tropomiyozin

Protein tropomiyozin esas olarak çizgili kaslarda oluşur ve kas kasılmasına katılır. Genetik mutasyonlar, üretilen tropomiyosin moleküllerinin yapısını etkileyebilir ve bu nedenle, çeşitli kardiyomiyopati formlarının yanı sıra artrogripozis multipleks konjenita ve nemalin miyopatisi de dahil olmak üzere bir dizi hastalığa neden olabilir.

Tropomiyosin nedir?

Tropomyosin, insan vücudunda öncelikle iskelet kaslarında bulunan bir proteindir. Biyokimyacı Kenneth Bailey proteini ilk kez 1946'da tanımladı. Tek bir kas, birçok kas lifi demetinden oluşur ve bunlar da kas liflerinden oluşur.

Her bir lif, tek ve açıkça tanımlanmış bir kas hücresinden değil, birçok hücre çekirdeğine sahip bir dokudan oluşur. Bu birimler içinde miyofibriller daha ince lifleri temsil eder; bunların enine bölümleri sarkomerler olarak adlandırılır. Bir sarkomer, dişli veya fermuar gibi dönüşümlü olarak birbirine itilen iki tür ipten oluşur. Bu ipliklerin bazıları miyozindir, diğerleri ise bir aktin ve tropomiyosin kompleksidir. Bu karmaşık aktin molekülleri, etrafına iki tropomiyozin ipinin sarıldığı kalın bir zincir oluşturur.

Anatomi ve yapı

Tropomyosin iki kısımdan oluşur: α ve β. İki yapı bloğu, 284'ü α-tropomiyosin ve 284'ü β-tropomiyosin olmak üzere toplam 568 amino aside sahiptir. Bu amino asitler bir sıra halinde dizilir ve çubuk şeklinde bir makromolekül oluşturmak için nihayet birleşmeden önce uzun zincirler oluşturur.

Amino asitlerin dizisi ve proteinin yapısı genetik olarak belirlenir; insanlarda bundan şu genler sorumludur: 15. kromozomda TPM1, 9. kromozomda TPM2, ilk kromozomda TPM3 ve 19. kromozomda TMP4. Tropomiyosin ipi (her iki alt birimle birlikte), çizgili iskelet kaslarındaki daha kalın aktin liflerinin etrafında dolanır. Başka bir protein olan Troponin de ona bağlanır.

İşlev ve görevler

İskelet kasının kasılması için tropomiyosin gereklidir. Bir sinir impulsu kasa ulaştığında, elektriksel uyarı başlangıçta sarkolemma ve T-tübüllere yayılır ve sonunda sarkoplazmik retikulumda kalsiyum iyonlarının salınmasına yol açar.

İyonlar, tropomiyosin şeridinde bulunan troponine geçici olarak bağlanır. Sonuç olarak, kalsiyum iyonları molekülün fiziksel özelliklerini değiştirir. Troponin yüzeyde hafifçe kayar ve böylece miyozinin de bağlanabileceği yerlerden uzaklaşır. Miyozin, aktin / tropomiyosin kompleksinin tamamlayıcı liflerini oluşturur. Miyozin filamentinin sonunda iki sözde kafa vardır. Miyozin başları, aktin filamentinin artık troponin tarafından işgal edilmeyen alanlarına bağlanabilir.

Fibere kenetlendikten sonra, miyozin başları katlanır ve sarkomerin kısalmasına neden olan aktin / tropomiyosin filamentleri arasına girer. Aynı zamanda, bu süreç sadece bir sarkomerde değil, pek çoğunda gerçekleşir. Çok sayıda kasılan sarkomer bu nedenle kas lifi ve dolayısıyla kasın bir bütün olarak kasılmasına neden olur. Bir sinir sinyali genellikle birkaç yüz kas lifini uyarır. Adenozin trifosfatın (ATP) plastikleştirici etkisi, miyozin başının kendisini aktinden ayırmasını sağlar.

Düz kasların kasılması biraz farklıdır. Düz kaslar, insanlardaki organları çevreler veya kan damarlarının duvarlarında bulunur. Çizgili kaslardan daha fazla kasılabilir. İskelet kasları çizgili bir yapıya sahipken, düz kaslar tek tek hücrelerden oluşan düz bir yüzey oluşturur. Aktin ve tropomiyosine ek olarak, düz kaslarda, etkileşimi kaslardaki gerilimi etkileyen diğer iki protein olan kaldesmon ve kalmodulin bulunur. Tropomyosin, öncelikle kalmodulin üzerinde etkilidir.

Ek olarak, tropomiyosin diğer biyolojik süreçlerde de rol oynar. Örneğin, hücre iskeletindeki aktin bağlanmasını ve hücre bölünmesini etkilediği görülmektedir.

Hastalıklar

Tropomiyosin ile ilişkili olabilecek bir hastalık hipertrofik kardiyomiyopatidir. Bu, sarkomerlerin (kas liflerinin bölümleri) kalınlaştığı ve ayrıca bir bütün olarak kas liflerinin kalınlığını da etkileyen bir kalp hastalığıdır.

Sonuç olarak göğüste basınç hissi, baş dönmesi, nefes darlığı, senkop ve anjina atakları gibi semptomlar gelişebilir. Bu durumda kalp kasının fonksiyonel problemlerine geri dönerler. Hipertrofik kardiyomiyopatinin en yaygın nedeni (% 40-60) genlerde yatmaktadır: değişiklikler (mutasyonlar) genetik kodda hatalara ve buna bağlı olarak proteinlerin yanlış sentezine yol açar. Bu aynı zamanda kas liflerini oluşturan çeşitli proteinleri de etkileyebilir.

Kısıtlayıcı kardiyomiyopatide kalp kası sertleşir. Nedeni aşırı bağ dokusudur. Kısıtlayıcı kardiyomiyopati, tipik olarak solunum bozuklukları, ödem, kuru öksürük, yorgunluk, bitkinlik, baş dönmesi, senkop, çarpıntı ve çeşitli hazımsızlık ile karakterize edilen kalp yetmezliğine yol açar. Etkilenenlerin kafalarının karışması, hafıza problemleri veya bilişsel performansın bozulması olasılığı daha düşüktür. Dilate kardiyomiyopati, tropomiyosin genlerindeki bir hataya da bağlı olabilir.

Bu kalp hastalığı ortaya çıktığında, genellikle küresel kalp yetmezliği ve / veya ilerleyen sol kalp yetmezliği ile ilişkilidir. Ek olarak solunum bozuklukları, embolizmler ve kardiyak aritmiler ortaya çıkabilir. Tropomiyosin ile ilişkili olabilen ve kısmen mutasyonlara dayanan diğer iki hastalık, kasların birçok şekilde bozulabildiği nemalin miyopatisi ve eklemlerin sertleştiği artrogripoz multipleks konjenitadır. Bununla birlikte, tüm bu hastalıkların başka nedenleri de olabilir; tropomiyosin genlerindeki mutasyonlar yalnızca bir olasılıktır.