三、微丝结合蛋白
细胞内存在大量的微丝结合蛋白(microfilament-associated protein,MAP),它们与微丝相结合,影响着微丝的形态与功能、组装与去组装。目前已发现了100余种微丝结合蛋白,它们有些只在特定细胞中存在,有的是细胞所共有的。
1.肌细胞中的微丝结合蛋白 肌肉由肌原纤维组成,肌原纤维由粗肌丝和细肌丝组成,粗肌丝的主要成分是肌球蛋白,细肌丝的主要成分是肌动蛋白、原肌球蛋白和肌钙蛋白。
(1)肌球蛋白:属于马达蛋白,趋向微丝的(+)极。外观具有2个球形的头和1个螺旋化的干,头部有ATP酶活性。已知有15类(myosinⅠ~ⅩⅤ)。肌细胞中的肌球蛋白Ⅱ是构成肌纤维的主要成分之一,约占肌肉总蛋白的一半。肌球蛋白Ⅱ是由2条重链和4条轻链组成的杆状结构,2个球形的头部有肌动蛋白及ATP酶结合部位,可利用ATP水解产生的能量,向微丝的正极端移动(图1-8-10)。因此,肌球蛋白Ⅱ与构成微丝的肌动蛋白分子共同参与肌丝的滑行。

图1-8-10 肌球蛋白Ⅱ分子结构模式图
(2)原肌球蛋白(tropomyosin,Tm):是由2条平行的多肽链形成的α螺旋结构,每条多肽链的长度相当于7个肌动蛋白,呈长杆状。两者有序结合,相伴而行(图1-8-11),嵌入微丝螺旋浅沟内。原肌球蛋白与微丝肌动蛋白分子结合后,可调节肌球蛋白分子头部与肌动蛋白的结合。(https://www.daowen.com)

图1-8-11 肌动蛋白、原肌球蛋白及肌钙蛋白结合模式图
(3)肌钙蛋白(troponin):由肌钙蛋白C、肌钙蛋白Ⅰ和肌钙蛋白T三个亚基组成,称为肌钙蛋白复合体。肌钙蛋白C能与4个Ca2+特异结合,引起肌钙蛋白构象发生变化;肌钙蛋白T对原肌球蛋白具有高度亲和力;肌钙蛋白Ⅰ具有抑制肌球蛋白头部ATP酶活性,抑制肌动蛋白与肌球蛋白头部接触的作用(图1-8-12)。

图1-8-12 微丝结合蛋白功能示意图
2.非肌细胞中的微丝结合蛋白 在非肌细胞中亦存在大量微丝结合蛋白,如单体结合蛋白(原纤维蛋白、切丝蛋白等)、切割蛋白、交联蛋白(细丝蛋白、血影蛋白等)、侧面结合蛋白(原肌球蛋白)、封端蛋白(戴帽蛋白、原肌球蛋白调节蛋白等)、成核蛋白、马达蛋白(肌球蛋白Ⅰ、肌球蛋白Ⅱ)、成束蛋白(毛缘蛋白、α辅肌动蛋白等),它们的主要与微丝的组装及功能有关(图1-4-9)。