Тропомиосин је једна од три протеина који су део танких влакана у миофибриле на мишићних ћелија стриатед скелетних мишића кичмењака и неки бескичмењаци мишићних ћелија.
Углавном се повезује са актинским филаментима у мишићним миофибрилима, али постоје извештаји који указују да, мада у мањој мери, може да се повеже и са актинским филаментима у цитоскелету који није мишићна ћелија.
Атомски модел Тропомиоцина (Извор: Претпостављен Спид ~ цоммонсвики (заснован на тврдњама о ауторским правима). Виа Викимедиа Цоммонс)
Први пут је изолован и кристализован између 1946. и 1948., користећи протоколе сличне онима који су коришћени годинама пре добијања актина и миозина, два најбројнија протеина у миофиламентима.
У ћелијама скелетних мишића, тропомиозин чини, заједно са тропонином, регулаторни протеин дуо који делује као "сензор" калцијума, пошто се његова инхибицијска повезаност са актин влакнима преокреће након везивања са јонима калцијума који Они улазе у ћелију као одговор на нервне подражаје који усмеравају контракцију.
карактеристике
У ћелијама краљежњака, тропомиозин се увијек налази као дио танких нити у мишићним миофибрилима, како у скелетним мишићима, тако и у глатким мишићима, гдје он врши регулаторне функције.
Научници су описали тропомиозин као асиметрични протеин, прилично стабилан против топлоте (термостабилан), чија полимеризација делује као да зависи од јонске концентрације медијума у коме се налази.
Припада великој и сложеној фамилији влакнастих и спиралних протеина који су широко распрострањени међу еукариотима. Код кичмењака, тропомиозини су класификовани у две велике групе:
- оне високе молекулске тежине (између 284-281 аминокиселина).
- Они са ниском молекуларном тежином (између 245-251 аминокиселина).
Сви изоформи, ако се засебно испитују, имају број аминокиселинских остатака који је вишеструки од 40. Постоје хипотезе да сваки од тих "кластера" аминокиселина интерактивно делује са Г-актин мономером када оба протеина формирају комплекс. у танким нитима.
Сисари садрже најмање 20 различитих изоформа тропомиозина, кодираних са четири гена који се експримирају кроз алтернативне промоторе и чији се производи (мРНА) прерађују алтернативним спајањем ("спајање").
Неки од ових изоформа имају различиту експресију. Многи су специфични за ткиво и стадијуме, јер се неки налазе у специфичним мишићним ткивима и може се десити да се изражавају само у одређено време у развоју.
Структура
Тропомиозин је димерни протеин, састављен од два намотана алфа полипептидна хелика од више или мање 284 аминокиселинских остатака, чија је молекулска маса близу 70 кДа и дужина већа од 400 нм.
Будући да може бити више изоформа, њихова структура може бити састављена од два идентична или два различита молекула, стварајући тако хододимерни или хетеродимерни протеин. Оне се разликују у "јачини" с којом се вежу на актино влакна.
Молекули тропомиозина, такође нитасти у облику, смештени су у „жлебовима“ који постоје између полимера ланца Г-актина који чине Ф-актинске ланце финих нити. Неки аутори описују њихову повезаност као "комплементарност облика" између оба протеина.
Секвенца овог протеина замишљена је као "низ" понављајућих хептапептида (7 аминокиселина), чије појединачне карактеристике и својства промовишу стабилно паковање два хелика који чине његову структуру и између којих се формирају места везивања. за актин.
Уједињење између влакана тропомиозина и актина настаје углавном електростатичким интеракцијама.
Н-терминални крај тропомиозина изузетно је очуван међу различитим изоформама мишића. Толико, да је осам од првих девет остатака идентичних од човека до Дросопхила (воћна муха), а 18 од првих 20 Н-терминалних остатака сачувано је у свих кичмењака.
Карактеристике
Тропомиозин и тропонин, као што је претходно дискутирано, представљају регулаторни двобој мишићне контракције скелетних и срчаних влакана код кичмењака и неких бескраљежњака.
Тропонин је протеински комплекс сачињен од три подјединице, једна која реагује на калцијум и веже се за њега, друга која се везује за тропомиозин и друга која се везује за актин Ф филаменте.
Сваки молекул тропомиозина повезан је са комплексом тропонина који регулише кретање првог.
Када се мишић опусти, тропомиозин се налази у посебној топологији која блокира места која вежу миозин на актину, спречавајући контракцију.
Када се мишићна влакна адекватно стимулишу, унутарћелијска концентрација калцијума се повећава, што изазива конформациону промену тропонина повезане са тропомиозином.
Конформациона промена тропонина такође индукује конформациону промену тропомиозина, што резултира „ослобађањем“ места везивања акт-миозин и омогућава контракцију миофибрила.
У не-мишићним ћелијама где се налази, тропомиозин очигледно испуњава структурне функције или у регулацији ћелијске морфологије и покретљивости.
Тропомиозин као алерген
Тропомиозин је идентификован као један од најзаступљенијих алергених мишићних протеина у случајевима алергијских реакција изазваних храном животињског порекла.
Присутан је у ћелијама мишића и немишића, и у кичмењака и бескраљежњака. Различите студије откривају да су алергијске реакције изазване од ракова, попут шкампи, ракова и јастога резултат „откривања“ њихових епитопа помоћу имуноглобулина у серуму преосетљивих алергичних пацијената.
Сматра се да се овај протеин понаша као унакрсни реактивни алерген, јер су на пример пацијенти алергични на козице, алергични и на друге ракове и шкољке који имају протеин са сличним карактеристикама.
Референце
- Аиусо, ГРР, и Лехрер, СБ (1999). Тропомиозин: Антеза бескраљежњака. Међународни часопис за алергију и имунологију, 119, 247–258.
- Домингуез, Р. (2011). Тропомиозин: Откривен поглед гатара на актинову нит Биопхисицал Јоурнал, 100 (4), 797–798.
- Фарах, Ц., Реинацх, Ф. (1995). Тропонински комплекс и регулација контракције мишића. ФАСЕБ, 9, 755–767.
- Пхиллипс, ГН, Филлерс, ЈП и Цохен, Ц. (1986). Тропомиозинска кристална структура и регулација мишића. Часопис за молекуларну биологију, 192, 111–131.
- Росс, М., и Павлина, В. (2006). Хистологија. Текст и атлас са корелираном ћелијском и молекуларном биологијом (5. изд.). Липпинцотт Виллиамс и Вилкинс.