Den tropomyosin är en av tre proteiner som är en del av de tunna filamenten i myofibriller av muskelcellerna hos tvärstrimmiga skelettmuskeln hos ryggradsdjur och vissa ryggradslösa djur muskelceller.
Det är främst förknippat med aktinfilament i muskelmyofibriller, men det finns rapporter som indikerar att även om de i mindre utsträckning också kan associeras med aktinfilament i cytoskelettet som inte är muskelceller.
Atomisk modell av Tropomyocin (Källa: Spid ~ commonswiki antas (baserat på upphovsrättsanspråk). Via Wikimedia Commons)
Det isolerades och kristalliserades för första gången mellan 1946 och 1948, med protokoll liknande de som användes år tidigare för att erhålla aktin och myosin, de två vanligaste proteinerna i myofilamenten.
I skelettmuskelceller utgör tropomyosin, tillsammans med troponin, ett reglerande proteinduo som fungerar som en "kalciumsensor", eftersom dess hämmande associering med aktinfibrer vänds efter bindning med kalciumjoner som De kommer in i cellen som svar på nervstimuli som direkt samverkar.
egenskaper
I ryggradsceller återfinns tropomyosin alltid som en del av de tunna filamenten i myofibriller i musklerna, både i skelettmuskler och i glattmuskel, där det utövar reglerande funktioner.
Forskare har beskrivit tropomyosin som ett asymmetriskt protein, ganska stabilt mot värme (termostabilt), vars polymerisation verkar bero på den joniska koncentrationen av mediet där det finns.
Det tillhör en stor och komplex familj av fibrösa och spiralformade proteiner som är utspridda bland eukaryoter. I ryggradsdjur klassificeras tropomyosiner i två stora grupper:
- De med hög molekylvikt (mellan 284-281 aminosyror).
- De med låg molekylvikt (mellan 245-251 aminosyror).
När alla isoformer undersöks separat har ett antal aminosyrarester som är ett multipel av 40. Det finns hypoteser att var och en av dessa "kluster" av aminosyror interagerar med en G-aktinmonomer när båda proteinerna är komplexa. i de tunna filamenten.
Däggdjur innehåller minst 20 olika isoformer av tropomyosin, kodade av fyra gener som uttrycks genom alternativa promotorer och vars produkter (mRNA) behandlas med alternativ skarvning ("skarvning").
Vissa av dessa isoformer har differentiellt uttryck. Många är vävnads- och scenspecifika, som vissa finns i specifika muskelvävnader och det kan vara så att de uttrycks endast vid en viss tid under utveckling.
Strukturera
Tropomyosin är ett dimeriskt protein, sammansatt av två spiralformade alfa-polypeptidhjälmar, med mer eller mindre 284 aminosyrarester vardera, med en molekylvikt nära 70 kDa och en längd av mer än 400 nm.
Eftersom det kan finnas flera isoformer kan deras struktur vara sammansatt av två identiska eller två olika molekyler, och därmed bilda ett homodimeriskt respektive heterodimärt protein. Dessa skiljer sig i "styrka" med vilken de binder till aktinfilament.
Tropomyosinmolekyler, även filamentformiga, är belägna i "spår" -regionerna som finns mellan G-aktin-polymerkedjorna som utgör F-aktinsträngarna med fina filament. Vissa författare beskriver deras associering som en "formkomplementaritet" mellan båda proteinerna.
Sekvensen för detta protein är tänkt som en "sträng" av upprepande heptapeptider (7 aminosyror), vars individuella egenskaper och egenskaper främjar den stabila förpackningen av de två spiralerna som utgör dess struktur, och mellan vilka bindningsställena bildas. för aktin.
Sambandet mellan tropomyosin och aktinfibrer sker huvudsakligen genom elektrostatiska interaktioner.
Den N-terminala änden av tropomyosiner är mycket bevarad bland de olika muskelisoformerna. Så mycket att åtta av de första nio resterna är identiska från människan till Drosophila (fruktflugan) och 18 av de första 20 N-terminala resterna bevaras i alla ryggradsdjur.
Funktioner
Tropomyosin och troponin utgör, såsom diskuterats tidigare, den reglerande duon för muskelkontraktion av skelett- och hjärtfibrer i ryggradsdjur och vissa ryggradslösa djur.
Troponin är ett proteinkomplex som består av tre underenheter, en som svarar på kalcium och binder till det, en annan som binder till tropomyosin och en annan som binder till aktin F-filament.
Varje tropomyosinmolekyl är förknippad med ett troponinkomplex som reglerar den förstnämnda rörelsen.
När muskeln är avslappnad finns tropomyosin i en speciell topologi som blockerar myosinbindande platser på aktin, vilket förhindrar kontraktion.
När muskelfibrerna är tillräckligt stimulerade ökar den intracellulära kalciumkoncentrationen, vilket orsakar en konformationell förändring i troponin associerat med tropomyosin.
Den konformationella förändringen i troponin inducerar också en konformationell förändring i tropomyosin, vilket resulterar i "frisläppande" av act-myosin-bindningsställena och tillåter sammandragning av myofibriller att ske.
I celler som inte finns i muskler, där det finns, har tropomyosin uppenbarligen strukturella funktioner eller i regleringen av cellmorfologi och mobilitet.
Tropomyosin som ett allergen
Tropomyosin har identifierats som ett av de vanligaste allergiframkallande muskelproteinerna i fall av allergiska reaktioner orsakade av livsmedel av animaliskt ursprung.
Det finns i muskel- och icke-muskelceller, både i ryggradsdjur och ryggradslösa djur. Olika studier avslöjar att allergiska reaktioner orsakade av kräftdjur som räkor, krabbor och hummer är resultatet av "upptäckten" av deras epitoper med hjälp av immunoglobuliner i serumet av överkänsliga allergiska patienter.
Detta protein tros fungera som ett korsreaktivt allergen, eftersom patienter som är allergiska mot räkor, till exempel, också är allergiska mot andra kräftdjur och blötdjur som har ett protein med liknande egenskaper.
referenser
- Ayuso, GRR, & Lehrer, SB (1999). Tropomyosin: En ryggradslösa pan-Allergen. International Journal of Allergy and Immunology, 119, 247–258.
- Dominguez, R. (2011). Tropomyosin: Gatekeepers syn på Actin-filamentet avslöjat. Biophysical Journal, 100 (4), 797–798.
- Farah, C., & Reinach, F. (1995). Troponinkomplexet och reglering av muskelkontraktion. FASEB, 9, 755–767.
- Phillips, GN, Fillers, JP, & Cohen, C. (1986). Tropomyosin-kristallstruktur och muskelreglering. Journal of Molecular Biology, 192, 111–131.
- Ross, M., & Pawlina, W. (2006). Histologi. En text och atlas med korrelerad cell- och molekylärbiologi (femte upplagan). Lippincott Williams & Wilkins.