肌球蛋白Ⅰ的结构特点比较三种肌组织分布和结构特点

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2020-05-13 11:22:50 来源：朵拉利品网

1, 比较三种肌组织分布和结构特点

收缩蛋白包括肌球蛋白和肌动蛋白.肌球蛋白是由学者Kuhne于1859年首先报道的，半个多世纪之后，对肌球蛋白的生化分析才开始进行.肌球蛋白是心肌粗肌丝的主要成分，分子呈杆状，一端具有两个球形区域，似豆芽的头部，由两条重链（MHC）和两对轻链（MLC）构成，是肌球蛋白重要生物活性所在地，另一端是一个丝状“尾巴”，由两股α-螺旋肽链绞在一起形成一种盘卷螺旋结构〔1〕.肌球蛋白具有二个生物学作用：一是具有ATP酶活性，能裂解ATP，释放化学能；二是具有与肌动蛋白结合的能力.研究表明心脏的MHC是由两种基因编码，即α-MHC和β-MHC基因，这些基因产物在肌球蛋白分子中形成二聚体，所以相应的有三种分子异构体存在，即V1（α、α同源体）、V2（α、β异源体）、V3（β、β同源体）.由于α、β-MHCATP酶活性不同，因此不同的异构体之间所具有的ATP酶活性及收缩活性也不同.肌球蛋白ATP酶活性主要由心肌所含V1或V3的量多少而决定，故肌球蛋白以V1占优势的心肌ATP酶活性最高，肌肉收缩速率最快，耗能也最多，而以V3占优势的心肌情况正相反，以V2占优势的心肌表现介于两者之间〔2,3〕.肌球蛋白异构体之间的转换是心肌的适应性改变，是心脏本身负荷和能量供应两方面调节适应的结果.V1通过增加心肌收缩速度来增加供能达到能量供求平衡，V3通过减少耗能而适应压力超负荷.当能量供不应求时，肌球蛋白异构体向V3转化，使ATP酶活性下降，心肌收缩功能降低，表现为Vmax下降，最大张力正常，而达到最大张力的时间延长，心肌作功时耗氧量下降，结果使心脏在节能的情况下产生同样的张力，所以V3增加虽可使心肌速度变慢但是却提高了机械效率.
正常哺乳动物和人的心室肌球蛋白异构体的分布与种属、年龄等因素有关.成年人左心室心肌肌球蛋白以V3为主占60%~90%，而小哺乳类动物左心室心肌肌球蛋白以V1为主占60%~90%，人类和哺乳类小动物心房肌球蛋白以V1为主〔4〕.
对心肌肥厚等病理状态研究显示，心脏肌球蛋白基因表达及蛋白异构中存在着可塑性，推测这可能是动物机体的一种适应反应，例如超负荷刺激引起大鼠心肌肥厚可诱导左心室β-MHC基因表达及V3肌球蛋白增多，结果使心肌耗氧降低，收缩速率下降，被认为是一种经济的适应性反应〔5〕.
与肌球蛋白相比，肌动蛋白结构及功能相对简单.分子单体为球形，单体上有与肌球蛋白头相结合的位点，许多单体相互连接形成两条有极性的相互缠绕螺旋体.
另有：
肌球蛋白（myosin）肌原纤维粗丝的组成单位.存在于平滑肌中.在肌肉运动中起重要作用.其分子形状如豆芽状，由两条重链和多条轻链构成.两条重链的大部分相互螺旋形地缠绕为杆状，构成豆芽状的杆；重链的剩余部分与轻链一起，构成豆芽的瓣.被激活后，具有活性的、能分解ATP的ATP酶.其分子量约为51万.在粗丝中，都是分子的头朝向粗丝的两端，呈纵向线性缔合排列.、
肌动蛋白是一种中等大小的蛋白质，由375个氨基酸残基组成，并且是由一个大的、高度保守的基因编码.单体肌动蛋白分子的分子量为43kDa，其上有三个结合位点.一个是ATP结合位点，另两个都是与肌动蛋白结合的结合蛋白结合位点. 肌动蛋白至少表达成6种异构形式，分为α、β、γ三种类型根据等电点的不同可将高等动物细胞内的肌动蛋白分为 3 类，α 分布于各种肌肉细胞中，β 和 γ 分布于肌细胞和非肌细胞中.有三种 α 肌动蛋白（骨骼肌、心肌和平滑肌）、一种 β 肌动蛋白和两种 γ 肌动蛋白（γ 平滑肌和 γ 非平滑肌）.

2, 纤维类的肌原蛋白结构特点

骨骼肌纤维的结构特点：
人类绝大部分骨骼肌中Ⅰ型肌纤维的直径略小于Ⅱ型肌纤维，II型肌纤维的肌浆网较Ⅰ型肌纤维发达2倍，故型肌纤维肌浆网的摄Ca2能力大于Ⅰ型肌纤维，从而加快了Ⅱ型肌纤维的反应速度。
Ⅰ型肌纤维的线粒体数量较型肌纤维多且直径大，同时Ⅰ型肌纤维周围的毛细血管分布比Ⅱ型肌纤维多，II型肌纤维肌原纤维含量较I型肌纤维多，意味着肌纤维内部含有较多的肌球蛋白横桥，收缩时可产生较大的收缩力。
骨骼肌纤维的的生理特征：
1、收缩速度
研究发现快、慢肌纤维间存在明显差异。快肌纤维收缩速度快，与其受冲动传导速度快的大。运动神经元支配，肌原纤维ATP酶活性高、无氧代谢能力强，肌浆网释放和回收Ca2+的朗力强等因素有关。
2、收缩力量
肌肉收缩力大小取决于肌肉的横断面积并受肌纤维类型等因素影响，多数研究认为动物快肌收缩力量明显大于慢肌。
3、抗疲劳性
动物和人体实验均证明，慢肌纤维的抗疲劳能力较快肌强，故快肌维较侵肌纤维更易疲劳。
参考资料来源：百度百科—骨骼肌纤维

名词解释

肌纤维

肌纤维即肌细胞，因肌细胞细而长，又称肌纤维。肌纤维分红肌纤维与白肌纤维，因外观不同而有红白不同的称呼。红肌纤维也叫I型纤维、慢缩肌纤维、慢氧化纤维；白肌纤为又称II型纤维、快缩肌纤维或快解醣纤维。人体的红白肌纤维大概维持各50%的比率。