tubule, što na kraju dovodi do oslobađanja kalcijum ioni u sarkoplazmatskom retikulumu. Joni se privremeno vežu za troponina, koji se nalazi na cjedilu tropomiozina. Kao rezultat, kalcijum ioni mijenjaju fizikalna svojstva molekule. The troponina lagano se pomiče na površini i tako se odmiče od mjesta na kojima se miozin također može vezati. Miozin tvori komplementarna vlakna kompleksu aktin / tropomiozin. Na kraju miozinske niti nalaze se dvije takozvane glavice. Glavice miozina mogu se vezati za mjesta aktinske niti koja sada više ne zauzima troponin. Nakon pristajanja na vlakno, glave miozina preokreću se, gurajući se između aktinskih / tropomiozinskih niti, što skraćuje sarkomere. Istodobno, ovaj se proces ne događa samo u jednom sarkomeru, već u mnogim. Brojni ugovoreni sarkomeri stoga uzrokuju mišićna vlakna, a time i mišić u cjelini, da se stegne. U tom procesu jedan živčani signal često iritira nekoliko stotina mišićnih vlakana. Efekt omekšavanja adenozin trifosfat (ATP) omogućuje miozin glava da se ponovno odvoji od aktina. Kontrakcija glatkih mišića nešto je drugačija. U ljudi glatki mišići okružuju organe ili se javljaju u stijenkama krv posuđe. Može se kontrahirati jače od prugastih mišića. Dok skeletni mišići imaju prugastu strukturu, glatki mišići tvore ravnu površinu koja se sastoji od pojedinačnih stanica. Uz aktin i tropomiozin, glatki mišići imaju još dva proteini, kaldesmon i kalmodulin, čija interakcija utječe na napetost mišića. Tropomiozin djeluje prvenstveno na kalmodulin. Uz to, tropomiozin također igra ulogu u drugim biološkim procesima. Na primjer, čini se da utječe na vezanje aktina u citoskeletonu i da utječe na diobu stanica.
Bolesti
Jedna bolest koja može biti povezana s tropomiozinom je hipertrofična kardiomiopatija, Ovo je srce bolest kod koje su sarkomere (dijelovi u mišićnim vlaknima) zadebljani, što također utječe na ukupnu debljinu mišićnih vlakana. Kao rezultat, simptomi poput osjećaja pritiska u grudi, vrtoglavica, otežano disanje, sinkopa i angina mogu se razviti napadi pectoris. U ovom su slučaju uzrokovani funkcionalnim problemima srce mišića. Najčešći uzrok (40-60%) hipertrofičnih kardiomiopatija je u genima: Promjene (mutacije) dovesti na pogreške u genetskom kodu i, prema tome, na neispravnu sintezu proteini. To također može utjecati na razne proteini jer je nadoknaditi mišićna vlakna. U restriktivnoj kardiomiopatiji dolazi do otvrdnjavanja srce mišića. Uzrok je višak od vezivno tkivo. Restriktivna kardiomiopatija dovodi do zastoj srca, koja je tipično karakterizirana disanje problemi, edemi, suho kašalj, umor, iscrpljenost, vrtoglavica, sinkopa, lupanje srca i razni probavni problemi. Rijeđe su pogođene osobe zbunjene, pate od memorija problemi ili ograničenja u kognitivnoj izvedbi. Dilatirana kardiomiopatija također može biti posljedica oštećenja u genima za tropomiozin. Ako se ova bolest srca manifestira, često je popraćena globalnom zastoj srca i / ili progresivno zatajenje lijevog srca. Uz to, respiratorni poremećaji, embolije i srčane aritmije mogu postati očigledni. Dva druga poremećaja koja mogu biti povezana s tropomiozinom, od kojih se neki temelje na mutacijama, jesu nemalinska miopatija kod koje mišići mogu biti zahvaćeni na razne načine i arthrogryposis multiplex congenita kod kojih zglobova ukočiti se. Međutim, svi ovi poremećaji mogu biti posljedica drugih uzroka; mutacije gena tropomiozina predstavljaju samo jednu mogućnost.
