Tropomiozīna proteīns galvenokārt atrodas šķērssvītrotajos muskuļos un piedalās muskuļu kontrakcijā. Ģenētiskās mutācijas var ietekmēt tropomiozīna struktūru molekulas izraisīja vairākas slimības, tostarp dažādas slimības formas kardiomiopātija kā arī arthrogryposis multiplex congenita un nemalīna miopātija.
Kas ir tropomiozīns?
Tropomiozīns ir olbaltumviela, kas cilvēka ķermenī atrodas galvenokārt skeleta muskuļos. Bioķīmiķis Kenets Beilijs pirmo reizi aprakstīja olbaltumvielu 1946. gadā. Vienu muskuļu veido daudzi muskuļu šķiedra saišķi, kurus savukārt veido muskuļu šķiedras. Katra šķiedra sastāv nevis no vienas, skaidri norobežotas muskuļu šūnas, bet no audiem ar daudziem šūnu kodoliem. Šajās vienībās miofibrilas pārstāv smalkākas šķiedras; to šķērsgriezumus sauc par sarkomeriem. Sarkomērs sastāv no divu veidu pavedieniem, kas ir pārmaiņus bloķēti, piemēram, zobratā vai rāvējslēdzējā. Daži no šiem pavedieniem ir miozīns, bet pārējie ir aktīna un tropomiozīna komplekss. Šajā kompleksā aktīns molekulas veido biezāku ķēdi, ap kuru vēj divi tropomiozīna pavedieni.
Anatomija un struktūra
Tropomiozīns sastāv no divām daļām: α un β. Abiem celtniecības blokiem kopā ir 568 aminoskābes, no kuriem 284 ir α-tropomiozīns un 284 ir β-tropomiozīns. Šie aminoskābes katra rinda veido garas ķēdes, galu galā savienojas kopā, veidojot makšķeres formas makromolekulu. Secība aminoskābes un olbaltumvielu struktūra ir ģenētiski noteikta; cilvēkiem par to ir atbildīgi šādi gēni: TPM1 15. hromosomā, TPM2 9. hromosomā, TPM3 pirmajā hromosomā un TMP4 19. hromosomā. Tropomiozīna virkne (ar abām apakšvienībām) vijas ap biezākiem aktīna pavedieniem šķērssvītrotajos skeleta muskuļos. Arī tam piestiprināts ir troponīns, vēl viens proteīns.
Funkcija un lomas
Tropomiozīns ir nepieciešams skeleta muskuļu kontrakcijai. Kad nervu impulss sasniedz muskuļus, elektriskais stimuls vispirms izplatās caur sarkolemmu un T kanāliņiem, galu galā novedot pie kalcijs joni sarkoplazmatiskajā tīklā. Joni īslaicīgi saistās ar troponīns, kas atrodas uz tropomiozīna pavediena. Tā rezultātā kalcijs joni maina molekulas fizikālās īpašības. The troponīns nedaudz nobīdās uz virsmas un tādējādi attālinās no vietām, kur arī miozīns var saistīties. Miozīns veido aktīna / tropomiozīna kompleksa papildu šķiedras. Miozīna kvēldiega galā ir divas tā sauktās galvas. Miozīna galvas var saistīties ar aktīna kvēldiega vietām, kuras tagad vairs neaizņem troponīns. Pēc piestiprināšanas pie šķiedras miozīna galvas apgāžas, tādējādi spiežot sevi starp aktīna / tropomiozīna pavedieniem, kas saīsina sarkomēru. Tajā pašā laikā šis process notiek ne tikai vienā sarkomērā, bet arī daudzos. Tāpēc daudzi saslimušie sarkomeri izraisa muskuļu šķiedra, un līdz ar to muskuļiem kopumā, lai sarautos. Šajā procesā viens nervu signāls bieži kairina vairākus simtus muskuļu šķiedru. Mīkstinošs efekts adenozīns trifosfāts (ATP) ļauj miozīnam vadītājs lai atkal atdalītos no aktīna. Gludo muskuļu kontrakcija ir nedaudz atšķirīga. Cilvēkiem gludie muskuļi ieskauj orgānus vai rodas sienās asinis kuģi. Tas var sarauties spēcīgāk nekā striated muskuļi. Kaut arī skeleta muskuļiem ir svītraina struktūra, gludie muskuļi veido plakanu virsmu, kas sastāv no atsevišķām šūnām. Gludajiem muskuļiem papildus aktīnam un tropomiozīnam ir vēl divi proteīni, caldesmon un calmodulin, kuru mijiedarbība ietekmē muskuļu sasprindzinājumu. Tropomiozīns galvenokārt iedarbojas uz kalmodulīnu. Turklāt tropomiozīnam ir nozīme arī citos bioloģiskos procesos. Piemēram, šķiet, ka tas ietekmē aktīna saistīšanos citoskeletā un ietekmē šūnu dalīšanos.
Slimības
Viena slimība, kas var būt saistīta ar tropomiozīnu, ir hipertrofiska kardiomiopātija. Tas ir sirds slimība, kurā sarcomeres (muskuļu šķiedru sekcijas) ir sabiezējušas, kas ietekmē arī muskuļu šķiedru kopējo biezumu. Tā rezultātā rodas tādi simptomi kā spiediena sajūta lāde, reibonis, elpas trūkums, ģībonis un stenokardija pectoris uzbrukumi var attīstīties. Šajā gadījumā tie ir saistīti ar sirds muskuļi. Visbiežākais hipertrofijas cēlonis (40-60%) kardiomiopātija ir gēnos: izmaiņas (mutācijas) vadīt kļūdām ģenētiskajā kodā un attiecīgi kļūdainai sintēzei proteīni. Tas var ietekmēt arī dažādos proteīni Ka veido muskuļu šķiedras. Ierobežojošās kardiomiopātijas gadījumā ir sirds muskuļi. Cēlonis ir saistaudi. Ierobežojošā kardiomiopātija noved pie sirds mazspēja, kuru parasti raksturo elpošana problēmas, tūska, sausa klepus, nogurumsizsmelšana, reibonis, sinkope, sirdsklauves un dažādi gremošanas problēmas. Retāk skartās personas ir neizpratnē, cieš no tām atmiņa kognitīvās veiktspējas problēmas vai ierobežojumi. Paplašināta kardiomiopātija var rasties arī tropomiozīna gēnu defekta dēļ. Ja šī sirds slimība izpaužas, to bieži pavada globāla sirds mazspēja un / vai progresējoša kreisās sirds mazspēja. Turklāt elpošanas traucējumi, embolijas un sirds aritmijas var kļūt acīmredzama. Divi citi traucējumi, kas var būt saistīti ar tropomiozīnu, no kuriem daži ir balstīti uz mutācijām, ir nemalīna miopātija, kurā muskuļus var ietekmēt dažādos veidos, un arthrogryposis multiplex congenita, kurā savienojumi sastingt. Tomēr visi šie traucējumi var būt citu iemeslu dēļ; mutācijas tropomiozīna gēnos ir tikai viena iespēja.
