Troponinegenskaper, struktur, funktioner och tester

Troponin Det är namnet som får ett protein som finns i skelett- och hjärtmuskeln hos ryggradsdjur, associerade med filamenten i muskelfibrerna och som har funktioner i regleringen av den kontraktila aktiviteten (sammandragning och muskelavslappning).

Muskelfibrer är cellerna som utgör muskelvävnaden, vars sammandragningskapacitet är baserad på interaktionen mellan filament som är ordnade och nära associerade inuti, och ockuperar det mesta av den cytoplasmiska volymen.

Grafisk representation av elementen i en tunn filament i muskelfibrer (källa: RAUL654, via Wikimedia Commons)

Dessa filament är kända som myofilament och det finns två klasser: tjockleken och tunna. Tjocka filament är sammansatta av myosin II -molekyler, medan tunna filament är kulaformade aktin eller aktin G -polymerer i samband med två andra proteiner.

Både aktin och myosin finns också i andra celler i människokroppen och andra organismer, endast i mycket mindre proportion och deltagande i olika processer såsom cellmigration, exocytos, i cytocinesis (under celldelning) och till och med i intracellulär vesikulär trafik.

Troponin och tropomiosin är de två proteinerna associerade med tunna aktinfilament som deltar i regleringen av sammandragning och avslappningsprocesser för myofibriller av muskelceller eller fibrer.

Verkningsmekanismerna genom vilka dessa två proteiner utövar sin funktion är relaterade till intracellulär kalciumkoncentration. Troponinregleringssystemet är ett av de mest kända systemen inom fysiologi och biokemi för skelettmuskelkontraktion.

Dessa proteiner är av stor betydelse för kroppen. För närvarande är det säkert känt att vissa familjer eller medfödda kardiomyopatier är produkten av mutationer i sekvensen av generna de kodar för antingen (troponin eller tropomiosin).

[TOC]

Egenskaper

Troponin är associerat med aktinet av tunna filament av muskelfibrer i skelett- och hjärtmuskel i ett stökiometriskt förhållande av 1 till 7, det vill säga en troponinmolekyl för varje 7 aktinmolekyler.

Detta protein, som stressat, finns exklusivt i filamenten som finns i myofibrillerna i skelett- och hjärtstrierade muskelfibrer, och inte i de glatta muskelfibrerna som utgör vaskulära och viscerala musklerna.

Det är tänkt av vissa författare som Tropomiosine Regulatory Protein. Så här har den fackliga platser för interaktion med aktinmolekyler, vilket ger det förmågan att reglera dess interaktion med myosin av tjocka filament.

Kan tjäna dig: Aldohexosa: Molekylstruktur och exempel

I myofilament är förhållandet mellan troponin- och tropomiosmolekyler 1 till 1, vilket innebär att för varje troponinkomplex som finns finns det en tropomiosmolekyl associerad med detta.

Strukturera

Troponin är ett proteinkomplex bestående av tre olika kulaformade underenheter som kallas troponin I, troponin C och troponin T, som tillsammans lägger till, mer eller mindre, 78 kDa.

I människokroppen finns det vävnadsspecifika varianter för var och en av dessa underenheter, som skiljer sig från varandra på den genetiska och molekylära nivån (med avseende på generna som kodar dem), som på strukturell nivå (med avseende på deras aminosyra sekvenser).

Representation av en av underenheterna i troponin (källa: Jawahar Swaminathan och MSD -personal vid European Bioinformatics Institute [Public Domain] via Wikimedia Commons)

Toponin C eller TNC är den minsta av de tre underenheterna och kanske en av de viktigaste. Den har 18 kDa molekylvikt och har platser för att gå med i kalcium (CA2+).

T eller TNT -troponin är den som har unionsplatserna för att förankra komplexet av de tre underenheterna till tropomiosin och har 30 kDa molekylvikt; Det är också känt som T -Subunit eller Tropomiosine Junction.

Troponin I eller TNI, av drygt 180 aminosyravfall, har samma molekylvikt som troponin T, men i sin struktur har det de speciella platserna att gå med i aktinen, vilket blockerar interaktionen mellan det senare och myosin, som är det fenomen som är ansvarigt för fenomenet för sammandragning av muskelfibrer.

Många läroböcker hänvisar till denna underenhet som hämmande underenhet och som den molekylära "pastan" mellan de tre underenheterna av troponin. Dess förmåga att förena till aktin och dess hämmande aktivitet förbättras av dess associering med tropomiosin, medierad av TNT -underenhet.

Det har visats att i underenhet I definieras regionen för sekvensen som ansvarar för hämningen av en central peptid av 12 aminosyravfall mellan positionerna 104 och 115; och att den C-terminala underenheten också har en funktion under hämning.

Funktioner

Troponins huvudfunktion i muskelkontraktion beror på dess förmåga att gå med i kalcium, eftersom detta protein är den enda komponenten i tunna filament i den strierade muskeln som den här egenskapen har.

I frånvaro av troponin kan tunna filament förenas med tjocka filament och sammandragning, oavsett intracellulär kalciumkoncentration, så funktionen av troponin är att undvika sammandragning i frånvaro av kalcium genom dess associering med tropomiosin.

Kan tjäna dig: ovuliparos

Således spelar troponin en viktig roll i upprätthållandet av muskelavslappning när det inte finns tillräckligt med intracellulärt kalcium och i muskelkontraktion när den nervösa elektriska stimulansen tillåter kalciuminträde i muskelfiber.

Hur händer detta?

I skelett- och hjärtstrierade muskler inträffar muskelkontraktion tack vare interaktionen mellan tunna och tjocka filament som glider över varandra.

I cellerna i dessa muskler är kalcium viktigt för den verkande-mulosininteraktionen (tunna och tjocka filament), eftersom unionens platser i aktinet för myosin är "dolda" av den gemensamma verkan av tropomiosin och troponin, vilket är vad som svarar till kalcium.

Kalciumjonerna som kommer från sarkoplasmatisk retikulum (den endoplasmiska retikulum av muskelfibrerna) binder till underenheten C i troponinet, som neutraliserar hämningen medierad av troponinet och muskelkontraktionen utlöses utlöses.

"Neutraliseringen" av hämningen orsakad av underenhet I förekommer efter föreningen av kalcium till underenhet C, som genererar en konformationell förändring som sprider sig mellan de tre underenheterna och tillåter dess dissociation av både aktinmolekyler och tropomiosin.

Denna dissociation mellan troponin, tropomiosin och aktin avslöjar i Actin unionsplatserna för myosin. Det är då de sistnämnda globulära huvuden kan interagera med aktinfibrerna och initiera den ATP-beroende sammandragningen på grund av förskjutning av en filament över den andra.

Troponintest

Troponin är den föredragna biomarkören för upptäckt av hjärtskador. Därför används troponintestet i stor utsträckning i den biokemiska, tidiga och/eller förebyggande diagnosen, av vissa hjärtatologiska tillstånd såsom akut hjärtinfarkt.

Många behandlande läkare anser att detta test underlättar beslut -att fatta med avseende på vad de ska göra och vilken behandling man ska administrera patienter som har bröstsmärta.

I allmänhet är det relaterat till detektering av T och I -underenheter i troponinet, eftersom troponin C ISFORA också finns i skelettmusklerna med långsam sammandragning; det vill säga det är inte specifikt för hjärtat.

Vad är troponintestet baserat?

Troponintest är vanligtvis en immunstudie som upptäcker hjärtisoformer av T och I -underenheter av troponin. Sedan är det baserat på skillnaderna som finns mellan båda isoformerna.

Kan tjäna dig: proteinsyntes

Isoform av toponin I (CTNI) subenhet (CTNI)

I muskelvävnaden i myokardiet finns det bara en isoform av underenheten I i troponinet, kännetecknat av närvaron av en post-translationell "svans" av 32 aminosyror vid dess N-terminala ände.

Denna isoform upptäcks tack vare utvecklingen av specifika monoklonala antikroppar som inte känner igen andra icke-hjärtasoformer, eftersom aminosyrasvansen är mer eller mindre 50% annorlunda från andra isoformer.

CTNI uttrycks inte i skadade tyger, men är exklusivt för vuxen hjärtvävnad.

Isoform av troponin T (CTNT) subenhet (CTNT)

Hjärtisoformen av underenheten T av troponinet kodas i tre olika gener, vars ARNM kan drabbas av alternativa snitt och skarvar som resulterar i produktion av isoformer med variabla sekvenser vid N-Terminaländarna.

Även om hjärtmuskeln hos människor innehåller 4 TNT -isoformer, är bara en en egenskap hos en vuxens hjärtvävnad. Detta detekteras med specifika antikroppar utformade mot den N-terminala änden av dess aminooacidala sekvens.

"Nya generation" -tester för subuniditeten t i hjärtisoformen ägnar mycket uppmärksamhet åt det faktum att en del skadad skelettvävnad kan återutföra denna isoform, så korsreaktioner kan erhållas med antikropparna.

Referenser

1. Babuin, L., & Jaffe, a. S. (2005). Troponin: den valda biomarkören för upptäckt av hjärtskada. Cmaj, 173(10), 1191-1202.
2. Collinson, s., Stubbs, s., & Kessler, a.-C. (2003). Multicentre utvärdering av det diagnostiska värdet av hjärttroponin T, CK-MB-massa och myoglobin för att utvärdera patienter med misstänkta akuta koronarsyndrom i rutinmässig klinisk praxis. Hjärta, 89, 280-286.
3. Farah, c., & Ininach, f. (nittonhundranittiofem). Troponinkomplexet och regleringen av muskelkontraktion. Faseb, 9, 755-767.
4. Keller, t., Peetz, D., Tzikas, s., Roth, a., Czyz, e., Bickel, c.,... Blankenberg, s. (2009). Känslig troponin I Analys vid tidig diagnos av akut hjärtinfarkt. New England Journal of Medicine, 361(9), 868-877.
5. Ross, m., & Pawlina, W. (2006). Histologi. En text och atlas med korrelerad cell- och molekylärbiologi (5: e upplagan.). Lippinott Williams & Wilkins.
6. Wakabayashi, t. (2015). Mekanism för kalciumreglering av muskelkontraktion. I strävan efter sin strukturella grund. Proc. Jpn. Akad. Vara. B, 91, 321-350.