Was ist ein Tropomyosin?

Tropomyosin ist ein Protein, das an der Kontraktion der Skelettmuskulatur beteiligt ist. Es ist in der Tat die Verbindung, die dafür verantwortlich ist, dass sich die Muskeln in Ruhe nicht zusammenziehen. Dieses Protein wirkt als Blockade während des chemischen Prozesses, der eine Muskelkontraktion hervorruft, indem es sich um Ketten eines anderen Proteins wickelt, das sich in Muskelzellen befindet, die als Aktin bekannt sind. Ein drittes Protein namens Myosin muss in der Lage sein, sich an Stellen entlang dieses Aktinproteins zu binden, damit sich die Muskeln zusammenziehen können. Es ist diese Bindung der beiden Proteine, die Tropomyosin blockiert.

Um die Rolle von Tropomyosin bei der Verhinderung von Muskelkontraktionen zu verstehen, sollte man zuerst den Mechanismus verstehen, der als Gleitfaden-Theorie bekannt ist und Muskelkontraktionen hervorruft. In den Muskelzellen, die zu Bündeln angeordnete Muskelfasern bilden, sind Aktin und Myosin in abwechselnden Filamenten angeordnet. Myosin ist das Motor- oder Bewegungsprotein, das die Kraft hinter der Muskelkontraktion erzeugt, indem es entlang der Aktinfilamente in einer Struktur innerhalb der Muskelzelle hin und her gleitet, die als Einheit expandieren und kontrahieren kann. Während der Muskelkontraktion gleiten die Myosin-Proteine ​​am Actin vorbei und setzen Calciumionen frei, die bewirken, dass sich jedes Myosin-Protein an eine benachbarte Stelle auf dem Actin-Filament bindet. Wenn dies geschieht, zieht sich das Myosin an seinem benachbarten Aktin vorbei und bewirkt eine kollektive Verkürzung des Sarkomers, die zu einer Kontraktion der Muskelzelle führt.

Wenn sich der Muskel in einem Ruhezustand befindet und keine Muskelkontraktion erforderlich ist, wickelt sich Tropomyosin um die Aktinfilamente, blockiert die Bindungsstellen und verhindert dadurch, dass sich das Myosin an das Aktin bindet, so dass keine Muskelkontraktion auftreten kann. Ein einzelnes Tropomyosin-Molekül blockiert sieben Bindungsstellen auf dem Aktin-Molekül. Dies geschieht mithilfe eines Proteinkomplexes namens Troponin, bei dem es sich tatsächlich um drei Proteine ​​handelt, von denen jedes eine unterschiedliche Rolle bei der Blockierung oder Initiierung der Muskelkontraktion spielt. Eines, Troponin T, verbindet sich mit Tropomyosin, um die Stellen der Myosinanlagerung zu blockieren. Ein anderes, Troponin I, bindet an das Actin selbst, um diese beiden über die Bindungsstellen hinweg an Ort und Stelle zu halten.

Eine dritte Art von Troponin, Troponin C, unterstützt den erneuten Beginn des Kontraktionsprozesses durch Anlagerung an Calciumionen. Es ist die Freisetzung dieser Calciumionen aus Kanälen innerhalb der Muskelzelle, die die Kontraktion stimuliert. Wenn sie freigesetzt werden, binden sie an Troponin C, wodurch das Tropomyosin-Troponin T aus dem Weg geräumt wird, so dass das Myosin wieder Zugang zu den Bindungsstellen auf Actin hat und die Kontraktion des Sarkomers wieder beginnen kann.