Tropomyosin

Protein Tropomyosin terjadi terutama di otot lurik dan berpartisipasi dalam kontraksi otot. Mutasi genetik dapat mempengaruhi struktur molekul tropomiosin yang diproduksi dan dengan demikian menyebabkan sejumlah penyakit - termasuk berbagai bentuk kardiomiopati, serta artrogryposis multiplex congenita dan nemalin myopathy.

Apa itu tropomiosin?

Tropomyosin adalah protein yang ditemukan di tubuh manusia terutama di otot rangka. Ahli biokimia Kenneth Bailey pertama kali mendeskripsikan protein pada tahun 1946. Satu otot terdiri dari banyak ikatan serat otot, yang pada gilirannya terdiri dari serat otot.

Setiap serat tidak terdiri dari satu sel otot yang jelas, tetapi dari jaringan dengan banyak inti sel. Di dalam unit-unit ini, miofibril mewakili serat yang lebih halus; bagian melintangnya disebut sarkomer. Sarkomer terdiri dari dua jenis untaian yang didorong secara bergantian satu sama lain, seperti roda gigi atau ritsleting. Beberapa dari untaian ini adalah miosin, yang lainnya adalah kompleks aktin dan tropomiosin. Dalam molekul aktin kompleks ini membentuk rantai tebal di mana dua untai tropomiosin dililit.

Anatomi & struktur

Tropomyosin terdiri dari dua bagian: α dan β. Kedua blok penyusun tersebut memiliki total 568 asam amino, yang mana 284 adalah α-tropomyosin dan 284 adalah β-tropomyosin. Asam amino ini berbaris dalam satu baris dan membentuk rantai panjang sebelum akhirnya bergabung bersama membentuk makromolekul berbentuk batang.

Urutan asam amino dan struktur protein ditentukan secara genetik; pada manusia, gen berikut bertanggung jawab untuk ini: TPM1 pada kromosom ke-15, TPM2 pada kromosom ke-9, TPM3 pada kromosom pertama dan TMP4 pada kromosom ke-19. Untai tropomiosin (dengan kedua subunit) berputar di sekitar filamen aktin yang lebih tebal di otot rangka lurik. Troponin, protein lain, juga melekat padanya.

Fungsi & tugas

Tropomyosin diperlukan agar otot rangka berkontraksi. Ketika impuls saraf mencapai otot, rangsangan listrik awalnya menyebar melalui sarcolemma dan tubulus T dan akhirnya mengarah pada pelepasan ion kalsium di retikulum sarkoplasma.

Ion-ion tersebut mengikat sementara troponin, yang terletak di untai tropomiosin. Akibatnya, ion kalsium mengubah sifat fisik molekul. Troponin bergeser sedikit di permukaan dan dengan demikian menjauh dari tempat-tempat di mana miosin juga dapat mengikat. Miosin membentuk serat pelengkap kompleks aktin / tropomiosin. Di ujung filamen miosin ada dua yang disebut kepala. Kepala miosin dapat mengikat ke area filamen aktin yang tidak lagi ditempati oleh troponin.

Setelah mereka merapat pada serat, kepala miosin melipat dan mendorong dirinya sendiri di antara filamen aktin / tropomiosin, yang memperpendek sarkomer. Pada saat yang sama, proses ini terjadi tidak hanya di satu sarkomer, tetapi di banyak sarkomer. Oleh karena itu, banyaknya sarkomer yang berkontraksi menyebabkan serat otot dan dengan demikian otot secara keseluruhan berkontraksi. Sinyal saraf sering kali merangsang beberapa ratus serat otot. Efek plastisisasi dari adenosin trifosfat (ATP) memungkinkan kepala miosin melepaskan diri dari aktin.

Kontraksi otot polos agak berbeda. Otot polos mengelilingi organ pada manusia atau ditemukan di dinding pembuluh darah. Itu bisa berkontraksi lebih dari otot lurik. Sementara otot rangka memiliki struktur lurik, otot polos membentuk permukaan datar yang terdiri dari sel-sel individu. Selain aktin dan tropomiosin, otot polos memiliki caldesmon dan kaldodulin, dua protein lain, yang interaksinya mempengaruhi ketegangan pada otot. Tropomiosin bekerja terutama pada kalmodulin.

Selain itu, tropomiosin juga berperan dalam proses biologis lainnya. Misalnya, tampaknya mempengaruhi pengikatan aktin dalam sitoskeleton dan berpengaruh pada pembelahan sel.

Penyakit

Salah satu penyakit yang mungkin terkait dengan tropomiosin adalah kardiomiopati hipertrofik. Ini adalah penyakit jantung dimana sarkomer (bagian dari serat otot) menebal, yang juga mempengaruhi ketebalan serat otot secara keseluruhan.

Akibatnya, gejala seperti sensasi tekanan di dada, pusing, sesak napas, sinkop, dan serangan angina bisa berkembang. Dalam kasus ini, mereka kembali ke masalah fungsional otot jantung. Penyebab paling umum (40-60%) kardiomiopati hipertrofik terletak pada gen: perubahan (mutasi) menyebabkan kesalahan dalam kode genetik dan, karenanya, pada sintesis protein yang salah. Ini juga dapat memengaruhi berbagai protein yang membentuk serat otot.

Pada kardiomiopati restriktif, otot jantung menjadi mengeras. Penyebabnya adalah jaringan ikat yang berlebih. Kardiomiopati restriktif menyebabkan gagal jantung, yang biasanya ditandai dengan gangguan pernapasan, edema, batuk kering, kelelahan, kelelahan, pusing, sinkop, palpitasi, dan berbagai gangguan pencernaan. Mereka yang terpengaruh cenderung tidak bingung, menderita masalah memori atau gangguan kinerja kognitif. Kardiomiopati dilatasi juga bisa disebabkan oleh kesalahan pada gen tropomiosin.

Ketika penyakit jantung ini bermanifestasi, sering dikaitkan dengan gagal jantung global dan / atau gagal jantung kiri progresif. Selain itu, gangguan pernapasan, emboli, dan aritmia jantung bisa muncul. Dua penyakit lain yang dapat dikaitkan dengan tropomiosin dan sebagian didasarkan pada mutasi adalah miopati nemalin, di mana otot dapat rusak dalam banyak hal, dan arthrogryposis multiplex congenita, di mana persendian menjadi kaku. Namun, semua penyakit ini juga bisa disebabkan oleh lain; mutasi pada gen tropomyosin hanya satu kemungkinan.