Troponine -kenmerken, structuur, functies en tests

Troponine Het is de naam die een eiwit ontvangt dat aanwezig is in de skelet- en hartspier van de gewervelde dieren, geassocieerd met de filamenten in de spiervezels en die functies heeft bij de regulatie van de contractiele activiteit (contractie en spierontspanning).

Spiervezels zijn de cellen die het spierweefsel vormen, waarvan de contractiecapaciteit is gebaseerd op de interactie tussen filamenten die van binnen worden geordend en nauw verbonden zijn, het grootste deel van het cytoplasmatische volume bezetten.

Grafische weergave van de elementen van een dunne gloeidraad in spiervezels (Bron: Raul654, via Wikimedia Commons)

Deze filamenten staan ​​bekend als myofilamenten en er zijn twee klassen: de dikte en dun. Dikke filamenten zijn samengesteld uit myosine II -moleculen, terwijl dunne filamenten bolvormige actine- of actine -G -polymeren zijn in samenhang met twee andere eiwitten.

Zowel actine als myosine worden ook aangetroffen in andere cellen van het menselijk lichaam en andere organismen, alleen in veel minder verhouding en deelnemen aan verschillende processen zoals celmigratie, exocytose, in cytocinese (tijdens celdeling) en zelfs in intracellulair vesiculair verkeer.

Troponine en tropomiosine zijn de twee eiwitten geassocieerd met dunne actinefilamenten die deelnemen aan de regulatie van de contractie- en relaxatieprocessen van myofibrillen van spiercellen of vezels.

De werkingsmechanismen waardoor deze twee eiwitten hun functie uitoefenen, zijn gerelateerd aan intracellulaire calciumconcentratie. Het troponine -regulatiesysteem is een van de bekendste systemen in de fysiologie en biochemie van skeletspiercontractie.

Deze eiwitten zijn van groot belang voor het lichaam. Momenteel is het er zeker van dat sommige familie- of aangeboren cardiomyopathieën het product zijn van mutaties in de sequentie van de genen waarvoor ze coderen (troponine of tropomiosine).

[TOC]

Kenmerken

Troponine wordt geassocieerd met de actine van dunne filamenten van spiervezels in skelet- en hartspier in een stoichiometrische verhouding van 1 tot 7, dat wil zeggen een troponinemolecuul voor elke 7 actinemoleculen.

Dit eiwit, zoals benadrukt, wordt uitsluitend aangetroffen in de filamenten in de myofibrillen van het skelet- en hartsteksels benaming spiervezels, en niet in de gladde spiervezels die de vasculaire en viscerale spieren vormen.

Het wordt bedacht door sommige auteurs zoals het tropomiosine -regulerende eiwit. Zoals deze heeft het vakbondsplaatsen voor interactie met actinemoleculen, waardoor het de mogelijkheid geeft om de interactie met myosine van dikke filamenten te reguleren.

Kan u van dienst zijn: aldohexosa: moleculaire structuur en voorbeelden

In myofilamenten is de relatie tussen troponine en tropomiosinemoleculen 1 tot 1, wat betekent dat voor elk troponinecomplex dat er bestaat een tropomiosinemolecuul is geassocieerd.

Structuur

Troponine is een eiwitcomplex bestaande uit drie verschillende bolvormige subeenheden die bekend staan ​​als troponine I, troponine C en troponine T, die samen, min of meer, 78 kDa optellen.

In het menselijk lichaam zijn er weefselspecifieke varianten voor elk van deze subeenheden, die van elkaar verschillen op genetisch en moleculair niveau (met betrekking tot de genen die deze coderen), zoals op structureel niveau (met betrekking tot hun aminozuur opeenvolgingen).

Vertegenwoordiging van een van de subeenheden van troponine (Bron: Jawahar Swaminathan en MSD -personeel van het European Bioinformatics Institute [Public Domain] via Wikimedia Commons)

Toponin C of TNC is de kleinste van de drie subeenheden en misschien wel een van de belangrijkste. Het heeft een molecuulgewicht van 18 kDa en heeft locaties om zich aan te sluiten bij calcium (Ca2+).

T of TNT -troponine is degene die de vakbondslocaties heeft om het complex van de drie subeenheden aan tropomiosine te verankeren en een molecuulgewicht van 30 kDa heeft; Het is ook bekend als t -subunit of tropomiosine junction.

Troponine I of TNI, van iets meer dan 180 aminozuurafval, heeft hetzelfde molecuulgewicht als troponine T, maar in zijn structuur heeft het de speciale locaties om zich bij de actine aan te sluiten, waardoor de interactie tussen de laatste en myosine wordt geblokkeerd, wat het verantwoordelijke fenomeen is voor de samentrekking van spiervezels.

Veel schoolboeken verwijzen naar deze subeenheid zoals remmende subeenheid en als de moleculaire "pasta" tussen de drie subeenheden van troponine. Zijn vermogen om te verenigen om te acteren en zijn remmende activiteit wordt verbeterd door de associatie met tropomiosine, gemedieerd door TNT -subeenheid.

Er is aangetoond dat, in subeenheid I, het gebied van de sequentie die wordt beschuldigd van de remming wordt gedefinieerd door een centraal peptide van 12 aminozuurafval tussen posities 104 en 115; en dat het C-terminale gebied van subeenheid ook een functie heeft tijdens remming.

Functie

De belangrijkste functie van troponine in spiercontractie hangt af van zijn vermogen om zich aan te sluiten bij calcium, omdat dit eiwit de enige component is van dunne filamenten in de gestreepte spier die deze eigenschap heeft.

Bij afwezigheid van troponine zijn dunne filamenten in staat om dikke filamenten en samentrekken samen te voegen, ongeacht de intracellulaire calciumconcentratie, dus de functie van troponine is om contractie te voorkomen in afwezigheid van calcium door de associatie met tropomiosine.

Kan u van dienst zijn: ovuliparos

Troponine speelt dus een belangrijke rol bij het behoud van spierontspanning wanneer er niet voldoende intracellulair calcium is, en in spiercontractie wanneer de nerveuze elektrische stimulus calciuminvoer tot spiervezels mogelijk maakt.

Hoe gebeurde dit?

In skeletale en cardiale gestreepte spieren treedt spiercontractie op dankzij de interactie tussen dunne en dikke filamenten die over elkaar glijden.

In de cellen van deze spieren is calcium essentieel voor de acteer-mulosine-interactie (dunne en dikke filamenten), aangezien de vakbondslocaties van de actine voor myosine worden "verborgen" door de gezamenlijke werking van tropomiosine en de troponine, wat is wat reageert calcium.

De calciumionen die afkomstig zijn van het sarcoplasmatische reticulum (het endoplasmatische reticulum van de spiervezels) binden aan de subeenheid C van de troponine, die de door de troponine gemedieerde remming neutraliseert en de spiercontractie wordt geactiveerd.

De "neutralisatie" van de remming veroorzaakt door subeenheid I treedt op na de unie van calcium naar subeenheid C, die een conformationele verandering genereert die zich verspreidt tussen de drie subeenheden en de dissociatie van zowel actinemoleculen als tropomiosine mogelijk maakt.

Deze dissociatie tussen troponine, tropomiosine en actine stelt in de actine de vakbondslocaties voor myosine bloot. Het is dan dat de bolvormige hoofden van deze laatste kunnen interageren met de actinevezels en de ATP-afhankelijke samentrekking kunnen initiëren als gevolg van verplaatsing van het ene filament over de andere.

Troponine -test

Troponine is de voorkeursbiomarker voor de detectie van hartlaesies. Daarom wordt de troponine -test op grote schaal gebruikt in de biochemische, vroege en/of preventieve diagnose, van sommige cardiale pathologische aandoeningen zoals acuut myocardinfarct.

Veel behandelingen van artsen zijn van mening dat deze test een beslissing vergemakkelijkt -het nemen van wat te doen en welke behandeling bij patiënten met pijn op de borst moet worden toegediend.

Over het algemeen is het gerelateerd aan de detectie van T- en I -subeenheden van de troponine, omdat de troponine C isforma ook wordt gevonden in de skeletspieren van langzame contractie; dat wil zeggen, het is niet specifiek voor het hart.

Wat is de troponine -test gebaseerd?

Troponinetest is meestal een immuunonderzoek die hartisovormen van T en I -subeenheden van troponine detecteert. Dan is het gebaseerd op de verschillen die bestaan ​​tussen beide isovormen.

Kan u van dienst zijn: eiwitsynthese

Isovorm van Toponine I (Ctni) subeenheid (CTNI)

In het spierweefsel van het myocardium is er slechts één isovorm van de subeenheid I van de troponine, gekenmerkt door de aanwezigheid van een post-translationele "staart" van 32 aminozuren aan het N-terminale uiteinde.

Deze isovorm wordt gedetecteerd dankzij de ontwikkeling van specifieke monoklonale antilichamen die geen andere niet-cardiale isovormen herkennen, omdat de aminozuurstaart min of meer 50% verschilt van de uiteinden van andere isovormen.

De CTNI wordt niet uitgedrukt in beschadigde stoffen, maar is exclusief voor volwassen hartweefsel.

Isovorm van troponine T (CTNT) subeenheid (CTNT)

De cardiale isovorm van de subeenheid van de troponine is gecodeerd in drie verschillende genen, waarvan de ARNM alternatieve sneden en splices kan lijden die resulteren in de productie van isovormen met variabele sequenties aan de N- en C-terminale uiteinden.

Hoewel de hartspier van mensen 4 TNT -isovormen bevat, is er slechts één een kenmerk van het hartweefsel van een volwassene. Dit wordt gedetecteerd met specifieke antilichamen die zijn ontworpen tegen het N-terminale uiteinde van zijn aminooacidale volgorde.

De "nieuwe generatie" -tests voor de subuniditeit T van de hartisovorm besteden veel aandacht aan het feit dat enig gewond skeletweefsel deze isovorm opnieuw kan uiten, zodat kruisreacties kunnen worden verkregen met de antilichamen.

Referenties

1. Babuin, l., & Jaffe, een. S. (2005). Troponine: de favoriete biomarker voor de detectie van hartletsel. CMMAJ, 173(10), 1191-1202.
2. Collinson, p., Stubbs, p., & Kessler, een.-C. (2003). Multicenter evaluatie van de diagnostische waarde van cardiale troponine T, CK-MB-massa en myoglobine voor het beoordelen van patiënten met vermoedelijke acute coronaire syndromen in routine klinische praktijkpraktijk. Hart, 89, 280-286.
3. Farah, c., & Reinach, f. (negentienvijfennegentig). Het troponine -complex en regulatie van spiercontractie. Faseb, 9, 755-767.
4. Keller, T., Peetz, D., Tzikas, s., Roth, een., Czyz, E., Bickel, c.,... Blankenberg, s. (2009). Gevoelige troponine die ik test bij vroege diagnose van acute myocardiale infarcatie. The New England Journal of Medicine, 361(9), 868-877.
5. Ross, m., & Pawlina, W. (2006). Histologie. Een tekst en atlas met gecorreleerde cel- en moleculaire biologie (5e ed.)). Lippinott Williams & Wilkins.
6. Wakabayashi, t. (2015). Mechanisme van de calciumregulatie van spiercontractie. Bij het nastreven van zijn structurele basis. Proc. Jpn. Acade. Zijn. B, 91, 321-350.