Den tropomyosin er en av tre proteiner som er en del av de tynne filamenter i myofibrillene av muskelcellene i tverrstripet muskulatur fra virveldyr og virvelløse dyr noen muskelceller.
Det er hovedsakelig assosiert med aktinfilamenter i muskel myofibriller, men det er rapporter som indikerer at selv om det i mindre grad også kan være assosiert med aktinfilamenter i cytoskelettet som ikke er muskelcelle.
Atomisk modell av Tropomyocin (Kilde: Spid ~ commonswiki antatt (basert på krav om opphavsrett). Via Wikimedia Commons)
Det ble isolert og krystallisert for første gang mellom 1946 og 1948 ved å bruke protokoller som ligner de som ble brukt år før for å få aktin og myosin, de to mest tallrike proteiner i myofilamenter.
I skjelettmuskelceller utgjør tropomyosin, sammen med troponin, et regulatorisk proteinduo som fungerer som en kalsium “sensor”, siden dets hemmende tilknytning til actinfibre blir reversert etter binding med kalsiumioner som De kommer inn i cellen som svar på nervestimuli som styrer sammentrekning.
kjennetegn
I virveldyrceller blir tropomyosin alltid funnet som en del av de tynne filamentene i muskelmyofibriller, både i skjelettmuskulatur og i glatt muskel, der det utøver regulerende funksjoner.
Forskere har beskrevet tropomyosin som et asymmetrisk protein, ganske stabilt mot varme (termostabilt), hvis polymerisering ser ut til å avhenge av den ioniske konsentrasjonen av mediet der det finnes.
Det tilhører en stor og sammensatt familie av fibrøse og spiralformede proteiner som er vidt distribuert blant eukaryoter. Hos virveldyr er tropomyosiner klassifisert i to store grupper:
- De med høy molekylvekt (mellom 284-281 aminosyrer).
- De med lav molekylvekt (mellom 245-251 aminosyrer).
Når alle isoformer blir undersøkt separat, har et antall aminosyrerester som er et multiplum på 40. Det er hypoteser om at hver av disse "klyngene" av aminosyrer samvirker med en G-aktinmonomer når begge proteiner er sammensatt. i de tynne filamentene.
Pattedyr inneholder minst 20 forskjellige isoformer av tropomyosin, kodet av fire gener som kommer til uttrykk gjennom alternative promotorer og hvis produkter (mRNA) blir behandlet ved alternativ spleising ("spleising").
Noen av disse isoformene har forskjellig uttrykk. Mange er vevs- og scenespesifikke, slik noen finnes i spesifikke muskelvev, og det kan være tilfelle at de bare kommer til uttrykk på et spesifikt tidspunkt i utviklingen.
Struktur
Tropomyosin er et dimert protein, sammensatt av to oppviklede alfa-polypeptidhelikser, med mer eller mindre 284 aminosyrerester hver, med en molekylvekt nær 70 kDa og en lengde på mer enn 400 nm.
Siden det kan være flere isoformer, kan strukturen deres være sammensatt av to identiske eller to forskjellige molekyler, og dermed danne henholdsvis et homodimerisk eller heterodimert protein. Disse avviker i "styrken" som de binder til aktinfilamenter.
Tropomyosinmolekyler, også filamentøse i form, er lokalisert i "spor" -regionene som eksisterer mellom G-aktin-polymerkjedene som utgjør F-aktinstrengene med fine filamenter. Noen forfattere beskriver assosiasjonen deres som en "komplementaritet av form" mellom begge proteiner.
Sekvensen til dette proteinet er tenkt som en "streng" med gjentagende heptapeptider (7 aminosyrer), hvis individuelle egenskaper og egenskaper fremmer den stabile pakningen av de to helixene som utgjør dens struktur, og mellom hvilke bindingsstedene dannes. for aktin.
Forbindelsen mellom tropomyosin og actinfibre skjer hovedsakelig gjennom elektrostatisk interaksjon.
Den N-terminale enden av tropomyosiner er sterkt konservert blant de forskjellige muskelisoformene. Så mye at at åtte av de første ni restene er identiske fra menneske til Drosophila (fruktflue), og 18 av de første 20 N-terminale restene er bevart i alle virveldyr.
Egenskaper
Som tidligere omtalt utgjør tropomyosin og troponin den regulerende duoen for muskelsammentrekning av skjelett- og hjertefibre i virveldyr og noen virvelløse dyr.
Troponin er et proteinkompleks som består av tre underenheter, en som reagerer på kalsium og binder seg til det, en annen som binder seg til tropomyosin, og en annen som binder seg til actin F-filamenter.
Hvert tropomyosinmolekyl er assosiert med et troponinkompleks som regulerer bevegelsene til førstnevnte.
Når muskelen er avslappet, er tropomyosin i en spesiell topologi som blokkerer myosinbindende steder på aktin, og forhindrer sammentrekning.
Når muskelfibrene er tilstrekkelig stimulert, øker den intracellulære kalsiumkonsentrasjonen, noe som forårsaker en konformasjonsendring i troponin assosiert med tropomyosin.
Konformasjonsendringen i troponin induserer også en konformasjonsendring i tropomyosin, noe som resulterer i "frigjøring" av act-myosin-bindingsstedene og tillater sammentrekning av myofibriller.
I ikke-muskelceller der det er funnet, oppfyller tropomyosin tilsynelatende strukturelle funksjoner eller i reguleringen av cellemorfologi og mobilitet.
Tropomyosin som et allergen
Tropomyosin har blitt identifisert som et av de mest tallrike allergeniske muskelproteinene i tilfeller av allergiske reaksjoner forårsaket av mat av animalsk opprinnelse.
Den er til stede i muskel- og ikke-muskelceller, både i virveldyr og virvelløse dyr. Ulike studier avslører at allergiske reaksjoner forårsaket av krepsdyr som reker, krabber og hummer er et resultat av "påvisning" av deres epitoper ved hjelp av immunglobuliner i serumet av overfølsomme allergiske pasienter.
Dette proteinet antas å oppføre seg som et kryssreaktivt allergen, siden pasienter som er allergiske mot reker, for eksempel også er allergiske mot andre krepsdyr og bløtdyr som har et protein med lignende egenskaper.
referanser
- Ayuso, GRR, & Lehrer, SB (1999). Tropomyosin: En virvelløs pan-Allergen. International Journal of Allergy and Immunology, 119, 247–258.
- Dominguez, R. (2011). Tropomyosin: Gatekeepers syn på Actin-filamentet avslørt. Biophysical Journal, 100 (4), 797–798.
- Farah, C., & Reinach, F. (1995). Troponinkomplekset og regulering av muskelkontraksjon. FASEB, 9, 755–767.
- Phillips, GN, Fillers, JP, & Cohen, C. (1986). Tropomyosin krystallstruktur og muskelregulering. Journal of Molecular Biology, 192, 111–131.
- Ross, M., & Pawlina, W. (2006). Histologi. En tekst og atlas med korrelert celle- og molekylærbiologi (5. utg.). Lippincott Williams & Wilkins.