Tropomiyozin omurgalıların çizgili iskelet kasının kas hücrelerinde ve bazı omurgasızlar kas hücrelerinin myofibrils ince filamentler bir parçası olan üç proteinlerden biridir.
Esas olarak kas miyofibrillerindeki aktin lifleri ile ilişkilidir, ancak daha az ölçüde olsa da kas dışı hücre hücre iskeletindeki aktin lifleriyle de ilişkilendirilebileceğini gösteren raporlar vardır.
Tropomiyosinin atomik modeli (Kaynak: Spid ~ commonswiki varsayılmıştır (telif hakkı iddialarına göre). Wikimedia Commons aracılığıyla)
Miyofilamentlerde en bol bulunan iki protein olan aktin ve miyozini elde etmek için yıllar önce kullanılan protokollere benzer protokoller kullanılarak ilk kez 1946 ile 1948 arasında izole edilmiş ve kristalize edilmiştir.
İskelet kası hücrelerinde tropomiyosin, troponin ile birlikte, kalsiyum "sensörü" olarak görev yapan bir düzenleyici protein ikilisi oluşturur, çünkü aktin lifleri ile inhibe edici ilişkisi, kalsiyum iyonlarıyla bağlandıktan sonra tersine döner. Kasılmayı yönlendiren sinir uyaranlarına yanıt olarak hücreye girerler.
karakteristikleri
Omurgalı hücrelerinde, tropomiyosin, düzenleyici işlevleri yerine getirdiği hem çizgili hem de düz kasta kas miyofibrillerindeki ince liflerin bir parçası olarak her zaman bulunur.
Bilim adamları, tropomiyosini, polimerizasyonu bulunduğu ortamın iyonik konsantrasyonuna bağlı gibi görünen, ısıya karşı oldukça kararlı (termostabil) bir asimetrik protein olarak tanımladılar.
Ökaryotlar arasında geniş çapta dağılmış olan geniş ve karmaşık bir lifli ve sarmal protein ailesine aittir. Omurgalılarda, tropomiyosinler iki büyük gruba ayrılır:
- Yüksek moleküler ağırlıklı olanlar (284-281 amino asit arasında).
- Düşük moleküler ağırlıklı olanlar (245-251 amino asit arasında).
Ayrı ayrı incelendiğinde tüm izoformlar, 40'ın katı olan bir dizi amino asit kalıntısına sahiptir. Bu amino asit "kümelerinin" her birinin, her iki protein de kompleks hale geldiğinde bir G-aktin monomeri ile etkileşime girdiği hipotezleri vardır. ince filamentlerde.
Memeliler, alternatif hızlandırıcılar aracılığıyla ifade edilen ve ürünleri (mRNA) alternatif ekleme ("ekleme") ile işlenen dört gen tarafından kodlanan en az 20 farklı tropomiyosin izoformu içerir.
Bu izoformlardan bazıları farklı ifadeye sahiptir. Birçoğu dokuya ve aşamaya özgüdür, çünkü bazıları belirli kas dokularında bulunur ve gelişimde yalnızca belirli bir zamanda eksprese edildikleri bir durum olabilir.
yapı
Tropomyosin, moleküler ağırlığı 70 kDa'ya yakın ve uzunluğu 400 nm'den fazla olan, her biri aşağı yukarı 284 amino asit kalıntısı içeren iki sarmal alfa polipeptit sarmalından oluşan bir dimerik proteindir.
Birden fazla izoform olabileceğinden, yapıları iki özdeş veya iki farklı molekülden oluşabilir, böylece sırasıyla homodimerik veya heterodimerik bir protein oluşturur. Bunlar, aktin filamanlarına bağlandıkları "güç" açısından farklılık gösterir.
Aynı şekilde filamentli olan tropomiyosin molekülleri, ince filamentlerin F-aktin ipliklerini oluşturan G-aktin polimer zincirleri arasında bulunan "oluk" bölgelerinde bulunur. Bazı yazarlar, ilişkilerini her iki protein arasındaki "formun tamamlayıcılığı" olarak tanımlamaktadır.
Bu proteinin dizisi, tek tek karakteristikleri ve özellikleri, yapısını oluşturan iki sarmalın kararlı paketlenmesini destekleyen ve aralarında bağlanma yerlerinin oluştuğu, tekrar eden heptapeptitlerin (7 amino asit) bir "dizisi" olarak tasarlanır. aktin için.
Tropomiyosin ve aktin lifleri arasındaki birlik, esas olarak elektrostatik etkileşimler yoluyla gerçekleşir.
Tropomiyosinlerin N-terminal ucu, farklı kas izoformları arasında oldukça korunur. Öyle ki, ilk dokuz kalıntının sekizi insandan Drosophila'ya (meyve sineği) özdeştir ve ilk 20 N-terminal kalıntısının 18'i tüm omurgalılarda korunur.
Özellikleri
Tropomiyosin ve troponin, daha önce tartışıldığı gibi, omurgalılarda ve bazı omurgasızlarda iskelet ve kalp liflerinin kas kasılmasının düzenleyici ikilisini oluşturur.
Troponin, biri kalsiyuma yanıt veren ve ona bağlanan, diğeri tropomiyosine bağlanan ve diğeri aktin F filamanlarına bağlanan üç alt birimden oluşan bir protein kompleksidir.
Her tropomiyosin molekülü, birincisinin hareketlerini düzenleyen bir troponin kompleksi ile ilişkilidir.
Kas gevşediğinde, tropomiyosin, aktin üzerindeki miyozin bağlanma yerlerini bloke ederek kasılmayı önleyen özel bir topolojide bulunur.
Kas lifleri yeterince uyarıldığında, hücre içi kalsiyum konsantrasyonu artar ve tropomiyosin ile ilişkili troponinde konformasyonel bir değişikliğe neden olur.
Troponin'deki konformasyonel değişiklik aynı zamanda tropomiyosin'de konformasyonel bir değişikliğe neden olur, bu da act-miyosin bağlanma bölgelerinin "salınmasına" neden olur ve miyofibrillerin kasılmasına izin verir.
Bulunduğu kas dışı hücrelerde, tropomiyosin görünüşte yapısal fonksiyonları yerine getirir veya hücre morfolojisi ve hareketliliğinin düzenlenmesinde.
Alerjen olarak tropomyosin
Tropomyosin, hayvansal kaynaklı yiyeceklerin neden olduğu alerjik reaksiyon vakalarında en bol bulunan alerjenik kas proteinlerinden biri olarak tanımlanmıştır.
Hem omurgalılarda hem de omurgasızlarda kas ve kas dışı hücrelerde bulunur. Çeşitli çalışmalar, karides, yengeç ve ıstakoz gibi kabukluların neden olduğu alerjik reaksiyonların, hiperduyarlı alerjik hastaların serumundaki immünoglobülinler aracılığıyla epitoplarının "saptanmasının" bir sonucu olduğunu ortaya koymaktadır.
Örneğin karidese alerjisi olan hastalar, benzer özelliklere sahip bir proteine sahip diğer kabuklular ve yumuşakçalara da alerjisi olduğundan, bu proteinin çapraz reaktif bir alerjen gibi davrandığı düşünülmektedir.
Referanslar
- Ayuso, GRR ve Lehrer, SB (1999). Tropomyosin: Bir Omurgasız Pan-Alerjen. International Journal of Allergy and Immunology, 119, 247–258.
- Dominguez, R. (2011). Tropomyosin: Gatekeeper'ın Aktin Filamentine Bakış Açısı. Biophysical Journal, 100 (4), 797–798.
- Farah, C. ve Reinach, F. (1995). Troponin kompleksi ve kas kasılmasının düzenlenmesi. FASEB, 9, 755–767.
- Phillips, GN, Fillers, JP ve Cohen, C. (1986). Tropomyosin Kristal Yapısı ve Kas Düzenlemesi. Journal of Molecular Biology, 192, 111–131.
- Ross, M. ve Pawlina, W. (2006). Histoloji. İlişkili hücre ve moleküler biyoloji ile bir Metin ve Atlas (5. baskı). Lippincott Williams ve Wilkins.