TROPOMYOSIN
ТРОПОМИОЗИН

	Тропомиозины (TMs) конституитивная группа контрактильных белков, кодируемая мультигенным семейством. Умлекопитающих и птиц α-TM ген наиболее сложен и дает несколько мышечных и немышечных изоформ. ТМ участвует в стабилизации тонких филамент мышц и в регуляции активации саркомеров Са2+. Tm формирует димер с самим собой, связывает 7 мономеров актина и формируют головка-хвост полимер из 24 Tm белков вдоль всей в 1-µm длины тонкой филаменты. Один конец этого полимера закреплен в Z-линии путем связывания его с α-актинином или другими белками Z-линии. Ближайший к Z-линии 24-й Tm, по-видимому, фосфорилирован. У аксолотля мутация с (cardiac nonfunction) нарушает развитие сердца со стадии 34, кода в норме начинаются сердечные сокращения и приводит к гибели на стадии 42. Мутантные кардимиоциты содержат аморфные proteinaceous скопления и спорадические Z-точки и некоторые толстые миозиновые филаменты. Организации саркомерных миофибрил не происходит даже на ст.41. Кардиомиоциты содержат существенно пониженные количества тропомиозина, одного из основных миофибриллярных белков тонких филамент. Это и обусловливает нарушение образования саркомерных миофибрилл. Совместное культивирование мутантного сердца с нормальной передней энтодермой восстанавливает мутантное сердца и оно способно сокращаться. Факторы транскрипции TGF β-1, TGF β-4, активин А могут замещать переднюю энтодерму и индуцировать кардиогенез в прекардиальной мезодерме со стадии нейрулы. Однако они не восстанавливают мутантов с на стадии 34-35, как это делает передняя энтодерма. Оказалось, что мутантное сердце можно спасти и заставить работать после обработки специфической синтетической РНК длиной в 166 нуклеотидов. При этом возникают сокращения по всей длине сердца, увеличивается количество саркомерного тропомиозина. Так как этот биоактивный клон РНК не является гомологом мРНК тропомиозина, то он не способен заместить отсутствующую тропомиозиновую мРНК, кроме того, так как она очень короткая, то в ней отсутствуют необходимые для эффективной трансляции важные модификации. Биоактивная РНК могла бы действовать как лиганд к рецепторам миокардиальных мембран. Однако ее трансфекция с помощью липосом способна исправлять мутантное сердце, это говорит против гипотезы сигнальной трансдукции.Наконец эта РНК м.б. регуляторной, вступать в клетки и взаимодействовать со специфическими макромолекулами и регулировать некоторые гены. Она может усиливать синтез тропомиозина в мутантом сердце и тем самым способствовать сборке миофибрилл. РНК может стимулировать экспрессию тропомиозина взаимодействуя непосредственно с регуляторной областью гена тропомиозина или косвенно усиливая активность активатора гена тропомиозина или супрессируя активность или синтез ингибитора гена тропомиозина (Lemanski et al., 1997). Умлекопитающих и птиц ген тропомиозина α-TM ген наиболее сложен и дает несколько мышечных и немышечных изоформ. Охарактеризована 5'область Xenopus laevis α-TM гена и его экспрессия. 5' область этого гена структурно сходна с таковой птиц и млекопитающих и представлена двумя промоторами, фланкированными парой альтернативно спайсруемых экзонов , 2a/2b, где экзон 2a является экзоном, специфичным для гладких мышц. Внутренний промотор используется для продукции немышечного низкого молекулярного веса TM , тогда как мышечная изоформа ТМ продуцируется с дистального промотора. 2 промотора имеют самостоятельные программы временной активации. Внутрений промотор активируется рано в оогенезе и немышечные транскрипты обнаруживаются в течение всего оогенеза, эмбриогенеза и во взростых тканях. Дистальный промотор молчит во время оогенеза, а транскрипты скелетного мышечного α-TM накапливаются начиная со стадии 15 у эмбрионов и экспрессируются во взрослых тканях поперечно-полосатых мышц. In situ гибридизация показывает, что эти транскрипты экспрессируются как сомитах, так и в сердце эмбрионов. Эктопическая экспрессия миогенных факторов, но не MEF2 (myocyte-specific enhancer factor 2), factors SL1 и SL2, может индуцировать экспрессию гена α-TM указывая тем самым, что он является непосредственной мишенью для миогенных, но не MEF2 факторов(Gaillard et al., 1998). ТМ полипептиды в 284 аминокислоты формируют суперскурученные димеры, которые распологаются голова-хвост в большой бороздке тонких филамент саркомера. У позвоночных имеется 4 тропомиозиновых гена: каждый состоит из 10 экзонов и различных альтернативных экзонов,которые кодируют α-ТМ, бета-ТМ, немышечный ТМ и ТМ-4. В сердце мыши большая часть тропомиозина является продуктиом гена α-ТМ. Эмбрионы мыши с отсуствием α-ТМ погибают между 9,5 и 13,5 днем эмбрионального развития. Ранняя эмбриональная гибель гомозигот согласуется с ранней экспрессией изоформ α-ТМ для поперечнополосатых мышц (Е7,5) и гладких мышц (Е4,5). Гетерозиготы имеют примерно 50% от нормального уровня мРНК кардиального α-тропомиозина, но уровень белка у них не отличается от контрольного. У гетерозигот не выявляется морфологических нарушений развития серд- ца. Предполагается, что гаплонедостаточность по гену α-тропомиозина не меняет фунционального состояния сердца или его структуру(Gaillard et al., 1998). При семейной гипертрофической кардиомиопатии (FHC)выявлена мутация гена α-ТМ.

Тропомиозины (TMs) конституитивная группа контрактильных белков, кодируемая мультигенным семейством. Умлекопитающих и птиц α-TM ген наиболее сложен и дает несколько мышечных и немышечных изоформ. ТМ участвует в стабилизации тонких филамент мышц и в регуляции активации саркомеров Са2+. Tm формирует димер с самим собой, связывает 7 мономеров актина и формируют головка-хвост полимер из 24 Tm белков вдоль всей в 1-µm длины тонкой филаменты. Один конец этого полимера закреплен в Z-линии путем связывания его с α-актинином или другими белками Z-линии. Ближайший к Z-линии 24-й Tm, по-видимому, фосфорилирован.

У аксолотля мутация с (cardiac nonfunction) нарушает развитие сердца со стадии 34, кода в норме начинаются сердечные сокращения и приводит к гибели на стадии 42. Мутантные кардимиоциты содержат аморфные proteinaceous скопления и спорадические Z-точки и некоторые толстые миозиновые филаменты. Организации саркомерных миофибрил не происходит даже на ст.41. Кардиомиоциты содержат существенно пониженные количества тропомиозина, одного из основных миофибриллярных белков тонких филамент. Это и обусловливает нарушение образования саркомерных миофибрилл. Совместное культивирование мутантного сердца с нормальной передней энтодермой восстанавливает мутантное сердца и оно способно сокращаться. Факторы транскрипции TGF β-1, TGF β-4, активин А могут замещать переднюю энтодерму и индуцировать кардиогенез в прекардиальной мезодерме со стадии нейрулы. Однако они не восстанавливают мутантов с на стадии 34-35, как это делает передняя энтодерма. Оказалось, что мутантное сердце можно спасти и заставить работать после обработки специфической синтетической РНК длиной в 166 нуклеотидов. При этом возникают сокращения по всей длине сердца, увеличивается количество саркомерного тропомиозина. Так как этот биоактивный клон РНК не является гомологом мРНК тропомиозина, то он не способен заместить отсутствующую тропомиозиновую мРНК, кроме того, так как она очень короткая, то в ней отсутствуют необходимые для эффективной трансляции важные модификации.
Биоактивная РНК могла бы действовать как лиганд к рецепторам миокардиальных мембран. Однако ее трансфекция с помощью липосом способна исправлять мутантное сердце, это говорит против гипотезы сигнальной трансдукции.Наконец эта РНК м.б. регуляторной, вступать в клетки и взаимодействовать со специфическими макромолекулами и регулировать некоторые гены. Она может усиливать синтез тропомиозина в мутантом сердце и тем самым способствовать сборке миофибрилл. РНК может стимулировать экспрессию тропомиозина взаимодействуя непосредственно с регуляторной областью гена тропомиозина или косвенно усиливая активность активатора гена тропомиозина или супрессируя активность или синтез ингибитора гена тропомиозина (Lemanski et al., 1997).

Умлекопитающих и птиц ген тропомиозина α-TM ген наиболее сложен и дает несколько мышечных и немышечных изоформ. Охарактеризована 5'область Xenopus laevis α-TM гена и его экспрессия. 5' область этого гена структурно сходна с таковой птиц и млекопитающих и представлена двумя промоторами, фланкированными парой альтернативно спайсруемых экзонов , 2a/2b, где экзон 2a является экзоном, специфичным для гладких мышц. Внутренний промотор используется для продукции немышечного низкого молекулярного веса TM , тогда как мышечная изоформа ТМ продуцируется с дистального промотора. 2 промотора имеют самостоятельные программы временной активации. Внутрений промотор активируется рано в оогенезе и немышечные транскрипты обнаруживаются в течение всего оогенеза, эмбриогенеза и во взростых тканях. Дистальный промотор молчит во время оогенеза, а транскрипты скелетного мышечного α-TM накапливаются начиная со стадии 15 у эмбрионов и экспрессируются во взрослых тканях поперечно-полосатых мышц. In situ гибридизация показывает, что эти транскрипты экспрессируются как сомитах, так и в сердце эмбрионов. Эктопическая экспрессия миогенных факторов, но не MEF2 (myocyte-specific enhancer factor 2), factors SL1 и SL2, может индуцировать экспрессию гена α-TM указывая тем самым, что он является непосредственной мишенью для миогенных, но не MEF2 факторов(Gaillard et al., 1998).

ТМ полипептиды в 284 аминокислоты формируют суперскурученные димеры, которые распологаются голова-хвост в большой бороздке тонких филамент саркомера. У позвоночных имеется 4 тропомиозиновых гена: каждый состоит из 10 экзонов и различных альтернативных экзонов,которые кодируют α-ТМ, бета-ТМ, немышечный ТМ и ТМ-4. В сердце мыши большая часть тропомиозина является продуктиом гена α-ТМ. Эмбрионы мыши с отсуствием α-ТМ погибают между 9,5 и 13,5 днем эмбрионального развития. Ранняя эмбриональная гибель гомозигот согласуется с ранней экспрессией изоформ α-ТМ для поперечнополосатых мышц (Е7,5) и гладких мышц (Е4,5). Гетерозиготы имеют примерно 50% от нормального уровня мРНК кардиального α-тропомиозина, но уровень белка у них не отличается от контрольного. У гетерозигот не выявляется морфологических нарушений развития серд- ца. Предполагается, что гаплонедостаточность по гену α-тропомиозина не меняет фунционального состояния сердца или его структуру(Gaillard et al., 1998). При семейной гипертрофической кардиомиопатии (FHC)выявлена мутация гена α-ТМ.

ТРОПОМИОЗИН