Миомезин представляет собой семейство белков , обнаруженных в М-линии структуры саркомера . Миомезин имеет различные формы по всему телу в поперечно-полосатых мышцах со специализированными функциями. Сюда входят как медленные , так и быстрые мышечные волокна. Миомезин состоит из 13 доменов, включая уникальный N-концевой , за которым следуют два иммуноглобулиноподобных (Ig) домена, пять доменов фибронектина типа III (Fn) и еще пять доменов Ig. Все эти домены способствуют связыванию, что указывает на то, что миомезин регулируется посредством связывания. [3]
Миомезин играет важную роль в структуре саркомеров. Они находятся в области М-диапазона саркомера, между толстыми нитями ( миозином ). Его основная цель в этом случае — обеспечить структурную целостность путем соединения антипараллельных волокон миозина и нитей тайтина, которые соединены с Z-дисками . [3] Эти нити миозина образуют гексагональную решетку с тайтином и миомезином. Такая форма позволяет М-диапазону выдерживать большие конформационные изменения во время мышечного сокращения и возвращаться к исходной форме после расслабления. [4] Поскольку область Z-диска саркомера очень жесткая и неспособна сгибаться при сокращении, эластичная активность миомезина в M-диапазоне делает возможным сокращение мышц, поскольку он действует как молекулярная пружина. [3]
Было показано, что помимо активности саркомера миомезин также играет роль в сборке саркомера. Для внедрения миомезина в саркомер должны присутствовать миозин и тайтин, что указывает на то, что миомезин является последним компонентом, который добавляется во время сборки решетки. Считается, что это отложенное добавление связано с тем, что миомезин выполняет функцию «проверки целостности», гарантируя правильность формирования саркомера и контролируя его целостность. Это чрезвычайно важно, поскольку если хотя бы один участок М-линии отсутствует, А-полоса саркомера разрушится и мышца будет парализована. [4]
Также было показано, что миомезин играет роль в реакции и экспрессии травм. Ранее считалось, что шапероны миозина являются первым сигналом о повреждении саркомера, но недавние исследования показывают поток экспрессии гена myomesin1a намного раньше, чем у миозина, что позволяет предположить, что в поперечнополосатых мышцах существует миомезин-зависимый путь реакции на повреждение. Кроме того, считается, что этот ген можно использовать в качестве усиленного биомаркера повреждения саркомера по сравнению с нынешним биомаркером — мышечной креатинкиназой (CKM) . При тестировании in vivo на рыбках данио экспрессия миомы1а проявлялась намного раньше, чем креатинкиназы, что указывает на то, что последняя менее специфична для мышечных заболеваний. Это поддерживает использование анализов миомезина для выявления мышечных патологий раньше, чем это происходит в настоящее время. [4]
Существует три типа миомезина, которые встречаются в различных поперечно-полосатых мышцах тела: миомезин 1, миомезин 2 и миомезин 3. Считается, что каждый миомезин связывается с миозином в разных местах, регулируя образование М-полосы. [3]
Миомезин 1 является наиболее изученной формой миомезина из-за его присутствия во всех поперечно-полосатых мышцах и того, что он является самым крупным из класса миомезина. Иногда его просто называют миомезином из-за его широкого распространения. Миомезин 1 обнаруживается в основном на линиях M4/M4' М-диапазона. Он кодируется геном MYOM1 . Существует два варианта миомезина 1: один расположен между доменами My6 и My7, а другой - на конце С-конца после домена My13. Приоритетный вариант известен как последовательность эмбрионального сердца (EH) , а последний, который был обнаружен только у птиц, называется вариантом сплайсинга H или S (H означает сердце, а S — скелет). EH-миомезин может быть обнаружен во время эмбрионального развития сердца человека (позже заменен миомезином 2). По мере взросления мышцы уровень EH-миомезина снижается в пользу миомезина 1 без генетических изменений. [5]
Миомезин 2 (также известный как М-белок ) расположен в линии М1 М-диапазона. Он кодируется геном MYOM2 . В настоящее время известен только один вариант миомезина 2, и его можно обнаружить в быстрых скелетных мышцах и сердечных мышцах взрослых . [3] Было показано, что миомезин 2 имеет обратную связь с экспрессией EH-миомезина; по мере созревания сердечной мышцы уровень EH-миомезина снижается, а уровень миомезина 2 повышается. [5]
Миомезин 3 наименее исследован в классе миомезинов, поскольку он был открыт совсем недавно. Он кодируется геном MYOM3 . Он расположен в линиях M6/M6' М-диапазона и экспрессируется в промежуточных скелетных мышцах и сердечных мышцах взрослых (особенно в левом желудочке и левом предсердии ). [3] MYOM3 особенно экспрессируется в скелетных мышцах новорожденных , экстраокулярных мышцах , медленных мышцах и скелетных волокнах IIA. Миомезин 3 — единственный член семейства белков миомезина, который полностью отсутствует в сердечной экспрессии. Миомезин 3 демонстрирует обратную зависимость с миомезином 2. [2]
Дефицит миомезина 1 вызывает атрофию и дисфункцию его тканей. [3] В кардиомиоцитах длина и однородность саркомера уменьшаются при отсутствии MYOM1 , что приводит к уменьшению размера кардиомиоцитов. Это также связано с проблемами сократительной функции из-за нарушения уровня кальция в тканях. [6]
Повторное появление EH-миомезина в сердечных мышцах взрослых было связано с дилатационной кардиомиопатией . До сих пор неясно, помогает ли эта экспрессия стабилизировать саркомер во время интенсивных сокращений или это результат смещения нитей саркомера из-за уменьшения сократительных сил. Было показано, что это необычное выражение является результатом измененного альтернативного сплайсинга . [5]