O tropomiosina é uma das três proteínas que fazem parte dos filamentos finos das miofibrilas das células musculares do músculo esquelético de vertebrados e das células musculares de alguns invertebrados.
Está principalmente associada a filamentos de actina nas miofibrilas musculares, mas há relatos que indicam que, embora em menor grau, também pode estar associada a filamentos de actina no citoesqueleto de células não musculares..
Foi isolada e cristalizada pela primeira vez entre 1946 e 1948, usando protocolos semelhantes aos usados anos antes para obter actina e miosina, as duas proteínas mais abundantes nos miofilamentos..
Nas células do músculo esquelético, a tropomiosina constitui, juntamente com a troponina, uma dupla de proteínas regulatórias que atua como um “sensor” de cálcio, uma vez que sua associação inibitória com as fibras de actina é revertida após a ligação com os íons de cálcio que entram na célula em resposta aos estímulos nervosos que direcionam contração.
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Nas células de vertebrados, a tropomiosina é invariavelmente encontrada como parte dos filamentos finos das miofibrilas musculares, tanto no músculo esquelético quanto no músculo liso, onde exerce funções regulatórias..
Cientistas descreveram a tropomiosina como uma proteína assimétrica, bastante estável ao calor (termoestável), cuja polimerização parece depender da concentração iônica do meio em que se encontra..
Pertence a uma grande e complexa família de proteínas fibrosas e helicoidais amplamente distribuídas entre os eucariotos. Em vertebrados, as tropomiosinas são classificadas em dois grandes grupos:
- Aqueles de alto peso molecular (entre 284-281 aminoácidos).
- Aqueles de baixo peso molecular (entre 245-251 aminoácidos).
Todas as isoformas, quando examinadas separadamente, têm um número de resíduos de aminoácidos que é um múltiplo de 40. Existem hipóteses de que cada um desses "grupos" de aminoácidos interage com um monômero de G-actina quando ambas as proteínas estão formando um complexo. os fios finos.
Os mamíferos contêm pelo menos 20 isoformas diferentes de tropomiosina, codificadas por quatro genes que são expressos por meio de promotores alternativos e cujos produtos (mRNA) são processados por splicing alternativo (Splicing).
Algumas dessas isoformas têm expressão diferencial. Muitos são específicos de tecidos e estágios, pois alguns são encontrados em tecidos musculares específicos e pode ser o caso de serem expressos apenas em um ponto específico do desenvolvimento.
A tropomiosina é uma proteína dimérica, composta por duas hélices de polipeptídeo alfa em espiral, de mais ou menos 284 resíduos de aminoácidos cada, com peso molecular próximo a 70 kDa e comprimento de mais de 400 nm.
Como podem existir múltiplas isoformas, sua estrutura pode ser composta por duas moléculas idênticas ou diferentes, formando uma proteína homodimérica ou heterodimérica, respectivamente. Eles diferem na "força" com que se ligam aos filamentos de actina..
As moléculas de tropomiosina, também de forma filamentosa, estão localizadas nas regiões de "sulco" que existem entre as cadeias do polímero G-actina que compõem as fitas F-actina dos filamentos finos. Alguns autores descrevem sua associação como uma "complementaridade de forma" entre as duas proteínas..
A sequência dessa proteína é concebida como uma "cadeia" de heptapeptídeos repetidos (7 aminoácidos), cujas características e propriedades individuais promovem o empacotamento estável das duas hélices que compõem sua estrutura e entre as quais se formam os sítios de ligação. actina.
A união entre a tropomiosina e as fibras de actina ocorre principalmente por meio de interações eletrostáticas.
A extremidade N-terminal das tropomiosinas é altamente conservada entre as diferentes isoformas musculares. Tanto é assim, que oito dos primeiros nove resíduos são idênticos do homem para Drosófila (a mosca da fruta), e 18 dos primeiros 20 resíduos N-terminais são conservados em todos os vertebrados.
A tropomiosina e a troponina, como discutido acima, constituem a dupla reguladora da contração muscular das fibras esqueléticas e cardíacas em vertebrados e alguns invertebrados..
A troponina é um complexo proteico formado por três subunidades, uma que responde e se liga ao cálcio, outra que se liga à tropomiosina e outra que se liga aos filamentos de F-actina.
Cada molécula de tropomiosina está associada a um complexo de troponina que regula os movimentos do primeiro.
Quando o músculo está relaxado, a tropomiosina está em uma topologia especial que bloqueia os locais de ligação da miosina na actina, evitando a contração..
Quando as fibras musculares recebem o estímulo apropriado, a concentração de cálcio intracelular aumenta, causando uma mudança conformacional na troponina associada à tropomiosina.
A mudança conformacional na troponina também induz uma mudança conformacional na tropomiosina, que resulta na "liberação" dos locais de ligação da act-miosina e permite que ocorra a contração das miofibrilas..
Nas células não musculares onde se encontra, a tropomiosina aparentemente cumpre funções estruturais ou na regulação da morfologia e mobilidade celular..
A tropomiosina tem sido identificada como uma das proteínas musculares alergênicas mais abundantes nos casos de reações alérgicas causadas por alimentos de origem animal..
Está presente em células musculares e não musculares, vertebrados e invertebrados. Vários estudos revelam que as reações alérgicas causadas por crustáceos como camarão, caranguejo e lagosta são produto da "detecção" de seus epítopos por meio de imunoglobulinas no soro de pacientes alérgicos hipersensíveis..
Pensa-se que essa proteína se comporte como um alérgeno de reação cruzada, uma vez que pacientes alérgicos a camarão, por exemplo, também são alérgicos a outros crustáceos e moluscos que possuem uma proteína com características semelhantes.
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