Proteinet tropomyosin finnes hovedsakelig i striated muskel og deltar i muskelsammentrekning. Genetiske mutasjoner kan påvirke strukturen til tropomyosin molekyler produsert, forårsaker en rekke sykdommer, inkludert forskjellige former for kardiomyopati samt arthrogryposis multiplex congenita og nemaline myopati.
Hva er tropomyosin?
Tropomyosin er et protein som finnes i menneskekroppen, hovedsakelig i skjelettmuskulatur. Biokjemiker Kenneth Bailey beskrev først proteinet i 1946. En enkelt muskel består av mange muskelfiber bunter, som igjen er sammensatt av muskelfibrene. Hver fiber består ikke av en enkelt, tydelig avgrenset muskelcelle, men av et vev med mange cellekjerner. Innenfor disse enhetene representerer myofibriller finere fibre; deres tverrsnitt kalles sarkomerer. En sarkomer består av to typer tråder som vekselvis er sammenlåst, som i et utstyr eller en glidelås. Noen av disse strengene er myosin, og de andre er et kompleks av aktin og tropomyosin. I dette komplekset, aktin molekyler danner en tykkere kjede rundt hvilken to tråder av tropomyosin vind.
Anatomi og struktur
Tropomyosin består av to deler: α og β. De to byggesteinene har totalt 568 aminosyrer, hvorav 284 er α-tropomyosin og 284 er β-tropomyosin. Disse aminosyrer hver linje opp for å danne lange kjeder, og til slutt bli sammen for å danne et stavformet makromolekyl. Sekvensen av aminosyrer og strukturen til proteinet er genetisk bestemt; hos mennesker er følgende gener ansvarlige for dette: TPM1 på det 15. kromosomet, TPM2 på det 9. kromosomet, TPM3 på det første kromosomet og TMP4 på det 19. kromosomet. Tråden av tropomyosin (med begge underenheter) snor seg rundt de tykkere aktinfilamentene i striert skjelettmuskulatur. Også knyttet til den er troponin, et annet protein.
Funksjon og roller
Tropomyosin er nødvendig for sammentrekning av skjelettmuskulaturen. Når en nerveimpuls når muskelen, forplantes den elektriske stimulansen først gjennom sarkolemma og T-tubuli, og til slutt fører det til frigjøring av kalsium ioner i det sarkoplasmatiske retikulumet. Ionene binder forbigående til troponin, som ligger på tropomyosinstrengen. Som et resultat ble den kalsium ioner endrer de fysiske egenskapene til molekylet. De troponin forskyver seg litt på overflaten og beveger seg dermed fra stedene der myosin også kan binde seg. Myosin danner komplementære fibre til actin / tropomyosin-komplekset. På slutten av myosinfilamentet er det to såkalte hoder. Myosinhodene kan binde seg til stedene til aktinfilamentet som nå ikke lenger er okkupert av troponin. Etter at de er festet til fiberen, vipper myosinhodene over og skyver seg mellom aktin / tropomyosin-filamentene, noe som forkorter sarkomeren. Samtidig forekommer denne prosessen ikke bare i en sarkomer, men i mange. De mange kontrakterte sarkomerer forårsaker derfor muskelfiber, og dermed muskelen som helhet, til å trekke seg sammen. I denne prosessen irriterer et nervesignal ofte flere hundre muskelfibre. Den mykgjørende effekten av adenosin trifosfat (ATP) tillater myosinet hode å løsne seg fra aktinen igjen. Sammentrekningen av glatt muskel er noe annerledes. Hos mennesker omgir organer glatt muskulatur eller forekommer i veggene i blod fartøy. Det kan trekke seg sterkere sammen enn striated muskel. Mens skjelettmuskulaturen har en stripet struktur, danner glatt muskulatur en flat overflate bestående av individuelle celler. I tillegg til actin og tropomyosin har glatt muskulatur to andre proteinercaldesmon og calmodulin, hvis interaksjon påvirker muskelspenningen. Tropomyosin virker primært på kalmodulin. I tillegg spiller tropomyosin også en rolle i andre biologiske prosesser. For eksempel ser det ut til å påvirke bindingen av aktin i cytoskelettet og å ha en effekt på celledeling.
Sykdommer
En sykdom som kan være assosiert med tropomyosin er hypertrofisk kardiomyopati. Dette er en hjerte sykdom der sarkomerer (seksjoner i muskelfibrene) blir tykkere, noe som også påvirker den totale tykkelsen på muskelfibrene. Som et resultat, symptomer som en følelse av trykk i brystet, svimmelhet, kortpustethet, synkope og angina pectoris-angrep kan utvikle seg. I dette tilfellet skyldes de funksjonelle problemer i hjerte muskel. Den vanligste årsaken (40-60%) av hypertrofisk kardiomyopati er i genene: Endringer (mutasjoner) føre til feil i den genetiske koden og følgelig til den mangelfulle syntesen av proteiner. Dette kan også påvirke de forskjellige proteiner Det sminke muskelfibre. Ved restriktiv kardiomyopati er det en herding av hjerte muskel. Årsaken er et overskudd av bindevev. Restriktiv kardiomyopati fører til hjertesvikt, som typisk er preget av puste problemer, ødem, tørr hoste, tretthet, utmattelse, svimmelhet, synkope, hjertebank og diverse fordøyelsesproblemer. Mindre vanlige er berørte individer forvirret, lider av minne problemer eller begrensninger i kognitiv ytelse. Dilatert kardiomyopati kan også skyldes en defekt i tropomyosingenene. Hvis denne hjertesykdommen manifesterer seg, blir den ofte ledsaget av global hjertesvikt og / eller progressiv venstre hjertesvikt. I tillegg kan luftveislidelser, emboli og hjertearytmier kan bli tydelig. To andre lidelser som kan være relatert til tropomyosin, hvorav noen er basert på mutasjoner, er nemalin myopati, der musklene kan påvirkes på en rekke måter, og arthrogryposis multiplex congenita, der skjøter stivne. Imidlertid kan alle disse lidelsene skyldes andre årsaker; mutasjoner ved tropomyosingenene representerer bare en mulighet.
