The tropomyosin adalah satu daripada tiga protein yang merupakan sebahagian daripada filamen nipis di myofibrils sel-sel otot otot rangka yang Striated vertebrata dan invertebrata beberapa sel otot.
Ini terutama berkaitan dengan filamen aktin dalam myofibril otot, tetapi ada laporan yang menunjukkan bahawa, walaupun pada tahap yang lebih rendah, ia juga dapat dikaitkan dengan filamen aktin di sitoskeleton sel bukan otot.
Model atom Tropomyocin (Sumber: Spid ~ commonswiki dianggap (berdasarkan tuntutan hak cipta). Melalui Wikimedia Commons)
Ia diasingkan dan dikristal untuk pertama kalinya antara 1946 dan 1948, menggunakan protokol yang serupa dengan yang digunakan tahun-tahun sebelumnya untuk mendapatkan aktin dan myosin, dua protein yang paling banyak terdapat dalam myofilaments.
Dalam sel otot rangka, tropomyosin membentuk, bersama dengan troponin, duo protein pengawalseliaan yang bertindak sebagai "sensor" kalsium, kerana hubungan penghambatannya dengan serat aktin dibalikkan setelah mengikat dengan ion kalsium yang Mereka memasuki sel sebagai tindak balas terhadap rangsangan saraf yang mengarahkan kontraksi.
ciri-ciri
Pada sel vertebrata, tropomiosin selalu dijumpai sebagai sebahagian daripada filamen nipis pada myofibril otot, baik pada otot rangka dan otot licin, di mana ia menjalankan fungsi pengawalseliaan.
Para saintis menggambarkan tropomyosin sebagai protein asimetri, cukup stabil terhadap haba (termostable), yang polimerisasi sepertinya bergantung pada kepekatan ion medium di mana ia dijumpai.
Ia tergolong dalam keluarga protein berserat dan heliks yang besar dan kompleks yang diedarkan secara meluas di antara eukariota. Pada vertebrata, tropomiosin dikelaskan kepada dua kumpulan besar:
- Berat molekul tinggi (antara 284-281 asid amino).
- Berat molekul rendah (antara 245-251 asid amino).
Semua isoform, apabila diperiksa secara berasingan, mempunyai sejumlah residu asid amino yang merupakan kelipatan 40. Terdapat hipotesis bahawa setiap "kelompok" asid amino ini berinteraksi dengan monomer G-aktin apabila kedua-dua protein tersebut dikomplekskan. dalam filamen nipis.
Mamalia mengandungi sekurang-kurangnya 20 isoform tropomiosin yang berbeza, dikodekan oleh empat gen yang dinyatakan melalui penggalak alternatif dan produknya (mRNA) diproses dengan penyambungan alternatif ("splicing").
Sebilangan isoform ini mempunyai perbezaan ekspresi. Sebilangan besar tisu dan spesifik tahap, kerana ada yang dijumpai pada tisu otot tertentu dan mungkin ia dinyatakan hanya pada waktu tertentu dalam perkembangan.
Struktur
Tropomyosin adalah protein dimer, yang terdiri daripada dua heliks polipeptida alfa bergelung, lebih kurang 284 residu asid amino masing-masing, dengan berat molekul hampir 70 kDa dan panjang lebih daripada 400 nm.
Oleh kerana terdapat banyak isoform, strukturnya dapat terdiri dari dua molekul yang sama atau dua molekul yang berbeza, sehingga membentuk protein homodimerik atau heterodimerik. Ini berbeza dalam "kekuatan" yang dengannya mereka mengikat pada filamen aktin.
Molekul tropomyosin, juga berbentuk filamen, terletak di kawasan "alur" yang wujud di antara rantai polimer G-aktin yang membentuk helai F-aktin filamen halus. Sebilangan pengarang menggambarkan hubungan mereka sebagai "pelengkap bentuk" antara kedua-dua protein.
Urutan protein ini difahami sebagai "rentetan" heptapeptida berulang (7 asid amino), yang ciri dan sifatnya masing-masing mempromosikan kemasan stabil dua heliks yang membentuk strukturnya, dan di antara tempat-tempat pengikat terbentuk. untuk aktin.
Penyatuan antara gentian tropomiosin dan aktin berlaku terutamanya melalui interaksi elektrostatik.
Hujung tropomiosin N-terminal sangat terpelihara di antara isoform otot yang berbeza. Sejauh ini, bahawa lapan dari sembilan residu pertama sama dari manusia dengan Drosophila (lalat buah), dan 18 dari 20 sisa N-terminal pertama dipelihara di semua vertebrata.
ciri-ciri
Tropomyosin dan troponin, seperti yang telah dibincangkan sebelumnya, merupakan duo pengawalan pengecutan otot serat rangka dan jantung pada vertebrata dan beberapa invertebrata.
Troponin adalah kompleks protein yang terdiri daripada tiga subunit, satu yang bertindak balas terhadap kalsium dan mengikatnya, satu lagi yang mengikat tropomiosin, dan satu lagi yang mengikat pada filamen aktin F.
Setiap molekul tropomyosin dikaitkan dengan kompleks troponin yang mengatur pergerakan bekas.
Apabila otot dilonggarkan, tropomiosin berada dalam topologi khas yang menyekat tapak pengikat myosin pada aktin, mencegah kontraksi.
Apabila serat otot dirangsang dengan mencukupi, kepekatan kalsium intraselular meningkat, menyebabkan perubahan konformasi pada troponin yang berkaitan dengan tropomiosin.
Perubahan konformasi pada troponin juga menyebabkan perubahan konformasi pada tropomiosin, yang mengakibatkan "pelepasan" dari laman pengikat tindakan-myosin dan memungkinkan penguncupan myofibril berlaku.
Pada sel bukan otot di mana ia dijumpai, tropomiosin nampaknya memenuhi fungsi struktur atau dalam pengaturan morfologi dan mobiliti sel.
Tropomyosin sebagai alergen
Tropomyosin telah dikenal pasti sebagai salah satu protein otot alergenik yang paling banyak dalam kes reaksi alergi yang disebabkan oleh makanan yang berasal dari haiwan.
Ia terdapat pada sel otot dan bukan otot, baik di vertebrata dan invertebrata. Berbagai kajian menunjukkan bahawa reaksi alergi yang disebabkan oleh krustasea seperti udang, ketam dan udang karang adalah hasil dari "pengesanan" epitop mereka melalui imunoglobulin dalam serum pesakit alergi hipersensitif.
Protein ini dianggap bertindak sebagai alergen reaktif, kerana pesakit yang alergi terhadap udang, misalnya, juga alergi terhadap krustasea dan moluska lain yang mempunyai protein dengan ciri serupa.
Rujukan
- Ayuso, GRR, & Lehrer, SB (1999). Tropomyosin: Pan-Allergen Invertebrata. Jurnal Alergi dan Imunologi Antarabangsa, 119, 247–258.
- Dominguez, R. (2011). Tropomyosin: Pandangan Penjaga Pintu Filamen Actin Terungkap. Jurnal Biofizik, 100 (4), 797–798.
- Farah, C., & Reinach, F. (1995). Kompleks troponin dan peraturan pengecutan otot. FASEB, 9, 755-767.
- Phillips, GN, Fillers, JP, & Cohen, C. (1986). Struktur Kristal Tropomyosin dan Peraturan Otot. Jurnal Biologi Molekul, 192, 111–131.
- Ross, M., & Pawlina, W. (2006). Histologi. Teks dan Atlas dengan biologi sel dan molekul yang berkorelasi (edisi ke-5.). Lippincott Williams & Wilkins.