Протеин Тропомиозин настаје превасходно у пругастим мишићима и учествује у контракцији мишића. Генетске мутације могу утицати на структуру произведених молекула тропомиозина и на тај начин изазвати бројне болести - укључујући различите облике кардиомиопатије, као и артрокрипозис мултиплекс конгенита и немалинску миопатију.
Шта је тропомиозин?
Тропомиозин је протеин који се налази у људском телу пре свега у скелетним мишићима. Биохемичар Кеннетх Баилеи први је описао протеин 1946. Један мишић се састоји од многих снопова мишићних влакана који се са друге стране састоје од мишићних влакана.
Свако влакно није састављено од једне, јасно дефинисане ћелије мишића, већ од ткива са много ћелијских језгара. Унутар ових јединица миофибрили представљају финија влакна; њихови попречни пресјеци називају се сарцомерес. Сарцомере чине двије врсте праменова који се наизменично гурају један у другог, попут зупчаника или патентног затварача. Неки од ових ланаца су миозин, други су комплекс актина и тропомиозина. У овом сложеном молекулу актина формирају се дебели ланац око којег су намотане две нити тропомиозина.
Анатомија и структура
Тропомиозин се састоји из два дела: α и β. Два градивна блока имају укупно 568 аминокиселина, од којих су 284 α-тропомиозин, а 284 п-тропомиозин. Ове аминокиселине се редају у низу и формирају дуге ланце пре него што се коначно споје у макромолекуле у облику штапа.
Секвенција аминокиселина и структура протеина су генетски одређени; код људи су за то одговорни следећи гени: ТПМ1 на 15. хромозому, ТПМ2 на 9. хромозому, ТПМ3 на првом хромозому и ТМП4 на 19. хромозому. Ланац тропомиозина (са обе подјединице) вијуга око дебљих актинолошких нити у пругастим скелетним мишићима. Тропонин, још један протеин, такође је везан за њега.
Функција и задаци
Тропомиозин је потребан да се скелетни мишићи стежу. Када нервни импулс дође до мишића, електрични подражај се у почетку шири кроз сарколемму и Т-тубуле и коначно доводи до ослобађања јона калцијума у саркоплазматском ретикулуу.
Јони се привремено везују за тропонин који се налази на ланцу тропомиозина. Као резултат, јони калцијума мењају физичка својства молекула. Тропонин се благо помера на површини и на тај начин се одмиче од места на која се такође може везати миозин. Миозин формира комплементарна влакна у комплексу актин / тропомиозин. На крају миозинског филамента налазе се две такозване главе. Главе миозина могу се везати за подручја актинова влакна која више не заузимају тропонини.
Након што се вежу на влакно, главе миозина се савијају и гурају између актинских / тропомиозинских нити, што скраћује саркомере. У исто време, овај процес се дешава не само у једном саркомеру, већ у многим. Бројни уговорени сарцомери узрокују контракцију мишићних влакана, а тиме и мишића у целини. Нервни сигнал често стимулише неколико стотина мишићних влакана. Ефекат пластификовања аденозин трифосфата (АТП) омогућава да се глава миозина одвоји од актина.
Контракција глатких мишића је нешто другачија. Глатки мишићи окружују органе код људи или се налазе у зидовима крвних судова. Може добити више од пругастих мишића. Док скелетни мишићи имају пругасте структуре, глатки мишићи формирају равну површину сачињену од појединачних ћелија. Поред актина и тропомиозина, глатки мишићи имају калдесмон и калмодулин, два друга протеина, чија интеракција утиче на напетост у мишићима. Тропомиозин делује првенствено на калмодулин.
Уз то, тропомиозин такође игра улогу у другим биолошким процесима. На пример, изгледа да утиче на везивање актина у цитоскелету и да има утицаја на деобу ћелија.
Болести
Једна болест која може бити повезана са тропомиозином је хипертрофична кардиомиопатија. Ово је срчана болест код које се саркомери (делови мишићних влакана) задебљају, што утиче и на дебљину мишићних влакана у целини.
Као резултат тога, могу се развити симптоми као што су осећај притиска у грудима, вртоглавица, краткоћа даха, синкопа и напади ангине. У овом случају враћају се функционалним проблемима срчаног мишића. Најчешћи узрок (40–60%) хипертрофичне кардиомиопатије лежи у генима: промене (мутације) доводе до грешака у генетском коду и, сходно томе, до погрешне синтезе протеина. Ово такође може утицати на различите протеине који чине мишићна влакна.
Код рестриктивне кардиомиопатије срчани мишић постаје отврднут. Узрок је вишак везивног ткива. Рестриктивна кардиомиопатија доводи до затајења срца, што је обично карактеристично за поремећаје дисања, едеме, сув кашаљ, умор, исцрпљеност, вртоглавицу, синкопу, палпитације и разне пробавне сметње. Они који су погођени имају мању вероватноћу да буду збуњени, пате од проблема са памћењем или ослабљене когнитивне перформансе. Дилатирана кардиомиопатија такође може бити последица грешке у генима тропомиозина.
Када се ова срчана болест манифестује, често је повезана са глобалним затајењем срца и / или прогресивним затајењем срца. Поред тога, могу се појавити поремећаји дисања, емболије и срчане аритмије. Две друге болести које могу бити повезане са тропомиозином и делимично се заснивају на мутацијама су немалинска миопатија код које се мишићи могу ослабити на више начина и артрогрипосис мултиплек цонгенита у којој се зглобови укрућују. Међутим, све ове болести могу имати и друге узроке, мутације у генима тропомиозина само су једна од могућности.
