肌肉收缩蛋白

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简介

蛋白质是存在于所有生物体中的非常复杂的物质。蛋白质具有很高的营养价值，在生命必需的化学过程中发挥着直接作用。例如，肌肉约含 30% 的蛋白质，肝脏含 20% 到 30% 的蛋白质，红细胞含 30% 的蛋白质。蛋白质是横纹骨骼肌最重要的组成部分。头发、骨骼、器官和组织含有较高百分比的蛋白质。

什么是肌肉蛋白？

人体运动依赖于与骨骼相连的骨骼肌。蛋白质是组织结构的基本物质，是横纹骨骼肌最重要的组成部分。肌肉蛋白是营养的重要组成部分。蛋白质提供必需的颜色、质地和营养价值。在人类中，肌肉蛋白的总量大于其他蛋白质。健康的人体大约有 5 到 6 公斤的肌肉蛋白。

肌肉蛋白可分为：

• 肌原纤维蛋白

• 收缩蛋白

• 调节蛋白

• 结构蛋白

• 基质蛋白

肌原纤维蛋白

肌原纤维蛋白是长的纤维状蛋白质，是骨骼肌的主要成分，占所有肌肉的 60% 到 70%。

• 肌原纤维蛋白主要由**肌球蛋白**和**肌动蛋白**组成。

• 肌原纤维交替包含明暗带。明带表示肌动蛋白，称为各向同性带（I 带）。暗带包含肌球蛋白，称为各向异性带（A 带）。

• 肌动蛋白丝较细，因此称为细丝。而肌球蛋白较粗，称为粗丝。

• 肌球蛋白占骨骼肌总蛋白量的 35%。

• 肌原纤维蛋白主要参与肌肉的收缩和舒张。

收缩蛋白

这些是导致细胞细胞骨架以及心脏和骨骼肌中**收缩纤维滑动**的蛋白质。在肌肉纤维内，有两种肌丝用于肌肉收缩，即细丝或肌动蛋白丝和粗丝或肌球蛋白丝。

粗丝

这些是由一种称为肌球蛋白的聚合蛋白形成的。

• 肌球蛋白分子由六条多肽链组成。单体单位称为**肌球蛋白原**。

• 每个肌球蛋白原有两个主要部分，例如一个具有短臂的球状头部和一个尾部。

• 具有臂的球状头部部分称为**重肌球蛋白原（HMM）**，尾部部分称为**轻肌球蛋白原（LMM）**。

• 相对于聚合肌球蛋白丝的表面，以均匀的距离和角度向外突出的球状头部部分称为横桥。

• 球状头部部分是一种具有 ATP 结合位点以及肌动蛋白位点的活性 ATP 酶。

细丝

每个肌动蛋白丝由两个螺旋状卷曲的丝状肌动蛋白 (F) 组成。每个丝状或 F 肌动蛋白是球状或 G 肌动蛋白单体的聚合物。

• 在肌动蛋白丝的整个长度上，还有两种其他蛋白质与其结合。这些蛋白质称为**原肌球蛋白**。

• 一种在原肌球蛋白上周期性分布的复杂蛋白质称为**肌钙蛋白**，在静止时隐藏肌球蛋白的结合位点。

• 原肌球蛋白和肌钙蛋白充当调节蛋白，在肌肉收缩中起主要作用。

调节蛋白

肌肉中有两种调节蛋白，例如**原肌球蛋白**和**肌钙蛋白**。当肌肉处于静止状态时，它们会抑制肌球蛋白与肌动蛋白的结合。

• 肌球蛋白头部与肌动蛋白肌肉的结合是一个高度调节的过程。

• 当肌肉放松或静止时，肌动蛋白和肌球蛋白会分离。

• 调节蛋白会阻断分子结合位点，以防止肌动蛋白与活性肌球蛋白位点结合。

• 原肌球蛋白会阻断肌球蛋白与肌动蛋白分子结合的位点，以防止形成横桥，这将防止在没有任何神经输入的情况下发生肌肉收缩。

• 肌钙蛋白复合物与原肌球蛋白结合，帮助将其定位在肌动蛋白分子上。

结构蛋白

• 这些蛋白质为称为肌节的基本收缩单位提供了基础。

• 其他结构蛋白有肌联蛋白、纤连蛋白、α-肌动蛋白、β-肌动蛋白、肌动蛋白调节蛋白、结蛋白、纤连蛋白、C 蛋白、H 蛋白、肌节蛋白等。

这些结构蛋白的主要功能如下：

结构蛋白	功能
肌联蛋白	在肌肉收缩期间为肌节提供弹性。
纤连蛋白	控制细丝或肌动蛋白丝的长度。
α-肌动蛋白	提供支持并帮助将肌动蛋白固定到 Z 盘
β-肌动蛋白	抑制 α-肌动蛋白形成网络的作用。
肌动蛋白调节蛋白	控制细丝的长度以及 G-肌动蛋白单体的数量。
结蛋白和纤连蛋白	通过将肌原纤维与肌膜连接来维持肌肉结构。
C 蛋白和 H 蛋白	维持粗丝或肌球蛋白丝的稳定性。
肌节蛋白	防止肌联蛋白和肌球蛋白的结合，并维持肌球蛋白丝的结构。

表：结构蛋白及其功能

基质蛋白

• 结缔组织由分散在基质蛋白原纤维基质中的含水物质组成。

• 基质蛋白主要由肌肉中的胶原蛋白、弹性蛋白和网状蛋白组成。

• **胶原蛋白** - 这些是哺乳动物中最常见的蛋白质类型。存在于角、骨骼、皮肤、肌腱等中。它是一种独特且专门的蛋白质，具有多种功能。主要功能是提供强度和支撑。

• **弹性蛋白** - 这些是结缔组织中发现的黄色小纤维。这些纤维可以前后拉伸。当拉伸并释放时，它可以恢复其原始形状。它由一种称为弹性蛋白的橡胶状蛋白质形成。它使组织具有弹性。

• **网状蛋白** - 它存在的数量少于胶原蛋白和弹性蛋白。它提供结构支撑。

结论

• 收缩蛋白、结构蛋白和调节蛋白构成肌原纤维蛋白。

• 肌原纤维蛋白包含肌球蛋白和肌动蛋白。

• 细丝和粗丝是控制肌肉收缩和舒张的两种类型的肌丝。

• 原肌球蛋白和肌钙蛋白是调节蛋白，在肌肉收缩中起重要作用。

• 肌联蛋白、纤连蛋白、α-肌动蛋白、β-肌动蛋白、肌动蛋白调节蛋白、结蛋白、纤连蛋白、C 蛋白、H 蛋白、肌节蛋白等是一些结构蛋白。

• 基质蛋白主要由肌肉中的胶原蛋白、弹性蛋白和网状蛋白组成。

常见问题

Q1. 肌浆网的作用是什么？

A1. 它有助于肌肉的兴奋和收缩。它是钙的主要储存库，并控制肌肉收缩和兴奋期间钙的浓度。

Q2. 肌球蛋白原是什么意思？

A2. 肌球蛋白丝由几个称为肌球蛋白原的单体蛋白单位组成。它有两个重要的部分，具有臂的球状头部称为重肌球蛋白原，尾部部分称为轻肌球蛋白原。

Q3. 胶原蛋白和弹性蛋白有什么区别？

A3. 这两种蛋白质协同工作并具有不同的功能。胶原蛋白带来刚性和强度，而弹性蛋白为皮肤提供灵活性和弹回其原始形状的能力。

Q4. 什么是肌肉痉挛？

A4. 当肌肉在任何体力活动中过度使用时，会导致血液供应减少。这会导致肌肉痉挛，导致肌肉缩短，从而引起疼痛。

Q5. 什么是肌营养不良症？

A5. 这是一种与肌肉无力和肌肉质量下降相关的疾病。这是一种遗传性疾病，其中蛋白质产量减少，从而导致肌肉活动下降。