Введение
Ген, кодирующий белок, у вида Homo sapiens – MYH7, является геном, кодирующим изоформу бета-тяжелой цепи миозина (MHC β, медленные мышечные волокна), которая преимущественно экспрессируется в сердце, но также и в скелетных мышцах (волокна I типа). Эта изоформа отличается от быстрой изоформы тяжелой цепи миозина сердца, MYH6, именуемой MHC α. MHC β – основной белок, составляющий толстую нить саркомеров в сердечной мышце и играющий ключевую роль в сокращении сердечной мышцы.
MYH7 is a gene encoding a myosin heavy chain beta (MHC β) isoform (slow twitch) expressed primarily in the heart, but also in skeletal muscles (type I fibers). This isoform is distinct from the fast isoform of cardiac myosin heavy chain, MYH6, referred to as MHC α. MHC β is the major protein comprising the thick filament that forms the sarcomeres in cardiac muscle and plays a major role in cardiac muscle contraction.
Структура
MHC β – это белок массой 223 кДа, состоящий из 1935 аминокислот. MHC β представляет собой гексамерный, асимметричный мотор, формирующий основную часть толстой нити в сердечной мышце. MHC β состоит из N-концевых глобулярных головок (20 нм), выступающих латерально, и альфа-спиральных хвостов (130 нм), которые димеризуются и мультимеризуются, образуя структуру в виде скрученной катушки, формирующую легкий меримиозин (LMM) – стержень толстой нити. Альфа-спиральный шейный участок длиной 9 нм каждой головки MHC β нековалентно связывает две легкие цепи: основную легкую цепь (MYL3) и регуляторную легкую цепь (MYL2). Примерно 300 молекул миозина составляют одну толстую нить. Существуют две изоформы сердечного МГК – α и β, демонстрирующие 93% гомологию. MHC α и MHC β обладают значительно различающимися ферментативными свойствами: скорость сокращения α составляет 150–300% от скорости сокращения β, а время связывания с актином – 60–70% от времени связывания β. MHC β преимущественно экспрессируется в желудочках человека, в то время как MHC α – в предсердиях человека.
Функция
Это ферментативная активность АТФазы в головке миозина, которая циклически гидролизует АТФ, обеспечивая энергией рабочий ход миозина. Этот процесс преобразует химическую энергию в механическую и вызывает укорочение саркомеров, необходимое для создания внутрижелудочкового давления и сократительной силы. Общепринятый механизм этого процесса заключается в том, что миозин, связанный с АДФ, присоединяется к актину, одновременно смещая тропомиозин внутрь, после чего рычаг миозина S1-S2 вращается примерно на 70° вокруг конверсионного домена и тянет нити актина к M-линии.
Клиническое значение
Несколько мутаций в гене MYH7 были связаны с наследственными кардиомиопатиями. Лоуренс и соавторы первыми идентифицировали мутацию Arg403Gln, вызывающую гипертрофическую кардиомиопатию (ГКМ) в гене MYH7. Последующие исследования выявили несколько других мутаций MYH7, которые, по оценкам, являются причиной примерно 40% случаев ГКМ. Это аутосомно-доминантное заболевание, при котором одной копии измененного гена достаточно для развития увеличения левого желудочка сердца. Начало заболевания обычно происходит в более позднем возрасте, возможно, спровоцированное изменениями в функции гормонов щитовидной железы и/или физическими нагрузками. Еще одним состоянием, связанным с мутациями в этом гене, является параспинальная и проксимальная мышечная атрофия.