Tropomyosin este una dintre cele trei proteine care fac parte din filamente subțiri din myofibrils celulelor musculare ale musculaturii scheletice striat de vertebrate si nevertebrate unele celule musculare.
Este asociat mai ales cu filamente de actină din miofibrilele musculare, dar există rapoarte care indică faptul că, deși într-o măsură mai mică, poate fi asociat și cu filamente de actină din citoscheletul celular non-muscular.
Modelul atomic al Tropomicinei (sursa: Spid ~ commonswiki asumată (bazată pe revendicări de copyright). Via Wikimedia Commons)
Acesta a fost izolat și cristalizat pentru prima dată între 1946 și 1948, folosind protocoale similare cu cele folosite cu ani înainte pentru a obține actină și miozină, cele mai abundente două proteine din miofilamente.
În celulele musculare scheletice, tropomiozina constituie, împreună cu troponina, un duo proteic regulator care acționează ca un „senzor” de calciu, deoarece asocierea sa inhibitoare cu fibrele de actină este inversată după legarea cu ioni de calciu care Acestea intră în celulă ca răspuns la stimulii nervoși care contracția directă.
caracteristici
În celulele vertebrate, tropomiozina se găsește invariabil ca parte a filamentelor subțiri din miofibrilele musculare, atât în mușchiul scheletului, cât și în mușchiul neted, unde exercită funcții de reglare.
Oamenii de știință au descris tropomiozina ca o proteină asimetrică, destul de stabilă împotriva căldurii (termostabilă), a cărei polimerizare pare să depindă de concentrația ionică a mediului unde se găsește.
Aparține unei familii mari și complexe de proteine fibroase și elicoidale, care sunt distribuite pe scară largă între eucariote. La vertebrate, tropomiozinele sunt clasificate în două grupe mari:
- Cele cu greutate moleculară mare (între 284-281 aminoacizi).
- Cele cu greutate moleculară mică (între 245-251 aminoacizi).
Toate izoformele, atunci când sunt examinate separat, au un număr de resturi de aminoacizi care este un multiplu de 40. Există ipoteze că fiecare dintre aceste „grupuri” de aminoacizi interacționează cu un monomer G-actină atunci când ambele proteine formează un complex. în filamentele subțiri.
Mamiferele conțin cel puțin 20 de izoforme diferite de tropomiozină, codificate de patru gene care sunt exprimate prin intermediul unor promotori alternative și ale căror produse (ARNm) sunt prelucrate prin splicing alternativ ("splicing").
Unele dintre aceste izoforme au expresie diferențială. Multe sunt țesuturi și stadii specifice, întrucât unele se găsesc în țesuturile musculare specifice și poate fi cazul ca acestea să fie exprimate doar la un moment specific în dezvoltare.
Structura
Tropomiozina este o proteină dimerică, compusă din două elice polipeptidice alfa, cu mai mult sau mai puțin de 284 resturi de aminoacizi fiecare, cu o greutate moleculară apropiată de 70 kDa și o lungime mai mare de 400 nm.
Deoarece pot exista multiple izoforme, structura lor poate fi compusă din două molecule identice sau două diferite, formând astfel o proteină homodimerică sau heterodimerică. Acestea diferă prin „puterea” cu care se leagă de filamentele de actină.
Moleculele de tropomiozină, de asemenea, în formă filamentoasă, sunt localizate în regiunile „canelurilor” care există între lanțurile polimerice ale G-actinei care alcătuiesc șuvițele F-actinei din filamente fine. Unii autori descriu asocierea lor ca o „complementaritate a formei” între ambele proteine.
Secvența acestei proteine este concepută ca o „șir” de heptapeptide repetate (7 aminoacizi), ale căror caracteristici și proprietăți individuale promovează ambalarea stabilă a celor două elice care alcătuiesc structura sa și între care se formează siturile de legare. pentru actină.
Unirea dintre tropomiozina și fibrele de actină are loc în principal prin interacțiuni electrostatice.
Capătul N-terminal al tropomiozinei este foarte bine conservat printre diferitele izoforme musculare. Atât de mult, încât opt dintre primele nouă reziduuri sunt identice de la om la Drosophila (musca fructului), iar 18 din primele 20 de reziduuri N-terminale sunt conservate la toate vertebrele.
Caracteristici
Tropomiozina și troponina, așa cum s-a discutat anterior, constituie duo-ul regulator al contracției musculare a fibrelor scheletice și cardiace la vertebrate și unele invertebrate.
Troponina este un complex proteic format din trei subunități, una care răspunde de calciu și se leagă de ea, alta care se leagă de tropomiozină și alta care se leagă de filamentele de actină F.
Fiecare moleculă de tropomiozină este asociată cu un complex de troponină care reglează mișcările primei.
Când mușchiul este relaxat, tropomiozina se află într-o topologie specială care blochează site-urile care leagă miozina de actină, prevenind contracția.
Când fibrele musculare sunt stimulate corespunzător, concentrația intracelulară de calciu crește, determinând o schimbare conformațională a troponinei asociate cu tropomiozina.
Schimbarea conformațională a troponinei induce, de asemenea, o modificare conformațională a tropomiozinei, ceea ce duce la „eliberarea” siturilor de legare act-miozină și permite contracția miofibrilelor.
În celulele non-musculare unde se găsește, tropomiozina îndeplinește aparent funcții structurale sau în reglarea morfologiei și mobilității celulare.
Tropomiozina ca alergen
Tropomiozina a fost identificată ca una dintre cele mai abundente proteine musculare alergene în cazurile de reacții alergice cauzate de alimentele de origine animală.
Este prezent în celulele musculare și non-musculare, atât la vertebrate, cât și la nevertebrate. Diverse studii dezvăluie că reacțiile alergice cauzate de crustacee precum creveți, crabi și homari sunt rezultatul „detectării” epitopilor lor cu ajutorul imunoglobulinelor în serul pacienților alergici hipersensibili.
Se consideră că această proteină se comportă ca un alergen reactiv încrucișat, deoarece pacienții alergici la creveți, de exemplu, sunt alergici și la alte crustacee și moluște care au o proteină cu caracteristici similare.
Referințe
- Ayuso, GRR, & Lehrer, SB (1999). Tropomiozina: un Pan-alergen nevertebrat. Revista internațională de alergie și imunologie, 119, 247–258.
- Dominguez, R. (2011). Tropomiozina: Poza garderului asupra filamentului actinei dezvăluită. Jurnal biofizic, 100 (4), 797–798.
- Farah, C., & Reinach, F. (1995). Complexul de troponină și reglarea contracției musculare. FASEB, 9, 755–767.
- Phillips, GN, Fillers, JP, & Cohen, C. (1986). Structura cristalină a tropomiozinei și reglarea mușchilor. Journal of Molecular Biology, 192, 111–131.
- Ross, M., & Pawlina, W. (2006). Histologie. A Text and Atlas cu corelație celulară și biologie moleculară (ediția a 5-a). Lippincott Williams & Wilkins.