骨格筋におけるチチンとネブリンの生理学的役割

骨格筋における活性力の産生は、ミオシン含有厚いフィラメントとアクチン含有薄フィラメントとの相互作用に起因します。また、これらの筋肉は受動的に弾力性があり、ATP分割またはフィラメント間の相互作用とは独立して伸びる抵抗力のある力を生成します。この受動的弾力性のメカニズムは不明です。提案には、フィラメントオーバーラップを超えて伸びた筋肉の厚いフィラメントと薄いフィラメントの間の領域のギャップフィラメント、または連続したZディスクを接続する中間フィラメントが含まれます。最近、2つの非常に大きなタンパク質チティン（Connectinとも呼ばれます）とネブリン（元々はバンド3と呼ばれています）は、受動的弾力性に関係しています（レビューについては、参照7、8を参照）。ここでは、これらのタンパク質が低用量のイオン化放射によって分解された後、単一の皮膚の筋肉細胞がカルシウムに応答して伸縮に応答して受動的張力と活性張力の両方を生成する能力が大幅に減少することを示します。これらの効果には、厚いフィラメントの軸方向の不整列が伴います。チティンおよび/またはネブリンは、明らかにストレッチでの安静時の張力の生成のために軸の連続性を提供し、また、力の生成中にサルコメア内の厚いフィラメントを中心に保つ傾向があります。

Production of active force in skeletal muscle results from the interaction of myosin-containing thick filaments with actin-containing thin filaments. These muscles are also passively elastic, producing forces that resist stretch independently of ATP splitting or of interaction between the filaments. The mechanism of this passive elasticity is unknown; suggestions include gap filaments in the region between thick and thin filaments in muscles stretched beyond filament overlap, or intermediate filaments which connect successive Z-disks. Recently, the two exceptionally large proteins titin (also called connectin) and nebulin (originally called band 3) have been implicated in passive elasticity (for review see refs 7, 8). Here, we show that after these proteins are degraded by low doses of ionizing radiation, the ability of single skinned muscle cells to generate both passive tension in response to stretch and active tension in response to calcium is greatly reduced. These effects are accompanied by axial misalignment of thick filaments. Titin and/or nebulin apparently provide axial continuity for the production of resting tension on stretch and also tend to keep the thick filaments centred within the sarcomere during force generation.