タンパク質 トロポミオシン 主に横紋筋で発生し、筋収縮に関与しています。遺伝的変異は、産生されたトロポミオシン分子の構造に影響を及ぼし、さまざまな形態の心筋症、多発性関節症、先天性ネマリンミオパチーなど、多くの疾患を引き起こす可能性があります。
トロポミオシンとは何ですか？
トロポミオシンは、主に骨格筋の人体に見られるタンパク質です。生化学者のケネスベイリーは、1946年にこのタンパク質について最初に説明しました。単一の筋肉は、多くの筋線維束で構成されています。
各繊維は、明確に定義された単一の筋細胞ではなく、多くの細胞核を含む組織で構成されています。これらのユニット内では、筋原線維はより細い繊維を表しています。それらの横断面はサルコメアと呼ばれます。サルコメアは、ギアやジッパーのように交互に押し込まれる2種類のストランドで構成されています。これらの鎖のいくつかはミオシンであり、他はアクチンとトロポミオシンの複合体です。この複雑なアクチン分子では、トロポミオシンの2本のストランドが巻き付けられた厚い鎖を形成します。
解剖学と構造
トロポミオシンは、αとβの2つの部分で構成されています。 2つのビルディングブロックには合計568個のアミノ酸があり、そのうち284個がα-トロポミオシン、284個がβ-トロポミオシンです。これらのアミノ酸は一列に並び、長い鎖を形成してから、最終的に結合して棒状の高分子を形成します。
アミノ酸の配列とタンパク質の構造は遺伝的に決定されています。人間では、次の遺伝子が原因です：15番目の染色体のTPM1、9番目の染色体のTPM2、最初の染色体のTPM3、19番目の染色体のTMP4。トロポミオシンのストランド（両方のサブユニットを含む）は、横紋筋の骨格筋のより厚いアクチンフィラメントの周りを巻きます。別のタンパク質であるトロポニンもそれに付着しています。
機能とタスク
トロポミオシンは骨格筋が収縮するために必要です。神経インパルスが筋肉に到達すると、電気刺激は最初に筋鞘とT細管を通って広がり、最後に筋小胞体内のカルシウムイオンの放出につながります。
イオンは、トロポミオシン鎖にあるトロポニンに一時的に結合します。その結果、カルシウムイオンは分子の物理的性質を変化させます。トロポニンは表面上でわずかに移動し、ミオシンが結合できる場所から離れます。ミオシンはアクチン/トロポミオシン複合体の補足的な繊維を形成します。ミオシンフィラメントの末端には、2つのいわゆるヘッドがあります。ミオシンの頭部は、トロポニンによってもはや占有されていないアクチンフィラメントの領域に結合することができます。
彼らが繊維にドッキングした後、ミオシンの頭は折りたたまれ、アクチン/トロポミオシンフィラメントの間に押し込まれ、サルコメアを短くします。同時に、このプロセスは1つのサルコメアだけでなく、多くの場所でも発生します。したがって、多数の収縮したサルコメアは、筋線維、ひいては筋肉全体を収縮させる。神経信号はしばしば数百の筋線維を刺激します。アデノシン三リン酸（ATP）の可塑化効果により、ミオシンヘッドがアクチンから分離することができます。
平滑筋の収縮は多少異なります。平滑筋は人間の臓器を取り巻く、または血管の壁にあります。それは横紋筋よりも多く収縮することができます。骨格筋は横紋構造を持っていますが、平滑筋は個々の細胞からなる平らな表面を形成しています。アクチンとトロポミオシンに加えて、平滑筋にはカルデスモンとカルモジュリンという2つのタンパク質があり、その相互作用が筋肉の緊張に影響を与えます。トロポミオシンは主にカルモジュリンに作用します。
さらに、トロポミオシンは他の生物学的プロセスにも関与しています。例えば、細胞骨格におけるアクチンの結合に影響を与え、細胞分裂に影響を与えるようです。
病気
トロポミオシンに関連する可能性のある疾患の1つは、肥大型心筋症です。これは、サルコメア（筋線維の一部）が肥厚し、全体として筋線維の厚みにも影響を与える心臓病です。
その結果、胸部圧迫感、めまい、息切れ、失神、狭心症発作などの症状が現れることがあります。この場合、彼らは心筋の機能的問題に戻ります。肥大型心筋症の最も一般的な原因（40〜60％）は遺伝子にあります。変化（変異）は、遺伝子コードのエラーを引き起こし、その結果、タンパク質の誤った合成を引き起こします。これは、筋線維を構成するさまざまなタンパク質にも影響を及ぼします。
拘束性心筋症では、心筋が硬化します。原因は結合組織の過剰です。制限性心筋症は心不全を引き起こします。心不全は、通常、呼吸障害、浮腫、乾性咳、疲労、疲労感、めまい、失神、動悸、およびさまざまな消化不良を特徴とします。影響を受ける人は混乱する可能性が低く、記憶の問題や認知能力の障害に苦しんでいます。拡張型心筋症は、トロポミオシン遺伝子のエラーが原因である場合もあります。
この心疾患が現れると、全体的な心不全および/または進行性の左心不全に関連することがよくあります。さらに、呼吸障害、塞栓症、不整脈が現れることがあります。 トロポミオシンに関連している可能性があり、一部は突然変異に基づく他の2つの疾患は、筋肉がさまざまな方法で損なわれるネマリンミオパシーと、関節が硬直する先天性多関節性関節症です。ただし、これらの疾患はすべて他の原因も考えられます。トロポミオシン遺伝子の変異は1つの可能性にすぎません。
