Влияние кардиомиопатических мутаций тропомиозина на характеристики актин-миозинового взаимодействия в миокарде
Аннотация
Работа посвящена изучению влияния мутаций тропомиозина, ассоциированных с врожденными пороками сердца (I130V) и некомпактной кардиомиопатией левого желудочка (D159N) на актин-миозиновое взаимодействие в миокарде желудочков и предсердий. Исследование выполнено на сократительных и регуляторных белках, изолированных из миокарда желудочков и предсердий, с помощью метода in vitro подвижной системы (ИПС).
Миозин экстрагировали из левого предсердия и желудочка барана. Миозин предсердий содержал преимущественно альфа-изоформу тяжелых цепей миозина и легкие цепи предсердного типа, миозин желудочков – бета-изоформу тяжелых цепей и легкие цепи желудочкового типа. Актин выделяли из скелетных мышц кролика, тропонин – из левого желудочка быка. Человеческий Tpm1.1 дикого типа (WT) и Tpm1.1 c мутациями I130V и D159N экспрессировали в E.coli. Са2+ зависимость скорости скольжения тонких филаментов, реконструированных из актина, тропонина и Tpm с мутациями (зависимость рСа-скорость), по миозину желудочков и предсердий проанализировали в ИПС.
Обнаружено, что мутации I130V и D159N Tpm по-разному влияют на характеристики Са2+ регуляции актин-миозинового взаимодействия в желудочках и предсердиях. Мутация D159N снижала максимальную скорость скольжения тонких филаментов по миозину желудочков в ИПС, и обе мутации не влияли на Са2+ чувствительность зависимости рСа-скорость миозина желудочков. С миозином предсердий мутация D159N уменьшала, а мутация I130V увеличивала максимальную скорость филаментов, и обе мутации уменьшали Са2+ чувствительность зависимости рСа-скорость.
The work is devoted to the study of the effect of tropomyosin mutations associated with congenital heart defects (I130V) and non-compact left ventricular cardiomyopathy (D159N) on actin-myosin interaction in the myocardium of the ventricles and atria. The study was performed on contractile and regulatory proteins isolated from the ventricular and atrial myocardium using an in vitro motility assay (IVMA) method.
Myosin was extracted from the left atrium and ventricle of a lamb. Atrial myosin contained mainly the alpha isoform of heavy chains of myosin and light chains of atrial type, ventricular myosin contained beta isoform of heavy chains and light chains of ventricular type. Actin was isolated from the rabbit skeletal muscles; troponin was extracted from the bovine left ventricle. Wild-type human Tpm1.1 and Tpm1.2 (WT), Tpm1.1 and Tpm1.2 with mutations I130V and D159N were expressed in E.coli. The Ca2+ dependence of the sliding velocity of thin filaments reconstructed from actin, troponin and Tpm with mutations (pCa-velocity dependence) on ventric-ular and atrial myosin, was analyzed in IVMA.
It was found that mutations I130V and D159N Tpm differently affect the characteristics of Ca2+ regulation of actin-myosin interaction in the ventricles and atria. The D159N mutation re-duced the maximum sliding velocity of thin filaments over ventricular myosin in the IVMA, and both mutations did not affect the Ca2+ sensitivity of the pCa-velocity dependence of the ventricular myosin. With atrial myosin, the D159N mutation decreased but the I130V mutation increased the maximum filament velocity, and both mutations decreased the Ca2+ sensitivity of the pCa-velocity dependence.
Миозин экстрагировали из левого предсердия и желудочка барана. Миозин предсердий содержал преимущественно альфа-изоформу тяжелых цепей миозина и легкие цепи предсердного типа, миозин желудочков – бета-изоформу тяжелых цепей и легкие цепи желудочкового типа. Актин выделяли из скелетных мышц кролика, тропонин – из левого желудочка быка. Человеческий Tpm1.1 дикого типа (WT) и Tpm1.1 c мутациями I130V и D159N экспрессировали в E.coli. Са2+ зависимость скорости скольжения тонких филаментов, реконструированных из актина, тропонина и Tpm с мутациями (зависимость рСа-скорость), по миозину желудочков и предсердий проанализировали в ИПС.
Обнаружено, что мутации I130V и D159N Tpm по-разному влияют на характеристики Са2+ регуляции актин-миозинового взаимодействия в желудочках и предсердиях. Мутация D159N снижала максимальную скорость скольжения тонких филаментов по миозину желудочков в ИПС, и обе мутации не влияли на Са2+ чувствительность зависимости рСа-скорость миозина желудочков. С миозином предсердий мутация D159N уменьшала, а мутация I130V увеличивала максимальную скорость филаментов, и обе мутации уменьшали Са2+ чувствительность зависимости рСа-скорость.
The work is devoted to the study of the effect of tropomyosin mutations associated with congenital heart defects (I130V) and non-compact left ventricular cardiomyopathy (D159N) on actin-myosin interaction in the myocardium of the ventricles and atria. The study was performed on contractile and regulatory proteins isolated from the ventricular and atrial myocardium using an in vitro motility assay (IVMA) method.
Myosin was extracted from the left atrium and ventricle of a lamb. Atrial myosin contained mainly the alpha isoform of heavy chains of myosin and light chains of atrial type, ventricular myosin contained beta isoform of heavy chains and light chains of ventricular type. Actin was isolated from the rabbit skeletal muscles; troponin was extracted from the bovine left ventricle. Wild-type human Tpm1.1 and Tpm1.2 (WT), Tpm1.1 and Tpm1.2 with mutations I130V and D159N were expressed in E.coli. The Ca2+ dependence of the sliding velocity of thin filaments reconstructed from actin, troponin and Tpm with mutations (pCa-velocity dependence) on ventric-ular and atrial myosin, was analyzed in IVMA.
It was found that mutations I130V and D159N Tpm differently affect the characteristics of Ca2+ regulation of actin-myosin interaction in the ventricles and atria. The D159N mutation re-duced the maximum sliding velocity of thin filaments over ventricular myosin in the IVMA, and both mutations did not affect the Ca2+ sensitivity of the pCa-velocity dependence of the ventricular myosin. With atrial myosin, the D159N mutation decreased but the I130V mutation increased the maximum filament velocity, and both mutations decreased the Ca2+ sensitivity of the pCa-velocity dependence.