Тропомиозин структура

Вторичная структура белков. Это первый этап пространственной организации полипептидных цепочек, контролируемый водородными связями пептидных групп, как внутримолекулярными, так и межмолекулярными. Основными видами вторичной структуры являются а-спираль, характерная как для всей молекулы белка (кератин волос, миозин и тропомиозин мышц), так и только для отдельных участков белкового полимера (инсулин). Она стабилизирована внутримолекулярными водородными связями >С=0- Н-Ы<. [c.97]

Если полностью удалить регуляторные белки из актиновых фибрилл, то сокращение будет продолжаться до тех пор, пока не истощится запас АТР. В присутствии же регуляторных белков и в отсутствие кальция блокируется как сокращение, так и гидролиз АТР. Рабочая гипотеза, объясняющая функционирование этой системы [93, 94], постулирует, что вытянутые палочки тропомиозина входят в бороздки между актином и миозиновыми головками [92]. На рис. 4-24 схематически представлена структура комплекса актомиозин-тропомиозин (вид сверху). Головка (S1) молекулы миозина присоединена к одной из субъединиц актина. В покоящейся мышце тропомиозин присоединен к актину около того места, с которым связан S 1-участок миозина. В результате палочка тропомиозина блокирует присоединение Sl-поперечных мостиков миозина к актину и предотвращает стимулируемый актином гидролиз АТР. Молекула тропомиозина, длина которой составляет 41 нм, контактирует одновременно с семью субъединицами актина [95]. Таким образом, комплекс тропомиозин — тропонин синхронно контролирует работу семи субъединиц актина. [c.325]

Тропонин (ММ 76 ООО Да) состоит из трех субъединиц с глобулярной структурой. Расположен на концах каждой молекулы тропомиозина. Субъединица Т обеспечивает связывание с тропомиозином, субъединица С образует связь с субъединица I расположена [c.459]

Рис. 18.24. Модель, иллюстрирующая изменение структуры актиновых нитей. А. Выключенное состояние при низком уровне Са тропомиозин блокирует участки связывания миозина с актином. Б. Включенное состояние при высоком уровне Са тропомиозин смещается, обнажая участки связывания с миозином (указаны стрелками). А — актин — тропомиозин. Тропонин не показан, он расположен ближе к субъединицам актина.

Тропонин (содержание в миофибриллах 5 %) — белок, состоящий из трех субъединиц глобулярной структуры. Тропонин за счет нековалентных межмолекулярных взаимодействий связан с тропомиозином и актином. Межмолекулярный комплекс тропонин—тропомиозин —актин выполняет важную функцию в процессе мышечного сокращения — обеспечивает сцепление миозиновых и актиновых нитей. [c.479]

Предположим, что тропомиозин является сплющенным эллипсоидом, гидратация которого составляет 0,3 г HjO (г белка) . Вычислите длину короткой оси, используя данные табл. 10.3. Объясните результат, исходя из общих представлений о структуре белка. [c.221]

В механизме мышечного сокращения важное значение имеют еще два белка-тропомиозин и тропонин. Молекула первого (мол. м. 67 тыс.) полностью построена из а-спиралей и состоит из идентичных по первичной структуре фрагментов, содержащих по 42 аминокислотных остатка. В бессолевой среде тропомиозин полимеризуется, образуя вязкую структуру, обладающую двойным лучепреломлением. При взаимод. с F-актином молек) ла тропомиозина укладывается в бороздки, образованные двойной спиралью актина. Молекула тропонина представляет собой комплекс, состоящий из трех белков,-тропонина Т (мол. м. 37 тыс.), тропонина I (мол. м. 25 тыс.) и тропонина С (мол. м. 20 тыс.). Тропонин I-ингибитор актомиозиновой Mg-АТФазы, тропонин С способен к связыванию ионов Са , тропонин I связывается с актином, тропонин Т с тропо-миозином. [c.93]

В своей наиболее упорядоченной форме суперспирализованная а-спираль встречается в фибриллярных белках. Хорошим примером сверхвторичной структуры является суперспирализованная а-спираль, постулированная Криком [210]. В этой структуре две а-спирали скручены друг относительно друга, образуя левую суперспираль с периодом идентичности около 140 А (рис. 5.11, а). Суперспирализованные а-спирали обнаружены в фибриллярных белках а-кератине [211, 212], тропомиозине [213], парамиозине [214] и легкой цепи меромиозина [215]. Короткие участки такой сверхвторичной структуры наблюдались в глобулярных белках, содержащих а-спирали, упакованные приблизительно параллельно или антипараллельно. Наиболее известными примерами упаковки спиралей, приближающейся к линейной, являются гемеритрин [216, [c.97]

Суперспирализация а-спирали энергетически выгодна, поскольку упаковка боковых цепей способствует образованию дополнительных благоприятных вандерваальсовых контактов между а-спиралями. Если взаимодействующие боковые цепи гидрофобны, то уменьшение свободной энергии такой структуры будет особенно эффективным, поскольку, располагаясь вдоль оси суперспирали, в этом случае боковые цепи экранированы от контактов с молекулами растворителя. Действительно в тропомиозине [222] и а-кера-тине 212], аминокислотные последовательности которых известны, положения and внутри суперспирали заняты гидрофобными остатками (рис. 5.11, в). Полярные остатки обычно располагаются на внешней поверхности, в положениях Ь, с к f. В тропомиозине положения eng часто заняты заряженными остатками, которые образуют солевые мостики с находящимися напротив остатками g и е соответственно. [c.99]

Цепочка событий, приводящих к смещению тропомиозина, начинается на клеточной мембране. Когда нервные импульсы активируют клетку мышцы, имеющую объем 1 мкл, ионы Са + выделяются иэ саркоплазматического ретикулума [770] в цитоплазму, где концентрация свободных ионов Са + становится на два порядка выше 1 мкм (рис. 11.7). Это приводит к насыщению тропонина С — кальций-чувствительного компонента тонкой нити [771] к молекулам тропонина С присоединяются 90% из общего количества 10 ионов. Связывание Са + вызывает конформационные изменения всего тропо-нинового комплекса [772]. При измененной структуре тропонина тропомиозин уже не может больше удерживаться в выключенном состоянии. Тропомиозиновая спираль соскальзывает в сторону к новому положению ближе к центру желоба. Таким образом, одна молекула тропомиозина освобождает семь мономеров актина, способных к взаимодействию с миозином [767, 769, 785]. [c.288]

Молекулярные структуры гладких мышц весьма сходны с соответствующими структурами поперечнополосатых мышц, но расположенпе саркомеров в них не дает характерной для поперечнополосатых мышц картины псчерченностп. Подобно скелетным мышцам, гладкие мышцы содержат молекулы а-актпнпна и тропомиозина, но не имеют тропониновой системы. Тем не менее сокращение гладких мышц, как и сокращение поперечнополосатых, регулируется попами Са . [c.657]

Структура актиновых нитей. Актиновые нити состоят из трех белков актина, тропомиозина и тропонина. [c.478]

Рис 11-48. Некоторые примеры конкурентных и кооперативных взаимодействий между актин-связывающими белками. Тропомиозин п филамин прочно связываются сатиновыми филаментами, но при )том конкурируют друг с другом. Так как тропомиозин связывается с актиновыми нитями кооперативно, на обширных участках их сети будет преобладать либо тропомиозин, либо филамин. Другие актин-связывающие белки, такие как и актинин или миозин, будут конкурентно вытесняться из специфических участков например, а-актинин in vitro связывается но всей длине очищенных актиновых филаментов, но с такими же филаментами в клетке он связывается относительно слабо - там он находится в основном вблизи нлюс-концов из-за конкуренции с другими белками. Напротив, кооперативные взаимодействия могут усиливать связывание так, тропомиозин, но-видимому, снособствует связыванию миозина. Как полагают, множество подобных взаимодействий между актин-связывающими белками, представленными на рис. 11-47 (и некоторыми другими), обусловливает необычайное многообразие актиновых структур во всех [c.291]

В поперечнополосатых мышцах присутствуют еще четыре белка, минорных в плане их вклада в массу мышечной ткани, но выполняющих важную функцию. Тропомиозин представляет собой вытянутую в виде тяжа молекулу, состоящую из двух цепей, а и р, и примыкающую к Р-актину в щели между двумя полимерами (рис. 56.3). Этот белок имеется во всех мышцах и подобных им структурах. Характерной особенностью именно поперечнополосатых мышц является наличие в них тропониновой системы, включающей три разных белка. Тропонин Т (ТпТ) так же, как и два других тропониновых компонента, связывается с тропомиозином (рис. 56.3). Тропонин [c.334]

Молекулярные структуры гладких мышц весьма сходны с соответствующими структурами поперечнополосатых мышц, но расположение саркомеров в них не дает характерную для поперечнополосатых мышц картину исчерченности. Подобно скелетным мышцам, гладкие мышцы содержат молекулы а-актинина и тропомиозина, но не обладают тропониновой системой кроме того, легкие цепи миозиновых молекул гладких мышц отличаются от аналогичных цепей поперечнополосатых мышц. Тем не менее сокращение гладких мышц, как и сокращение поперечнополосатых, регулируется Са +. [c.338]

Структура миозиновых нитей. Содержание миозина, актина, тропомиозина и тропонина в миофибриллах составляет примерно 55, 25, 15 и 5% соответственно. Отличительная черта миозина скелетных мышц заключается в его способности спонтанно образовывать в условиях in vitro гигантские полимерные комплексы, намного превосходящие агрегаты миозина немышечных тканей. Из скелетных мышц миозин извлекается концентрированными солевыми растворами, в которых он хорошо растворим. Обработанная таким образом мышца теряет только толстые филаменты, которые распадаются на составляющие их молекулы миозина, имеющего молек. массу 520 кДа. При обработке концентрированным раствором мочевины или другим детергентом молекула миозина распадается на шесть полипептидных цепей две идентичные тяжелые цепи с молекулярной массой 220 и две пары легких цепей с молекулярной массой 22 и 15 кДа [459 61]. Как впервые с помощью электронной микроскопии установил в 1963 г, X. Хаксли, миозин состоит из двух глобулярных "головок", каждая из которых прикреплена к тяжелой цепи, содержащей длинный участок а-спирали [462]. В нативной молекуле миозина а-спирали двух тяжелых цепей закручены одна вокруг другой в суперспираль, образующую палочковидный хвост, из которого выступают две головки. Каждая головка образована глобулярной частью тяжелой цепи ( 95 кДа) и включает по одной молекуле легкой цепи двух видов (рис. 1.33). [c.124]

В течение последующих более чем двух десятилетий, вплоть до 1990-х годов, предложенное объяснение механизма мышечного сокращения, несмотря на продолжающееся все это время изучение цитоскелета, не претерпело значительного изменения и не смогло обрести доказательной силы. В чем же причины быстрого развития этой области в 1950-1960-е годы, отсутствие заметного прогресса в 1970-1980-е и всплеск достижений в первой половине 1990-х годов Приведенное выше краткое описание основных этапов развития исследований скелетных мышц как будто бы неоспоримо свидетельствует о наличии прямой связи темпа и глубины познания с достижениями в изучении морфологии, точнее, с временем прохождения исследований от внешней формы и строения биосистемы и далее через все уровни ее структурной организации, от вышестоящей, более сложной, к ближайшей нижестоящей, менее сложной. В 1950-1960-е годы имел место прогресс в изучении морфологии - разработаны модель скользящих нитей, молекулярная модель актомиозинового комплекса и схема молекулярного механизма относительного перемещения толстых и тонких филаментов. В 1970-1980-е годы отсутствовал прогресс в изучении морфологии, не было качественного развития представления о работе скелетных мышц. В начале 1990-х годов удалось закристаллизовать О-актин и глобулярную головку миозина и с помощью рентгеноструктурного анализа идентифицировать их атомные трехмерные структуры. Приблизительно в это же время была расшифрована дифракционная картина малоуглового рентгеновского рассеяния актомиозинового комплекса, а также получены его крио-электронные микрофотографии высокого разрешения. Последствиями морфологических достижений явились создание атомно-молекулярной модели мышечного сокращения, определение местоположения и геометрии АТР-связывающего активного центра и области миозина, периодически контактирующей с актином и обусловливающей относительное перемещение нитей, уточнение мест локализации на тонком филаменте тропомиозина и тропонинового комплекса и их роли в реализации и регуляции АТР-зависимого механизма мышечного сокращения. Сказанное выше о связи между знанием строения мышечной системы и пониманием механизма ее действия, т.е. между морфологией различных уровней структурной организации и физиологией мышцы, иллюстрирует схема, приведенная на рис. 1.37. Жирные стрелки указывают направление строго последовательного ступенчатого процесса познания структуры, а противоположно ориентированные тонкие стрелки - процесса познания функтщи биосистемы. [c.133]

Впервые супервторичные структуры были постулированы в 1952 г. Криком [215] и в 1953 г. Полингом и Кори [216] при интерпретации тонких различий в рентгенограммах а-кератина и а-спиралей синтетических гомополипептидов. Ф. Крик описал структуру а-кератина с двумя и тремя нитями в жгуте, объяснив выгодность скручивания единичных спиралей образованием дополнительных взаимодействий между боковыми цепями. Л. Полинг и П. Кори предложили для а-кератина модель жгута из семи а-спиральных нитей. Позднее были предположены супервторичные структуры и они действительно были обнаружены на линейных участках тропомиозина, легкой цепи меромиозина, коллагена и т.д., т.е. фактически у всех фибриллярных белков. Наличие сложных образований из а-спиралей, -складчатых листов, других регулярных форм и их различных комбинаций является, таким образом, характерной чертой пространственной организации фибриллярных белков, точнее, регулярных компонентов этих белков. [c.303]

Следовательно, нервный импульс, дойдя до цели, до конца нервного волокна, должен вызвать образование специфического. химического регулятора сокращения мышцы (что и происходит на самом деле). Сейчас мы знаем, что роль такого медиатора играют ионы кальция. Освобождение ионов из связанного состояния (в структурах саркоплазматического ретикулума) и соединение его с белками комплекса актомиозин — тропомиозин — тропонин — условие начала сокращения миофибриллы, начала движения нитей актина и миозина навстречу друг другу. Связывание кальция служит причиной прекращения ферментативного расщепления АТФ, прекращения энергетического обеспечения сокращения миофибрилл, т. е. условием расслабления, сопровождающегося при нагрузке растяжения миофибриллы, например, при действии эластических сил коллагеновых волокон или груза, или же под действием реципрокных (тянущих в противоположную сторону), мышц. Однако количество ионов кальция, непосредственно поступающих в протоплазму в результате прихода нервного импульса, очень невелико, и поэтому на нервных окончаниях действует механизм химического усиления, т. е. увеличения количества кальция, происходящего пооредством медиаторов. Под влиянием нервного импульса выделяется химический медиатор — ацетилхолин (обеспечивающий регуляцию быстрых мыщц) или адреналин (регулирующий относительно длительный тонус специализированных мышц в стенках кровеносных сосудов). Эти медиаторы запускают процессы, приводящие к появлению больших количеств кальция в иннервируемом органе. [c.208]

Актиновая нить состоит из двух закрученных один вокруг другого мономеров актина толщиной по 5 нм (рис. 7.2). Эта структура похожа на две нитки бус, скрученные по 14 бусин в витке. В цепях актина регулярно примерно через 40 нм встроены молекулы тропонина, а сама цепь охватывает нить тропомиозина. При сокращении мышцы тонкие нити вдвигаются между толстыми. Происходит относительное скольжение нитей без изменения их длины. Этот процесс обусловлен взаимодействием особых выступов миозина - поперечных мостиков с активными центрами, расположенными на актине. Мостики отходят от толстой нити периодично на расстоянии 14,5 нм друг от друга. [c.145]

Мономер актина представляет собой глобулярный белок (Мг=42 000), который полимеризуется в виде двойной спирали, образуя 1-нить. Эта нить содержит еще два белка — тропомиозин и тропонин (рис. 4.2, В). Тропонин состоит из трех субъединиц ТЫ-Т, ТЫ-1 и ТЫ-С. Тропомиозин и ТЫ-1 — это компоненты, которые в покоящейся мышце препятствуют взаимодействию актина и миозина и, следовательно, активации миози-новой АТРазы. В покоящейся мышце в результате активного транспорта практически все ионы кальция удерживаются в окружающей миофибриллы мембранной структуре, называемой саркоплазматическим ре-тикуломом. После стимуляции нерва, подходящего к [c.64]

Детальное строение волокон натяжения в эпителии ис следовалось методом иммунофлуоресценции. Эти исследования показали, что у клеток эпителия, так же как у фибробластов, и межклеточные контакты, и участки прикрепления клеток к субстрату, и точки схождения волокон натяжения содержат а-актинин. Тропомиозин и а-актинин располагаются с некоторой периодичностью вдоль волокон натяжения, причем в эпителиальных клетках более тесно, чем в фибробластах [88]. Прерывистость расположения вдоль волокон натяжения характерна и для миозина [89]. Распределение миозина в клетке, как и распределение актина, зависит от ее функционального состояния. Во время распластывания в выпячиваниях поверхности клетки и складках клеточного края виден один актин, а у основания этих структур — актин вместе с миозином. Чем сильнее распластаны и менее подвижны эпителиальные клетки, тем меньше актина и миозина обнаруживается вне волокон натяжения [90]. [c.56]

Белки, прикрепляющиеся вдоль нятя актина. Это довольно разнообразная группа белков. Бероятно, наиболее распространенным представителем этой группы является тропомиозин. Это димер, состоящий из одинаковых или очень похожих друг на друга мономеров с мол. массой 30 000—40 ООО. Первичная структура тропомиозина имеет много общего с первичной структурой хвостовой части миозина. Действительно, оба мономера тропомиозина формируют почти идеальную а-спираль. В первичной структуре тропомиозина можно выявить гептад-ные повторы аминокислотных остатков (см. анализ структуры миозина). Мономеры тропомиозина закручиваются относительно друг друга и формируют стабильную суперспираль (со1-1е(1-соЛ). К- и С-концевые части молекулы тропомиозина не спирализованы и способны вступать в липкие контакты с соседними димерами тропомиозина по типу голова к хвосту , образуя длинные линейные тяжи тропомиозина. Благодаря своеобразной периодичности в первичной структуре на поверхности суперспирали тропомиозина формируется 7 а- и 7 Ь-участ-ков связывания с акгином. Молекулы тропомиозина уложены в две канавки спирали актина на всем ее протяжении (рис. 116). В зависимости от положения в этой канавке молекула тропомиозина контактирует с семью мономерами актина посредством своих а- или Ь-контактов. Перемещение тропомиозина в канавке актина играет важную роль в регуляции взаимодействия миозина с акгином. [c.206]

Какие изменения структуры лежат в основе ре1улят(Ч)ного действия тропонин-тропомиозинового комплекса Согласно современным представлениям, в отсутствие ионов Са тропо-нин-тропомиозиновый комплекс располагается на поверхности нити фибриллярного актина (рис. 127). Такая локализация тропомиозина не препятствует взаимодействию миозина с актином, однако присоединиться к актину, находящемуся в та- [c.222]

Тонкие нити прикреплены к Z-пластинкам, которые тоже представляют собой белковые структуры. Содержание миозина, актина, тропомиозина и тропонина в миофибриллах равно примерно 55, 25, 15 и 5 % соответственно. [c.521]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология