Den elastiske proteintitinen består av omtrent 30,000 XNUMX aminosyrer, noe som gjør det til det største kjente humane proteinet. Som en komponent av sarkomerer, den minste kontraktile enheten av skjelett- og hjertemuskler, gir titin den elastiske forbindelsen mellom Z-skiver og myosinhoder i form av filamenter. Titinfilamenter er passivt forhåndslastet og trekker myosinfilamentene inn etter en sammentrekning, som omtrent kan sammenlignes med funksjonen til en forhåndslastet returfjær på en maskin.
Hva er titin?
Titin er et relativt stort, elastisk protein med en molekylær masse på rundt 3.6 millioner dalton, som inneholder det største kjente humane proteinmolekylet. Også kjent som connectin, titin er en viktig komponent i striated skjelett- og hjertemuskulatur. Når du strenger sammen, titin molekyler slå sammen for å danne elastiske titinfilamenter og hold myosinfilamentene på plass i sarkomeren, den minste kontraktile enheten i musklene. Etter sammentrekning og påfølgende avslapping av muskelen, støtter de reposisjonen av myosinfilamentene ved sin elastiske forspenning. Under hvilefasen av muskelen gir titinfilamentene en vedvarende lett muskelspenning. I henhold til internasjonalt gyldige regler i "International Union of Pure and Applied Chemistry" (IUPAC), proteiner er navngitt i henhold til aminosyrer de inneholder, nemlig i henhold til deres primære sekvens. Når denne regelen brukes på titin, er resultatet et akronym på nesten 190,000 XNUMX bokstaver som det vil ta flere timer å lese.
Anatomi og struktur
Innenfor en sarkomer gir titinfilamenter den elastiske koblingen mellom kontraktile myosinfilamenter og de såkalte Z-skivene som grenser til hver sarkomer i begge ender. Hvert enkelt myosinfilament er i hver av sine ender koblet til et titinfilament, som hver er forankret til Z-skiven slik at myosinfilamentene holdes på plass av titinfilamentene under hvilefasen og også under sammentrekningsfasen. De rundt 30,000 XNUMX aminosyrer er organisert i totalt 320 proteindomener. Proteindomener består av en sekvens av amino syrer som kan fungere uavhengig av resten av proteinmolekylet som et uavhengig protein eller polypeptid og utføre fysiologiske funksjoner. Flere hundre seriekoblede sarkomerer danner en muskel eller myofibril, som igjen danner flere hundre muskelfibre. Under lysmikroskopet er de individuelle sonene til sarkomerer arrangert parallelt og hver bak den andre synlige som tverrstriping. I begge tilfeller kan du se de lettere såkalte I-båndene, til høyre og venstre for de mørke Z-skivene, som i tillegg til aktinfilamenter hovedsakelig inneholder elastisk titin.
Funksjon og oppgaver
Den kontraktile funksjonen til en sarkomer, den minste funksjonelle enheten i en stripet muskelcelle, er avhengig av myosinfilamenter som teleskoperer under muskelsammentrekning, og får sarkomeren til å forkorte. For å sikre at forkortingen av myosinfilamentene påvirker hele muskelen, er de forbundet på begge sider med titinfilamenter, som igjen er forankret til Z-diskene. Dette betyr at titinfilamentene danner en elastisk forbindelse mellom myosinfilamentene og Z-diskene. Titinfilamentene gir en slags forspenning for å holde myosinfilamentene i en sentral posisjon mellom aktinfilamentene som omgir dem, både i de avslappede og kontraherte tilstandene. Elastisiteten til titin sørger for at sammentrekning og avslapping Fasene i muskelen følger ikke hverandre på en rykkete måte, men reduseres og kan kontrolleres bedre når det gjelder finmotorisk kontroll. Videre motvirker titinfilamentene skade på muskelfibrene under sterke og voldsomme stretching ved elastisk "ettergivelse". I tillegg øker titinfilamentene den totale avstanden en muskel kan forkorte generelt fordi titinfilamentene også forkorter under sammentrekningsfasen og øker den kontraktile banelengden til sarkomeren. I løpet av avslapping i muskelfasen, er virkningen av titinfilamentene sammenlignbar med arbeidsprinsippet til en returfjær på grunn av deres grunnleggende spenning. Tittens elastisitet støtter dermed passivt arbeidet til den antagonistiske muskelen, som i utgangspunktet sikrer at sarkomerer blir "trukket" tilbake til sin opprinnelige lengde.
Sykdommer
Muskelsykdommer og klager som kan tilskrives en funksjonsfeil i det strukturelle proteintitinet er ikke kjent. Sannsynligvis er den mest kjente muskelsykdommen der titin også spiller en rolle muskel sårhet, som nesten alle møter en eller flere ganger i løpet av livet. I følge nylige funn, muskel sårhet er forårsaket av mikrosprekker på Z-skivene til sarkomerer og ødeleggelse av holdestrukturene for titin og annet proteiner involvert. Mest sannsynlig, det typiske muskel sårhet kommer fra en reaksjon fra muskelcellene til miniskadene. Smertefulle inflammatoriske reaksjoner genereres, noe som skal muliggjøre rask reparasjon av sarkomerer. I forbindelse med muskelsårhet er det fremdeles en oppfatning at det skyldes overforsuring av muskelen med melkesyre, en antagelse som siden er motbevist. Myasthenia gravis er en sjelden nevromuskulær sykdom der titin også er involvert. Det er en forstyrrelse av motorisk signaloverføring til muskelceller. autoantistoffer blokkerer acetylkolin reseptorer på motorendeplaten. autoantistoffer målrette kroppens egne vev eller hormoner. Hos de fleste pasienter som lider av myasthenia gravis, antistoffer mot proteinfragmentet MGT30 kan påvises. Dette er et polypeptid med en molekylær masse på 30,000 XNUMX dalton som er inneholdt i titin. Oppdagelse av antistoffer mot en understell av titin er nyttig i differensial diagnose av mistenkt tilstedeværelse av den autoimmune sykdommen myasthenia gravis.
