Tropomüosiini valku leidub peamiselt vöötlihases ja see osaleb lihaste kokkutõmbumises. Geneetilised mutatsioonid võivad mõjutada tropomüosiini struktuuri molekulid mis põhjustab mitmeid haigusi, sealhulgas mitmesuguseid haigusi kardiomüopaatia samuti artrogrüpoos multiplex congenita ja nemaliinne müopaatia.
Mis on tropomüosiin?
Tropomüosiin on inimkehas leiduv valk peamiselt skeletilihastes. Biokeemik Kenneth Bailey kirjeldas valku esimest korda 1946. aastal. Üksik lihas koosneb paljudest lihaskiud kimbud, mis omakorda koosnevad lihaskiududest. Iga kiud ei koosne ühest selgelt piiritletud lihasrakust, vaid koest, kus on palju rakutuuma. Nendes üksustes esindavad müofibrillid peenemaid kiude; nende ristlõikeid nimetatakse sarkomeerideks. Sarkomeer koosneb kahte tüüpi kiududest, mis on vaheldumisi lukustatud, nagu hammasratta või tõmblukuga. Mõned neist ahelatest on müosiin ja teised on aktiini ja tropomüosiini kompleks. Selles kompleksis aktiin molekulid moodustavad paksema ahela, mille ümber kerib kaks tropomüosiini kiudu.
Anatoomia ja struktuur
Tropomüosiin koosneb kahest osast: a ja β. Kahes ehitusplokis on kokku 568 aminohapped, millest 284 on α-tropomüosiin ja 284 β-tropomüosiin. Need aminohapped iga rida moodustab pikkade ahelate, ühendades lõpuks vardakujulise makromolekuli. Järjekord aminohapped ja valgu struktuur on geneetiliselt määratud; inimestel vastutavad selle eest järgmised geenid: TPM1 15. kromosoomis, TPM2 9. kromosoomis, TPM3 esimeses kromosoomis ja TMP4 19. kromosoomis. Tropomüosiini ahel (mõlema alaühikuga) keerleb vöötatud skeletilihases paksemate aktiinfilamentide ümber. Samuti on selle külge kinnitatud troponiin, teine valk.
Funktsioon ja rollid
Skeletilihaste kokkutõmbumiseks on vajalik tropomüosiin. Kui närviimpulss jõuab lihasesse, levib elektriline stiimul kõigepealt läbi sarkolemma ja T-torukeste, mis viib lõpuks kaltsium ioonid sarkoplasma võrgus. Ioonid seonduvad ajutiselt troponiin, mis asub tropomüosiini ahelal. Selle tulemusena on kaltsium ioonid muudavad molekuli füüsikalisi omadusi. The troponiin nihkub pinnal kergelt ja eemaldub seega saitidest, kuhu müosiin võib samuti seonduda. Müosiin moodustab aktiini / tropomüosiini kompleksi täiendavad kiud. Müosiini hõõgniidi lõpus on kaks nn pead. Müosiinipead võivad seonduda aktiinfilamendi kohtadega, mida troponiin enam praegu ei asu. Pärast kiududele dokkimist lükkavad müosiinipead ümber, surudes end aktiini / tropomüosiini niitide vahele, mis lühendab sarkoomi. Samal ajal toimub see protsess mitte ainult ühes sarkoomis, vaid paljudes. Seetõttu põhjustavad arvukad lepingulised sarkoomid lihaskiudja seega ka kogu lihas kokku tõmbuma. Selles protsessis ärritab üks närvisignaal sageli mitusada lihaskiudu. Pehmendav toime adenosiin trifosfaat (ATP) võimaldab müosiini juhataja uuesti aktiinist eralduda. Silelihaste kokkutõmbumine on mõnevõrra erinev. Inimestel ümbritseb silelihas elundeid või esineb selle seintes veri laevad. See võib tõmbuda tugevamalt kui vöötlihas. Kui skeletilihasel on triibuline struktuur, siis silelihasel on üksikutest rakkudest koosnev tasane pind. Lisaks aktiinile ja tropomüosiinile on silelihastel veel kaks valgud, kaldesmon ja kalmoduliin, mille koostoime mõjutab lihaspingeid. Tropomüosiin toimib peamiselt kalmoduliinil. Lisaks mängib tropomüosiin rolli ka teistes bioloogilistes protsessides. Näiteks näib, et see mõjutab aktiini seondumist tsütoskeletis ja mõjutab rakkude jagunemist.
Haigused
Üks haigus, mida võib seostada tropomüosiiniga, on hüpertroofiline kardiomüopaatia. See on süda haigus, mille korral sarkomeerid (lihaskiudude sektsioonid) on paksenenud, mis mõjutab ka lihaskiudude üldpaksust. Selle tagajärjel võivad tekkida sellised sümptomid nagu survetunne rind, pearinglus, õhupuudus, sünkoop ja angiin pectorise rünnakud võivad areneda. Sel juhul on need tingitud funktsionaalsetest probleemidest süda lihas. Hüpertroofia kõige levinum põhjus (40–60%) kardiomüopaatia on geenides: muutused (mutatsioonid) viima geneetilises koodis esinevate vigade ja vastavalt defektse sünteesi korral valgud. See võib mõjutada ka erinevaid valgud et moodustavad lihaskiud. Piiravas kardiomüopaatias on kõvastumine süda lihas. Põhjuseks on sidekoe. Piirav kardiomüopaatia viib südamepuudulikkus, mida tavaliselt iseloomustab hingamine probleemid, tursed, kuiv köha, väsimus, kurnatus, pearinglus, sünkoop, südamepekslemine ja erinevad seedehäired. Harvem on mõjutatud isikud segaduses, kannatavad mälu kognitiivse jõudluse probleemid või piirangud. Laienenud kardiomüopaatia võib tuleneda ka tropomüosiini geenide defektist. Kui see südamehaigus avaldub, kaasneb sellega sageli ülemaailmne haigus südamepuudulikkus ja / või progresseeruv vasakpoolne südamepuudulikkus. Lisaks hingamishäired, embooliad ja südame rütmihäired võivad ilmneda. Kaks muud häiret, mis võivad olla seotud tropomüosiiniga, millest mõned põhinevad mutatsioonidel, on nemaliini müopaatia, mille korral lihaseid võib mõjutada mitmel viisil, ja artrogrüpoos multiplex congenita, mille korral liigesed jäigastuma. Kuid kõik need häired võivad olla põhjustatud muudest põhjustest; mutatsioonid tropomüosiini geenides esindavad ainult ühte võimalust.
