tropomyosin

โปรตีน tropomyosin ส่วนใหญ่เกิดขึ้นในกล้ามเนื้อลายและมีส่วนร่วมในการหดตัวของกล้ามเนื้อ การกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมอาจส่งผลกระทบต่อโครงสร้างของโมเลกุลของโทรโปไมโอซินที่ผลิตขึ้นและทำให้เกิดโรคหลายชนิดรวมถึงคาร์ดิโอไมโอแพทีในรูปแบบต่างๆเช่นเดียวกับโรคไขข้ออักเสบมัลติเพล็กซ์คอนเจนิตาและเนมาลิน

Tropomyosin คืออะไร?

Tropomyosin เป็นโปรตีนที่พบในร่างกายมนุษย์ส่วนใหญ่ในกล้ามเนื้อโครงร่าง นักชีวเคมีเคนเน็ ธ เบลีย์อธิบายโปรตีนเป็นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2489 กล้ามเนื้อเดียวประกอบด้วยเส้นใยกล้ามเนื้อหลายมัดซึ่งประกอบด้วยเส้นใยกล้ามเนื้อ

เส้นใยแต่ละเส้นไม่ได้ประกอบด้วยเซลล์กล้ามเนื้อเซลล์เดียวที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน แต่เป็นเนื้อเยื่อที่มีนิวเคลียสของเซลล์จำนวนมาก ภายในหน่วยเหล่านี้ myofibrils เป็นตัวแทนของเส้นใยที่ละเอียดกว่า ส่วนขวางเรียกว่า sarcomeres ผ้าถุงประกอบด้วยเส้นสองประเภทที่ดันสลับกันเช่นเฟืองหรือซิป บางส่วนของเส้นเหล่านี้เป็นไมโอซินส่วนอีกเส้นมีความซับซ้อนของแอกตินและโทรไมโอซิน ในโมเลกุลของแอกตินที่ซับซ้อนนี้ก่อตัวเป็นโซ่หนารอบ ๆ ซึ่งมีบาดแผลสองเส้นของโทรไมโอซิน

กายวิภาคศาสตร์และโครงสร้าง

Tropomyosin ประกอบด้วยสองส่วน: αและβ โครงสร้างทั้งสองมีกรดอะมิโนทั้งหมด 568 ชนิดโดย 284 คือα-tropomyosin และ 284 เป็นβ-tropomyosin กรดอะมิโนเหล่านี้เรียงตัวกันเป็นแถวและก่อตัวเป็นโซ่ยาวก่อนที่จะรวมตัวกันเป็นโมเลกุลขนาดแท่งรูปแท่ง

ลำดับของกรดอะมิโนและโครงสร้างของโปรตีนถูกกำหนดโดยพันธุกรรม ในมนุษย์ยีนต่อไปนี้มีหน้าที่ในสิ่งนี้: TPM1 บนโครโมโซมที่ 15, TPM2 บนโครโมโซมตัวที่ 9, TPM3 บนโครโมโซมแรกและ TMP4 บนโครโมโซมที่ 19 เส้นใยของโทรโปไมโอซิน (มีทั้งสองหน่วยย่อย) ลมรอบ ๆ เส้นใยแอกตินที่หนาขึ้นในกล้ามเนื้อโครงร่าง โทรโปนินซึ่งเป็นโปรตีนอีกชนิดหนึ่งติดอยู่ด้วย

ฟังก์ชันและงาน

ต้องใช้ Tropomyosin เพื่อให้กล้ามเนื้อโครงร่างหดตัว เมื่อกระแสประสาทมาถึงกล้ามเนื้อแรงกระตุ้นไฟฟ้าจะแพร่กระจายผ่าน sarcolemma และ T-tubules และในที่สุดก็นำไปสู่การปลดปล่อยแคลเซียมไอออนในเรติคูลัม sarcoplasmic

ไอออนจะจับกับโทรโปนินชั่วคราวซึ่งอยู่บนเส้นใยโทรโปมิโอซิน เป็นผลให้ไอออนของแคลเซียมเปลี่ยนคุณสมบัติทางกายภาพของโมเลกุล โทรโปนินเคลื่อนตัวเล็กน้อยบนพื้นผิวและเคลื่อนตัวออกจากจุดที่ไมโอซินสามารถจับตัวได้ ไมโอซินสร้างเส้นใยเสริมให้กับคอมเพล็กซ์แอกติน / โทรไมโอซิน ในตอนท้ายของเส้นใยไมโอซินมีสองหัวที่เรียกว่า หัวไมโอซินสามารถจับกับพื้นที่ของเส้นใยแอกตินที่ไม่ถูกครอบครองโดยโทรโปนินอีกต่อไป

หลังจากเชื่อมต่อกับเส้นใยแล้วหัวไมโอซินจะพับและดันตัวเองระหว่างเส้นใยแอคติน / โทรไมโอซินซึ่งจะทำให้ sarcomere สั้นลง ในขณะเดียวกันกระบวนการนี้ไม่ได้เกิดขึ้นแค่ใน sarcomere เดียว แต่เกิดขึ้นในหลาย ๆ การหดตัวจำนวนมากจึงทำให้เส้นใยกล้ามเนื้อและทำให้กล้ามเนื้อโดยรวมหดตัว สัญญาณประสาทมักกระตุ้นเส้นใยกล้ามเนื้อหลายร้อยเส้น ผลการทำให้เป็นพลาสติกของอะดีโนซีนไตรฟอสเฟต (ATP) ทำให้หัวไมโอซินแยกตัวออกจากแอกติน

การหดตัวของกล้ามเนื้อเรียบแตกต่างกันบ้าง กล้ามเนื้อเรียบล้อมรอบอวัยวะในมนุษย์หรือพบในผนังของหลอดเลือด สามารถหดตัวได้มากกว่ากล้ามเนื้อลาย ในขณะที่กล้ามเนื้อโครงร่างมีโครงสร้างที่เป็นริ้ว แต่กล้ามเนื้อเรียบจะสร้างพื้นผิวเรียบซึ่งประกอบด้วยเซลล์แต่ละเซลล์ นอกเหนือจากแอคตินและโทรโปมิโอซินแล้วกล้ามเนื้อเรียบยังมีแคลเดสมอนและคาลโดดูลินโปรตีนอีกสองชนิดซึ่งการทำงานร่วมกันมีผลต่อความตึงเครียดในกล้ามเนื้อ Tropomyosin ทำหน้าที่หลักในใจเย็น

นอกจากนี้โทรไมโอซินยังมีบทบาทในกระบวนการทางชีววิทยาอื่น ๆ ตัวอย่างเช่นดูเหมือนว่าจะมีอิทธิพลต่อการจับตัวกันของแอกตินในโครงร่างเซลล์และมีผลต่อการแบ่งเซลล์

โรค

โรคหนึ่งที่อาจเกี่ยวข้องกับ tropomyosin คือ hypertrophic cardiomyopathy นี่คือโรคหัวใจที่เนื้อเยื่อ (ส่วนของเส้นใยกล้ามเนื้อ) หนาขึ้นซึ่งส่งผลต่อความหนาของเส้นใยกล้ามเนื้อโดยรวมด้วย

เป็นผลให้อาจเกิดอาการต่างๆเช่นความรู้สึกกดทับที่หน้าอกเวียนศีรษะหายใจถี่เป็นลมหมดสติและอาจเกิดอาการแน่นหน้าอกได้ ในกรณีนี้พวกเขากลับไปที่ปัญหาการทำงานของกล้ามเนื้อหัวใจ สาเหตุที่พบบ่อยที่สุด (40–60%) ของ cardiomyopathy hypertrophic อยู่ในยีน: การเปลี่ยนแปลง (การกลายพันธุ์) นำไปสู่ข้อผิดพลาดในรหัสพันธุกรรมและทำให้การสังเคราะห์โปรตีนไม่ถูกต้อง นอกจากนี้ยังสามารถส่งผลต่อโปรตีนต่างๆที่ประกอบเป็นเส้นใยกล้ามเนื้อ

ในคาร์ดิโอไมโอแพทีที่ จำกัด กล้ามเนื้อหัวใจจะแข็งตัว สาเหตุคือเนื้อเยื่อเกี่ยวพันส่วนเกิน คาร์ดิโอไมโอแพทีที่ จำกัด จะนำไปสู่ภาวะหัวใจล้มเหลวซึ่งโดยทั่วไปจะมีลักษณะของความผิดปกติของการหายใจอาการบวมน้ำไอแห้งอ่อนเพลียอ่อนเพลียเวียนศีรษะเป็นลมหมดสติใจสั่นและอาหารไม่ย่อยต่างๆ ผู้ที่ได้รับผลกระทบมีโอกาสน้อยที่จะสับสนประสบปัญหาด้านความจำหรือสมรรถภาพทางปัญญาบกพร่อง คาร์ดิโอไมโอแพทีที่ขยายตัวอาจเกิดจากความผิดพลาดในยีนโทรโปไมโอซีน

เมื่อโรคหัวใจปรากฏขึ้นมักเกี่ยวข้องกับภาวะหัวใจล้มเหลวทั่วโลกและ / หรือภาวะหัวใจล้มเหลวแบบก้าวหน้า นอกจากนี้อาจเกิดความผิดปกติของการหายใจเส้นเลือดอุดตันและภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะ โรคอื่น ๆ อีกสองชนิดที่อาจเกี่ยวข้องกับ tropomyosin และส่วนหนึ่งขึ้นอยู่กับการกลายพันธุ์คือ nemalin myopathy ซึ่งกล้ามเนื้ออาจมีความบกพร่องในหลาย ๆ ด้านและ arthrogryposis multiplex congenita ซึ่งข้อต่อแข็งขึ้น อย่างไรก็ตามโรคเหล่านี้ทั้งหมดอาจมีสาเหตุอื่น ๆ ได้เช่นกันการกลายพันธุ์ในยีน tropomyosin เป็นไปได้เพียงอย่างเดียว