TROPONIN: ÖZELLIKLER, YAPI, FONKSIYONLAR VE TEST - BIYOLOJI - 2025

Troponin , omurgalıların iskelet ve kalp kaslarında bulunan, kas liflerindeki liflerle ilişkili ve kasılma aktivitesinin düzenlenmesinde (kas kasılması ve gevşeme) işlevleri olan bir proteine ​​verilen addır.

Kas lifleri, sitoplazmik hacmin çoğunu kaplayan, kasılma kapasitesi sıralı ve içlerinde yakından ilişkili olan filamentler arasındaki etkileşime dayanan kas dokusunu oluşturan hücrelerdir.

Kas liflerindeki ince bir filamentin elementlerinin grafik gösterimi (Kaynak: Raul654, Wikimedia Commons aracılığıyla)

Bu filamentler miyofilamentler olarak bilinir ve iki sınıf vardır: kalın ve ince. Kalın filamentler, miyosin II moleküllerinden oluşurken, ince filamentler, diğer iki proteinle birlikte globüler aktin veya G-aktin polimerleridir.

Hem aktin hem de miyozin, insan vücudunun ve diğer organizmaların diğer hücrelerinde de bulunur, yalnızca çok daha küçük bir oranda ve hücre göçü, ekzositoz gibi farklı süreçlere, sitokinezde (hücre bölünmesi sırasında) ve hatta hücre içi veziküler trafik.

Troponin ve tropomiyosin, kas hücrelerinin veya liflerinin miyofibrillerinin kasılma ve gevşeme süreçlerinin düzenlenmesine katılan ince aktin filamentleriyle ilişkili iki proteindir.

Bu iki proteinin işlevlerini yerine getirdiği etki mekanizmaları, kalsiyumun hücre içi konsantrasyonuyla ilgilidir. Troponin düzenleyici sistem, iskelet kası kasılmasının fizyolojisi ve biyokimyasında en iyi bilinen sistemlerden biridir.

Bu proteinler vücut için çok önemlidir. Şu anda, bazı ailesel veya konjenital kardiyomiyopatilerin, ikisinden birini (troponin veya tropomiyosin) kodlayan genlerin dizisindeki mutasyonların ürünü olduğu kesin olarak bilinmektedir.

karakteristikleri

Troponin, iskelet ve kalp kasında kas liflerinin ince iplikçiklerinde bulunan, 1'den 7'ye, yani her 7 aktin molekülü için bir troponin molekülü olan stoikiometrik oranda aktin ile ilişkilidir.

Bu protein, vurgulandığı gibi, vasküler ve viseral kasları oluşturan düz kas liflerinde değil, yalnızca iskelet ve kalp çizgili kas liflerinin miyofibrillerinde bulunan liflerde bulunur.

Bazı yazarlar tarafından tropomiyozinin düzenleyici proteini olarak düşünülmüştür. Bunun gibi, aktin molekülleri ile etkileşim için bağlanma alanlarına sahiptir, bu da ona kalın filamentlerin miyozini ile etkileşimini düzenleme yeteneği verir.

Miyofilamentlerde, troponin ve tropomiyosin molekülleri arasındaki oran 1'e 1'dir, bu da var olan her troponin kompleksi için onunla ilişkili bir tropomiyosin molekülü olduğu anlamına gelir.

yapı

Troponin, troponin I, troponin C ve troponin T olarak bilinen üç farklı küresel alt birimden oluşan ve birlikte az ya da çok 78 kDa'ya ulaşan bir protein kompleksidir.

İnsan vücudunda, bu alt birimlerin her biri için, hem genetik hem de moleküler düzeyde (onları kodlayan genlere göre) ve yapısal düzeyde (amino asit dizilerine göre) birbirinden farklı olan dokuya özgü varyantlar vardır.

Troponin alt birimlerinden birinin temsili (Kaynak: Jawahar Swaminathan ve MSD personeli, Wikimedia Commons aracılığıyla Avrupa Biyoinformatik Enstitüsü)

Troponin C veya TnC, üç alt birimin en küçüğü ve belki de en önemlilerinden biridir. 18 kDa moleküler ağırlığa sahiptir ve kalsiyumu (Ca2 +) bağlayacak yerleri vardır.

Troponin T veya TnT, üç alt birimin kompleksini tropomiyosine sabitlemek için bağlanma bölgelerine sahip olandır ve moleküler ağırlığı 30 kDa'dır; aynı zamanda T alt birimi veya tropomiyosin bağlayıcı alt birimi olarak da bilinir.

180'den biraz fazla amino asit kalıntısı içeren Troponin I veya TnI, troponin T ile aynı moleküler ağırlığa sahiptir, ancak yapısında aktine bağlanmak için özel alanlara sahiptir ve ikincisi ile miyozin arasındaki etkileşimi bloke eder. kas liflerinin kasılmasından sorumlu olan fenomen.

Birçok ders kitabı, bu alt birimden inhibitör alt birim ve troponinin üç alt birimi arasındaki moleküler "yapıştırıcı" olarak söz eder. Aktine bağlanma yeteneği ve inhibe edici aktivitesi, TnT alt biriminin aracılık ettiği tropomiyosin ile birleşmesiyle artar.

Alt birim I'de inhibisyondan sorumlu sekans bölgesinin, 104 ve 115 pozisyonları arasında 12 amino asit kalıntısından oluşan bir merkezi peptit tarafından tanımlandığı gösterilmiştir; ve alt birimin C-terminal bölgesinin de inhibisyon sırasında bir rolü vardır.

Özellikleri

Troponin'in kas kasılmasındaki ana rolü, kalsiyum bağlama yeteneğine bağlıdır, çünkü bu protein, iskelet kasında bu özelliğe sahip olan ince liflerin tek bileşenidir.

Troponin yokluğunda, ince filamentler, hücre içi kalsiyum konsantrasyonundan bağımsız olarak kalın filamentlere bağlanabilir ve büzüşebilir, bu nedenle troponinin işlevi, tropomiyosin ile ilişkisi yoluyla kalsiyum yokluğunda büzülmeyi önlemektir.

Bu nedenle, troponin, yeterli hücre içi kalsiyum olmadığında kas gevşemesinin sürdürülmesinde ve elektriksel sinir uyarısı kalsiyumun kas lifine girmesine izin verdiğinde kas kasılmasında önemli bir rol oynar.

Bu nasıl olur?

İskelet ve kalp çizgili kaslarda birbiri üzerine kayan ince ve kalın lifler arasındaki etkileşim sayesinde kas kasılması meydana gelir.

Bu kasların hücrelerinde kalsiyum, aktin-miyozin etkileşiminin (ince ve kalın filamentler) oluşması için gereklidir, çünkü miyozin için aktin bağlanma yerleri tropomiyosinin eklem etkisiyle "gizlenir" ve Kalsiyuma cevap veren troponin.

Sarkoplazmik retikulumdan (kas liflerinin endoplazmik retikulumu) gelen kalsiyum iyonları troponinin C alt birimine bağlanarak troponin aracılı inhibisyonu nötralize eder ve kas kasılmasını tetikler.

Alt birim I'in neden olduğu inhibisyonun "nötralizasyonu", kalsiyumun alt birim C'ye bağlanmasından sonra meydana gelir; bu, üç alt birim arasında yayılan ve bunların hem aktin hem de tropomiyosin moleküllerinden ayrılmasına izin veren konformasyonel bir değişiklik oluşturur. .

Troponin, tropomiyosin ve aktin arasındaki bu ayrışma, aktin üzerindeki miyozinin bağlanma yerlerini ortaya çıkarır. Bu durumda, ikincisinin küresel kafaları aktin lifleri ile etkileşime girebilir ve bir filamentin diğerinin üzerine yer değiştirmesiyle ATP'ye bağlı kasılmayı başlatabilir.

Troponin testi

Troponin, kardiyak lezyonların saptanması için tercih edilen biyobelirteçtir. Bu nedenle troponin testi, akut miyokard enfarktüsü gibi bazı kardiyak patolojik durumların biyokimyasal, erken ve / veya önleyici teşhisinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Bu test, göğüs ağrısı olan hastalara ne yapılacağı ve hangi tedavinin uygulanacağı konusunda karar vermede yardımcı olmak için tedavi eden birçok doktor tarafından bulunur.

Troponin C izoformu yavaş seğiren iskelet kaslarında da bulunduğundan, genellikle troponin T ve I alt birimlerinin saptanmasıyla ilişkilidir; yani kalbe özgü değildir.

Troponin testi neye dayanır?

Troponin testi genellikle troponinin T ve I alt birimlerinin kardiyak izoformlarını saptayan immünolojik bir testtir. Bu nedenle, her iki izoform arasında var olan farklılıklara dayanmaktadır.

Troponin I alt biriminin (cTnI) izoformu

Miyokardiyal kas dokusunda, N-terminal ucunda 32 amino asitlik bir post-translasyonel "kuyruğun" varlığı ile karakterize edilen, troponin I alt biriminin yalnızca bir izoformu vardır.

Bu izoform, diğer kardiyak olmayan izoformları tanımayan spesifik monoklonal antikorların geliştirilmesi sayesinde tespit edilir, çünkü amino asit kuyruğu diğer izoformların uçlarından aşağı yukarı% 50 farklıdır.

CTnI hasarlı dokularda ifade edilmez, ancak yetişkin kalp dokusuna özgüdür.

Troponin T alt biriminin (cTnT) izoformu

Troponin T alt biriminin kardiyak izoformu, üç farklı gende kodlanır; mRNA'ları, N ve C terminallerinde değişken dizilerle izoformların üretilmesiyle sonuçlanan alternatif birleştirme işlemine maruz kalabilir.

İnsan kalp kası 4 izoform TnT içermesine rağmen, sadece biri yetişkin kalp dokusunun karakteristiğidir. Bu, amino asit dizisinin N-terminal ucuna karşı tasarlanmış özel antikorlarla tespit edilir.

Kardiyak izoformun T alt birimi için "gelecek nesil" testleri, bazı yaralı iskelet kası dokusunun bu izoformu yeniden eksprese edebildiği ve böylece antikorlarla çapraz reaksiyon elde edilebildiği gerçeğine çok dikkat eder.

Referanslar

1. Babuin, L. ve Jaffe, AS (2005). Troponin: Kardiyak hasarın saptanması için tercih edilen biyobelirteç. CMAJ, 173 (10), 1191-1202.
2. Collinson, P., Stubbs, P. ve Kessler, A.-C. (2003). Rutin klinik uygulamada şüpheli akut koroner sendromlu hastaların değerlendirilmesi için kardiyak troponin T, CK-MB kütlesi ve miyoglobinin tanısal değerinin çok merkezli değerlendirmesi. Kalp, 89, 280–286.
3. Farah, C. ve Reinach, F. (1995). Troponin kompleksi ve kas kasılmasının düzenlenmesi. FASEB, 9, 755–767.
4. Keller, T., Peetz, D., Tzikas, S., Roth, A., Czyz, E., Bickel, C.,… Blankenberg, S. (2009). Akut Miyokard Enfarktüsünün Erken Teşhisinde Hassas Troponin I Testi. New England Tıp Dergisi, 361 (9), 868–877.
5. Ross, M. ve Pawlina, W. (2006). Histoloji. İlişkili hücre ve moleküler biyoloji ile bir Metin ve Atlas (5. baskı). Lippincott Williams ve Wilkins.
6. Wakabayashi, T. (2015). Kas kasılmasının kalsiyum düzenlemesinin mekanizması. Yapısal temelinin peşinde. Proc. Jpn. Acad. Seri B, 91, 321-350.