Skip to main content
Global

38.18: התכווצות שרירים ותנועה - חלבונים רגולטוריים

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    210121

    • Boundless
    • Boundless
    \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    טרופומיוסין וטרופונין מונעים ממיוסין להיקשר לאקטין בזמן שהשריר נמצא במצב מנוחה.

    מטרות למידה
    • תאר כיצד סידן, טרופומיוסין וקומפלקס הטרופונין מווסתים את קישור האקטין על ידי מיוסין

    נקודות מפתח

    • טרופומיוסין מכסה את אתרי הקישור לאקטין, ומונע מיוסין ליצור גשרים צולבים בזמן מנוחה.
    • כאשר סידן נקשר לטרופונין, הטרופונין משנה את צורתו, ומסיר טרופומיוסין מאתרי הקישור.
    • הרטיקולום הסרקופלזמי אוגר יוני סידן, אותם הוא משחרר כאשר מגורה תא שריר; יוני הסידן מאפשרים לאחר מכן את מחזור התכווצות השרירים חוצה הגשר.

    מונחי מפתח

    • טרופומיוסין: כל אחד ממשפחת חלבוני השריר המווסתים את האינטראקציה של אקטין ומיוסין
    • אצטילכולין: מוליך עצבי בבני אדם ובעלי חיים אחרים, שהוא אסטר של חומצה אצטית וכולין
    • רשת סרקופלזמית: תכנית הרשת האנדופלזמית החלקה שנמצאת בשריר חלק ומפוספס; הוא מכיל מאגרים גדולים של סידן, אותם הוא מסיר ואז משחרר כאשר תא השריר מגורה

    חלבונים רגולטוריים

    קשירת ראשי המיוסין לאקטין השריר היא תהליך מווסת מאוד. כאשר שריר נמצא במצב מנוחה, אקטין ומיוסין מופרדים. כדי למנוע מהאקטין להיקשר לאתר הפעיל במיוסין, חלבונים רגולטוריים חוסמים את אתרי הקישור המולקולריים. טרופומיוסין חוסם אתרי קישור למיוסין על מולקולות אקטין, ומונע היווצרות גשר צולב, המונע התכווצות בשריר ללא קלט עצבי. קומפלקס החלבון טרופונין נקשר לטרופומיוסין, ועוזר למקם אותו על מולקולת האקטין.

    ויסות טרופונין וטרופומיוסין

    כדי לאפשר התכווצות שרירים, טרופומיוסין חייב לשנות את הקונפורמציה ולחשוף את האתר המחייב מיוסין על מולקולת אקטין, ובכך לאפשר היווצרות גשר חוצה. טרופונין, המווסת את הטרופומיוסין, מופעל על ידי סידן, הנשמר בריכוזים נמוכים במיוחד בסרקופלזמה. אם קיימים, יוני סידן נקשרים לטרופונין, וגורמים לשינויים קונפורמטיביים בטרופונין המאפשרים לטרופומיוסין להתרחק מאתרי הקישור למיוסין באקטין. לאחר הסרת הטרופומיוסין, יכול להיווצר גשר חוצה בין אקטין למיוסין, מה שמעורר התכווצות. רכיבה על גשר חוצה נמשכת עד שיוני Ca 2+ ו-ATP אינם זמינים עוד; טרופומיוסין מכסה שוב את אתרי הקישור באקטין.

    דמות
    איור\(\PageIndex{1}\): התכווצות שרירים: סידן נשאר ברטיקולום הסרקופלזמי עד לשחרור על ידי גירוי. לאחר מכן סידן נקשר לטרופונין, וגורם לטרופונין לשנות צורה ולהסיר את הטרופומיוסין מאתרי הקישור. ההיצמדות בין גשרים נמשכת עד שיוני הסידן וה- ATP אינם זמינים עוד.

    שחרור סידן המושרה על ידי סידן

    ריכוז הסידן בתאי השריר נשלט על ידי הרטיקולום הסרקופלזמי, צורה ייחודית של רשת אנדופלסמית בסרקופלזמה. התכווצות השרירים מסתיימת כאשר יוני סידן נשאבים חזרה לרטיקולום הסרקופלזמי, ומאפשרים לתא השריר להירגע. במהלך גירוי תא השריר, הנוירון המוטורי משחרר את המוליך העצבי אצטילכולין, אשר נקשר לאחר מכן לקולטן אצטילכולין ניקוטיני פוסט-סינפטי.

    שינוי בקונפורמציה של הקולטן גורם לפוטנציאל פעולה, המפעיל תעלות סידן מסוג L בשער מתח, הנמצאות בקרום הפלזמה. זרימת הסידן פנימה מתעלות הסידן מסוג L מפעילה קולטני ריאנודין לשחרור יוני סידן מהרשת הסרקופלסמית. מנגנון זה נקרא שחרור סידן המושרה על ידי סידן (CICR). לא מובן אם הפתיחה הפיזית של תעלות הסידן מסוג L או נוכחות סידן גורמת לפתיחת קולטני הריאנודין. זרימת הסידן מאפשרת לראשי המיוסין גישה לאתרי הקישור של אקטין חוצה גשרים, ומאפשרת התכווצות שרירים.