肌肉收縮蛋白

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簡介

蛋白質是存在於所有生物體中的非常複雜的物質。蛋白質具有很高的營養價值，在生命必需的化學過程中發揮著直接作用。例如，肌肉約含 30% 的蛋白質，肝臟含 20% 到 30% 的蛋白質，紅細胞含 30% 的蛋白質。蛋白質是橫紋骨骼肌最重要的組成部分。頭髮、骨骼、器官和組織含有較高百分比的蛋白質。

什麼是肌肉蛋白？

人體運動依賴於與骨骼相連的骨骼肌。蛋白質是組織結構的基本物質，是橫紋骨骼肌最重要的組成部分。肌肉蛋白是營養的重要組成部分。蛋白質提供必需的顏色、質地和營養價值。在人類中，肌肉蛋白的總量大於其他蛋白質。健康的人體大約有 5 到 6 公斤的肌肉蛋白。

肌肉蛋白可分為：

• 肌原纖維蛋白

• 收縮蛋白

• 調節蛋白

• 結構蛋白

• 基質蛋白

肌原纖維蛋白

肌原纖維蛋白是長的纖維狀蛋白質，是骨骼肌的主要成分，佔所有肌肉的 60% 到 70%。

• 肌原纖維蛋白主要由**肌球蛋白**和**肌動蛋白**組成。

• 肌原纖維交替包含明暗帶。明帶表示肌動蛋白，稱為各向同性帶（I 帶）。暗帶包含肌球蛋白，稱為各向異性帶（A 帶）。

• 肌動蛋白絲較細，因此稱為細絲。而肌球蛋白較粗，稱為粗絲。

• 肌球蛋白佔骨骼肌總蛋白量的 35%。

• 肌原纖維蛋白主要參與肌肉的收縮和舒張。

收縮蛋白

這些是導致細胞細胞骨架以及心臟和骨骼肌中**收縮纖維滑動**的蛋白質。在肌肉纖維內，有兩種肌絲用於肌肉收縮，即細絲或肌動蛋白絲和粗絲或肌球蛋白絲。

粗絲

這些是由一種稱為肌球蛋白的聚合蛋白形成的。

• 肌球蛋白分子由六條多肽鏈組成。單體單位稱為**肌球蛋白原**。

• 每個肌球蛋白原有兩個主要部分，例如一個具有短臂的球狀頭部和一個尾部。

• 具有臂的球狀頭部部分稱為**重肌球蛋白原（HMM）**，尾部部分稱為**輕肌球蛋白原（LMM）**。

• 相對於聚合肌球蛋白絲的表面，以均勻的距離和角度向外突出的球狀頭部部分稱為橫橋。

• 球狀頭部部分是一種具有 ATP 結合位點以及肌動蛋白位點的活性 ATP 酶。

細絲

每個肌動蛋白絲由兩個螺旋狀捲曲的絲狀肌動蛋白 (F) 組成。每個絲狀或 F 肌動蛋白是球狀或 G 肌動蛋白單體的聚合物。

• 在肌動蛋白絲的整個長度上，還有兩種其他蛋白質與其結合。這些蛋白質稱為**原肌球蛋白**。

• 一種在原肌球蛋白上週期性分佈的複雜蛋白質稱為**肌鈣蛋白**，在靜止時隱藏肌球蛋白的結合位點。

• 原肌球蛋白和肌鈣蛋白充當調節蛋白，在肌肉收縮中起主要作用。

調節蛋白

肌肉中有兩種調節蛋白，例如**原肌球蛋白**和**肌鈣蛋白**。當肌肉處於靜止狀態時，它們會抑制肌球蛋白與肌動蛋白的結合。

• 肌球蛋白頭部與肌動蛋白肌肉的結合是一個高度調節的過程。

• 當肌肉放鬆或靜止時，肌動蛋白和肌球蛋白會分離。

• 調節蛋白會阻斷分子結合位點，以防止肌動蛋白與活性肌球蛋白位點結合。

• 原肌球蛋白會阻斷肌球蛋白與肌動蛋白分子結合的位點，以防止形成橫橋，這將防止在沒有任何神經輸入的情況下發生肌肉收縮。

• 肌鈣蛋白複合物與原肌球蛋白結合，幫助將其定位在肌動蛋白分子上。

結構蛋白

• 這些蛋白質為稱為肌節的基本收縮單位提供了基礎。

• 其他結構蛋白有肌聯蛋白、纖連蛋白、α-肌動蛋白、β-肌動蛋白、肌動蛋白調節蛋白、結蛋白、纖連蛋白、C 蛋白、H 蛋白、肌節蛋白等。

這些結構蛋白的主要功能如下：

結構蛋白	功能
肌聯蛋白	在肌肉收縮期間為肌節提供彈性。
纖連蛋白	控制細絲或肌動蛋白絲的長度。
α-肌動蛋白	提供支援並幫助將肌動蛋白固定到 Z 盤
β-肌動蛋白	抑制 α-肌動蛋白形成網路的作用。
肌動蛋白調節蛋白	控制細絲的長度以及 G-肌動蛋白單體的數量。
結蛋白和纖連蛋白	透過將肌原纖維與肌膜連線來維持肌肉結構。
C 蛋白和 H 蛋白	維持粗絲或肌球蛋白絲的穩定性。
肌節蛋白	防止肌聯蛋白和肌球蛋白的結合，並維持肌球蛋白絲的結構。

表：結構蛋白及其功能

基質蛋白

• 結締組織由分散在基質蛋白原纖維基質中的含水物質組成。

• 基質蛋白主要由肌肉中的膠原蛋白、彈性蛋白和網狀蛋白組成。

• **膠原蛋白** - 這些是哺乳動物中最常見的蛋白質型別。存在於角、骨骼、皮膚、肌腱等中。它是一種獨特且專門的蛋白質，具有多種功能。主要功能是提供強度和支撐。

• **彈性蛋白** - 這些是結締組織中發現的黃色小纖維。這些纖維可以前後拉伸。當拉伸並釋放時，它可以恢復其原始形狀。它由一種稱為彈性蛋白的橡膠狀蛋白質形成。它使組織具有彈性。

• **網狀蛋白** - 它存在的數量少於膠原蛋白和彈性蛋白。它提供結構支撐。

結論

• 收縮蛋白、結構蛋白和調節蛋白構成肌原纖維蛋白。

• 肌原纖維蛋白包含肌球蛋白和肌動蛋白。

• 細絲和粗絲是控制肌肉收縮和舒張的兩種型別的肌絲。

• 原肌球蛋白和肌鈣蛋白是調節蛋白，在肌肉收縮中起重要作用。

• 肌聯蛋白、纖連蛋白、α-肌動蛋白、β-肌動蛋白、肌動蛋白調節蛋白、結蛋白、纖連蛋白、C 蛋白、H 蛋白、肌節蛋白等是一些結構蛋白。

• 基質蛋白主要由肌肉中的膠原蛋白、彈性蛋白和網狀蛋白組成。

常見問題

Q1. 肌漿網的作用是什麼？

A1. 它有助於肌肉的興奮和收縮。它是鈣的主要儲存庫，並控制肌肉收縮和興奮期間鈣的濃度。

Q2. 肌球蛋白原是什麼意思？

A2. 肌球蛋白絲由幾個稱為肌球蛋白原的單體蛋白單位組成。它有兩個重要的部分，具有臂的球狀頭部稱為重肌球蛋白原，尾部部分稱為輕肌球蛋白原。

Q3. 膠原蛋白和彈性蛋白有什麼區別？

A3. 這兩種蛋白質協同工作並具有不同的功能。膠原蛋白帶來剛性和強度，而彈性蛋白為皮膚提供靈活性和彈回其原始形狀的能力。

Q4. 什麼是肌肉痙攣？

A4. 當肌肉在任何體力活動中過度使用時，會導致血液供應減少。這會導致肌肉痙攣，導致肌肉縮短，從而引起疼痛。

Q5. 什麼是肌營養不良症？

A5. 這是一種與肌肉無力和肌肉質量下降相關的疾病。這是一種遺傳性疾病，其中蛋白質產量減少，從而導致肌肉活動下降。