Elastični protein protein vsebuje približno 30,000 aminokisline, zaradi česar je največja znana človeška beljakovina. Kot sestavni del sarkomerov, najmanjše kontraktilne enote skeletnih in srčnih mišic, titin zagotavlja elastično povezavo med Z-diski in miozinskimi glavami v obliki filamentov. Titinove filamente se pasivno prednapnejo in miozinske filamente umaknejo po krčenju, kar je približno primerljivo s funkcijo prednapete povratne vzmeti stroja.
Kaj je titin?
Titin je sorazmerno velik, elastičen protein z molekulo masa približno 3.6 milijona daltonov, ki predstavljajo največjo znano molekulo človeških beljakovin. Titin, znan tudi kot connectin, je pomembna sestavina progastih skeletnih in srčnih mišic. Ko so nanizani skupaj, titin molekule združite se, da tvorite elastične titinske filamente in držite miozinske filamente v položaju v sarkomeru, najmanjši kontraktilni enoti mišic. Po krčenju in pozneje sprostitev mišice podpirajo repozicioniranje miozinskih filamentov z elastičnim nategovanjem. V fazi mirovanja mišice titinski filamenti zagotavljajo trajno lahko mišično napetost. V skladu z mednarodno veljavnimi pravili "Mednarodne zveze za čisto in uporabno kemijo" (IUPAC) beljakovin so poimenovani glede na aminokisline vsebujejo, in sicer glede na njihovo primarno zaporedje. Ko se to pravilo uporablja za titin, je rezultat kratica skoraj 190,000 črk, ki bi jo bilo treba prebrati nekaj ur.
Anatomija in zgradba
Znotraj sarkomera titinski filamenti zagotavljajo elastično povezavo med kontraktilnimi miozinskimi filamenti in tako imenovanimi Z-diski, ki na obeh koncih mejijo na vsak sarkomer. Vsak posamezen miozinski filament je na svojih koncih povezan s titinovim filamentom, od katerih je vsak pritrjen na Z-disk, tako da miozinove filamente med fazo počitka in tudi med fazo krčenja držijo na mestu. Približno 30,000 aminokisline so organizirani v skupno 320 beljakovinskih domen. Beljakovinske domene so sestavljene iz zaporedja amino kisline ki bi lahko deloval neodvisno od ostale beljakovinske molekule kot neodvisen protein ali polipeptid in opravljal fiziološke funkcije. Nekaj sto zaporedno povezanih sarkomerov tvori mišico ali miofibrilo, ki se nato združijo v več sto mišičnih vlaken. Pod svetlobnim mikroskopom so posamezne cone sarkomerov, ki so razporejene vzporedno in ena za drugo, vidne kot prečne proge. V obeh primerih so na desni in levi strani temno pojavnih Z-diskov vidni svetlejši tako imenovani I-pasovi, ki poleg aktinskih filamentov vsebujejo predvsem elastični titin.
Funkcija in naloge
Kontraktilna funkcija sarkomera, najmanjše funkcionalne enote v progasti mišični celici, je odvisna od miozinskih filamentov, ki se teleskopirajo med krčenjem mišic, zaradi česar se sarkomer skrajša. Da bi zagotovili, da krajšanje miozinskih filamentov vpliva na celotno mišico, so na obeh straneh povezane s titinovimi filamenti, ki pa so pritrjeni na Z-diske. To pomeni, da titinski filamenti tvorijo elastično povezavo med miozinskimi filamenti in Z-diski. Titinske filamente zagotavljajo neke vrste prednapetost, da miozinske filamente zadržijo v osrednjem položaju med aktinskimi filamenti, ki jih obkrožajo, tako v sproščenem kot v krčenem stanju. Elastičnost titina zagotavlja, da krčenje in sprostitev faze mišic si ne sledijo sunkovito, ampak so upočasnjene in jih je mogoče bolje nadzorovati v smislu finega motoričnega nadzora. Poleg tega titinski filamenti preprečujejo poškodbe mišičnih vlaken med močnim in nasilnim raztezanje z elastičnim "popuščanjem". Poleg tega titinski filamenti povečajo skupno razdaljo, ki jo mišica lahko na splošno skrajša, ker se titinski filamenti skrajšajo tudi v fazi krčenja in povečajo dolžino kontraktilne poti sarkomera. Med sprostitev V fazi mišice je delovanje titinskih filamentov zaradi njihove osnovne napetosti primerljivo z načelom delovanja povratne vzmeti. Elastičnost titina tako pasivno podpira delo antagonistične mišice, ki načeloma zagotavlja, da se sarkomere "potegne" nazaj na prvotno dolžino.
Bolezni
Mišične bolezni in pritožbe, ki bi jih lahko pripisali okvari strukturnega proteina titina, niso znane. Verjetno najbolj znana mišična bolezen, pri kateri ima vlogo tudi titin bolečina v mišicah, s katerim se v življenju srečajo skoraj vsi enkrat ali večkrat. Glede na nedavne ugotovitve bolečina v mišicah povzročajo mikropoke na Z-diskih sarkomerov in uničenje nosilnih struktur za titin in druge beljakovin vključeni. Najverjetneje tipično bolečina v mišicah izvira iz reakcije mišičnih celic na mini poškodbe. Nastanejo boleče vnetne reakcije, ki naj bi omogočile hitro popravilo sarkomerov. V zvezi z bolečino v mišicah še vedno obstaja mnenje, da je to posledica prekomernega zakisljevanja mišice z mlečna kislina, predpostavka, ki je bila od takrat zavrnjena. Myasthenia gravis je redka živčno-mišična bolezen, pri kateri sodeluje tudi titin. Gre za motnjo prenosa motoričnega signala v mišične celice. Autoantibodies blokiraj acetilholin receptorji končne plošče motorja. Autoantibodies ciljati na lastna tkiva telesa oz hormoni. Pri večini bolnikov, ki trpijo zaradi miastenija gravis, protitelesa proti fragmentu beljakovin MGT30. To je molekulski polipeptid masa 30,000 daltonov, ki ga vsebuje titin. Odkrivanje protitelesa proti substrukturi titina je koristen pri diferencialna diagnoza suma prisotnosti avtoimunske bolezni miastenija gravis.
