《研究表明,肌球蛋白结合蛋白c对维持心脏健康至关重要》

  • 来源专题:重大慢性病
  • 编译者: 李永洁
  • 发布时间:2025-08-18
  • 没有心脏向身体其他部位输送血液,没有人能活下去。密苏里大学医学院的一项新研究揭示了更多关于这一重要功能的信息,以及它与某些心脏病和疾病的关系。心跳时,心肌细胞收缩,将血液推向身体,然后放松,让心脏再次充满血液。这是可能的,因为肌肉蛋白质被组织成肌节,它是位于肌肉细胞内的肌肉的小结构单位。当肌肉收缩时,腹肌节的各个部分会“缩短”并靠得更近。每个心肌细胞可以有超过5000个肌节,这混合了缩短和放松的过程。“这个过程似乎是由肌球蛋白结合蛋白c (cMyBP-C)调节的,这是一种心肌蛋白,”研究作者克里·麦克唐纳说。“我们的研究调查了它在心肌收缩中的作用。如果没有这种蛋白质,肌肉收缩的速度会更快,尤其是在心脏承受更大压力的时候。这项研究发表在《普通生理学杂志》上。根据这项研究,这种蛋白质似乎能感知肌肉细胞上的压力,并调节肌节的缩短——因此,根据心脏需要的工作强度,肌肉收缩。如果cMyBP-C不存在或发生突变,它会降低细胞适当调节肌肉收缩强度的能力。麦克唐纳说:“这种蛋白质似乎对心脏功能和心血管健康至关重要。”“事实上,这种蛋白质的改变与心力衰竭和肥厚性心肌病(HCM)等疾病有关。”HCM是一种心肌变得比平时更厚的情况,这使得心脏更难泵血和完全放松,导致肌肉更频繁地收缩。Mavacamten是一种最近开发的药物,可以帮助治疗HCM,也可以治疗其他心脏相关疾病。这种药物以肌节为目标,减少它们的活动,从而降低心肌收缩的速度。在这项研究中,马伐camten在没有cMyBP-C的小鼠中对调节肌节缩短过程有用。麦克唐纳博士说:“这项研究证明了在靶向治疗中关注cMyBP-C的潜在益处,它可以改善心脏病患者的生活质量。”麦克唐纳是密苏里大学医学院的教授和医学药理学和生理学主席。他也是Bolm特聘教授和Bolm心血管健康特聘教授。
  • 原文来源:https://medicalxpress.com/news/2025-07-myosin-protein-critical-heart-health.html
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    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2023-11-04
    • 本文内容转载自“CNS推送BioMed”微信公众号。原文链接: https://mp.weixin.qq.com/s/7yHvn3XxL5sj8VyLZAHH6w 2023年11月1日,麻省大学和肯塔基大学的研究人员在Nature发表题为Cryo-EM structure of the human cardiac myosin filament的文章。 心脏的泵送是由运动蛋白肌凝蛋白的细丝驱动的,肌凝蛋白拉动肌动蛋白细丝产生心脏收缩。除了肌凝蛋白,这些纤维还含有心肌肌凝蛋白结合蛋白C (cMyBP-C)和肌凝蛋白(titin),前者在生理刺激下调节收缩性,后者作为纤维组装的支架。肌凝蛋白、cMyBP-C和titin都容易发生突变,从而导致心力衰竭。尽管心肌肌球蛋白细丝对生命至关重要,但其分子结构60年来一直是个谜。 该研究用冷冻电子显微镜解决了人类心脏丝的主要(含cmybp -c)区域的结构。重建揭示了titin和cMyBP-C的结构,并显示了肌球蛋白的运动结构域(头部)如何形成三种不同类型的基序(提供功能灵活性),它们彼此相互作用,并与titin和cMyBP-C相互作用,以决定丝结构和功能。肌凝蛋白尾部在纤维主干中的堆积也得到了解决。该结构提示cMyBP-C如何帮助产生心脏超放松状态;titin和cMyBP-C如何促进长度依赖性激活;以及肌球蛋白和cMyBP-C的突变如何干扰相互作用,从而导致疾病。重建解决了过去的不确定性,并整合了以前的心肌结构和功能数据。它为解释结构、生理和临床观察以及潜在治疗药物的设计提供了新的范式。
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    • 本文内容转载自“学术经纬”微信公众号。原文链接: https://mp.weixin.qq.com/s/SlgrwWqbcMMCAw6n_VFykQ 2023年11月1日,马克斯·普朗克分子生理学研究所的Stefan Raunser团队在Nature杂志发布了题为Structure of the native myosin filament in the relaxed cardiac sarcomere的研究论文。研究借助特异性针对肌肉样本的冷冻电镜流程,观察到了心脏肌节在天然状态下的特定分子结构,并且制作出了首张肌节粗肌丝结构的高分辨率图片。 为了更清晰地看到天然心肌中的微观细节,研究人员优化了冷冻电镜观察实验的流程,他们在获取到哺乳动物的心肌样本后,会将样本置于-175℃条件下急冻,这样可以保持心肌样本天然状态下的水合作用和精细结构。随后作者会借助聚焦离子束的显微切割技术,将样本切割至约100纳米厚度,并且根据一条轴向收集切割的组织样本,所有的样本会通过电镜进行拍摄记录。最后,研究者会使用计算机将一条轴向的所有纳米组织切片图谱进行整合,最后重建成三维的粗肌丝结构图。 最终的图像包含了500纳米的粗肌丝,其中各个结构非常清晰地展现在了研究者面前。图像显示,肌凝蛋白分子的排列方式是由它们在粗肌丝的位置决定的,这可能可以让粗肌丝接收和处理大量的肌肉调节信号,从而在不同区域调节肌肉的收缩强度。除此之外,三对肌联蛋白α链和β链会沿着粗肌丝行进,并且与肌凝蛋白尾部缠绕在一起,它们可能协调了肌节的激活过程。而肌凝蛋白结合蛋白C可以在粗肌丝和细肌丝之间搭建桥梁,并以一种特殊的方式稳定了肌凝蛋白的头部。 Raunser教授指出,这是第一张心脏粗肌丝的细节图像,“我们的目标是在未来绘制出完整的肌节图像,目前的粗肌丝是来源于放松状态下的肌肉,而收缩时的肌节我们同样希望进行研究。”这些综合结果将帮助我们更好地了解心肌疾病的发病机制和根源,加速创新疗法的研发。