Тропомиозин є одним з трьох білків , які є частиною тонких ниток в міофібрил м'язових клітин поперечно - смугастих скелетних м'язах хребетних і деяких безхребетних м'язових клітин.
В основному це пов'язано з актиновими нитками в м'язових міофібрилах, але є повідомлення, які вказують на те, що, хоча і в меншій мірі, він також може бути пов'язаний з актиновими нитками в цитоскелеті нем'язових клітин.
Атомна модель Тропоміоцину (Джерело: Припущено, що Spid ~ commonswiki (на основі претензій щодо авторських прав). Через Wikimedia Commons)
Він був виділений і кристалізований вперше між 1946 і 1948 роками, використовуючи протоколи, подібні до тих, що використовувались раніше, щоб отримати актин і міозин, два найпоширеніші білки в міофіламентах.
У клітинах скелетних м’язів тропоміозин утворює разом з тропоніном регуляторний білковий дует, який діє як «сенсор» кальцію, оскільки його інгібуюча асоціація з актиновими волокнами повертається після зв'язування з іонами кальцію, які Вони потрапляють у клітину у відповідь на нервові подразники, які спрямовують скорочення.
характеристики
У клітинах хребетних тропоміозин незмінно знаходиться як частина тонких ниток у м’язових міофібрилах, як у скелетних, так і в гладких м’язах, де він здійснює регуляторні функції.
Вчені описали тропоміозин як асиметричний білок, досить стійкий проти тепла (термостабільний), полімеризація якого, здається, залежить від іонної концентрації середовища, де він знаходиться.
Він належить до великого і складного сімейства волокнистих і спіральних білків, які широко поширені серед еукаріотів. У хребетних тропоміозини класифікуються на дві великі групи:
- високомолекулярні (між 284-281 амінокислотами).
- ті, хто має низьку молекулярну масу (між 245-251 амінокислотою).
Усі ізоформи, оглядаючи їх окремо, мають кількість амінокислотних залишків, кратне 40. Існують гіпотези, що кожен із цих «кластерів» амінокислот взаємодіє з мономером G-актину, коли обидва білка утворюють комплекс. в тонких нитках.
Ссавці містять щонайменше 20 різних ізоформ тропоміозину, кодованих чотирма генами, які експресуються через альтернативні промотори і продукти яких (мРНК) обробляються шляхом альтернативного сплайсингу ("сплайсингу").
Деякі з цих ізоформ мають диференційовану експресію. Багато з них є тканинними та стадійними, оскільки деякі знаходяться в конкретних м’язових тканинах, і, можливо, вони виражаються лише в певний час розвитку.
Будова
Тропоміозин - це димерний білок, що складається з двох спіральних альфа-поліпептидних спіралей з більш-менш 284 амінокислотних залишків кожен, молекулярна маса яких близька до 70 кДа та довжиною понад 400 нм.
Оскільки може бути кілька ізоформ, їх структура може складатися з двох однакових або двох різних молекул, утворюючи, таким чином, гомодимерний або гетеродимерний білок відповідно. Вони відрізняються "силою", з якою вони зв'язуються з актиновими нитками.
Молекули тропоміозину, також нитчасті за формою, розташовані в області «канавки», які існують між полімерними ланцюгами G-актину, які складають F-актинові нитки тонких ниток. Деякі автори описують їх асоціацію як "взаємодоповнюваність форми" між обома білками.
Послідовність цього білка мислиться як "рядок" повторюваних гептапептидів (7 амінокислот), індивідуальні характеристики та властивості яких сприяють стійкій упаковці двох спіралей, що складають її структуру, і між якими утворюються сайти зв'язування. для актину.
Об’єднання між волокнами тропоміозину та актину відбувається переважно за допомогою електростатичних взаємодій.
N-кінцевий кінець тропоміозинів сильно зберігається серед різних ізоформ м'язів. Настільки, що вісім із перших дев'яти залишків однакові від людини до дрозофіли (плодової мухи), а 18 з перших 20 N-кінцевих залишків зберігаються у всіх хребетних.
Особливості
Як обговорювалося раніше, тропоміозин і тропонін складають регуляторний поєднання скорочення м’язів скелетних і серцевих волокон у хребетних та деяких безхребетних.
Тропонін - це білковий комплекс, що складається з трьох субодиниць, той, який реагує на кальцій і зв’язується з ним, інший, який зв’язується з тропоміозином, і інший, який зв'язується з нитками актину F.
Кожна молекула тропоміозину пов'язана з комплексом тропоніну, який регулює рухи колишнього.
Коли м'яз розслаблений, тропоміозин знаходиться в спеціальній топології, яка блокує міозинові зв'язуючі ділянки на актині, запобігаючи скорочення.
Коли м'язові волокна адекватно стимулюються, внутрішньоклітинна концентрація кальцію збільшується, викликаючи конформаційну зміну тропоніну, пов’язаного з тропоміозином.
Конформаційна зміна тропоніну також індукує конформаційну зміну тропоміозину, що призводить до "вивільнення" місць зв'язування акта-міозину та дозволяє відбуватися скорочення міофібрил.
У клітинах, що не мають м’язів, де він виявлений, тропоміозин, очевидно, виконує структурні функції або регуляцію клітинної морфології та рухливості.
Тропоміозин як алерген
Тропоміозин був визначений як один з найпоширеніших алергенних м’язових білків у випадках алергічних реакцій, викликаних продуктами тваринного походження.
Він присутній в м’язових і не м’язових клітинах, як у хребетних, так і безхребетних. Різні дослідження виявляють, що алергічні реакції, викликані ракоподібними, такими як креветки, краби та омари, є результатом "виявлення" їх епітопів за допомогою імуноглобулінів у сироватці крові гіперчутливих алергічних хворих.
Вважається, що цей білок поводиться як перехресно реагуючий алерген, оскільки пацієнти, алергічні на креветки, наприклад, також мають алергію на інших ракоподібних і молюсків, які мають білок з подібними характеристиками.
Список літератури
- Ayuso, GRR, & Lehrer, SB (1999). Тропоміозин: безхребетний Пан-Алерген. Міжнародний журнал алергії та імунології, 119, 247–258.
- Домінгуес, Р. (2011). Тропоміозин: Виявлений погляд воротаря на нитку актину. Біофізичний журнал, 100 (4), 797–798.
- Farah, C., & Reinach, F. (1995). Тропоніновий комплекс і регуляція скорочення м’язів. ФАСЕБ, 9, 755–767.
- Phillips, GN, Fillers, JP, & Cohen, C. (1986). Структура кристалів і регулювання м'язів тропоміозину. Журнал молекулярної біології, 192, 111–131.
- Ross, M., & Pawlina, W. (2006). Гістологія. Текст і атлас з корельованою клітинною та молекулярною біологією (5-е видання). Lippincott Williams & Wilkins.