TROPONIN: MGA KATANGIAN, ISTRAKTURA, PAG-ANDAR AT PAGSUBOK - BIOLOGY - 2026

Ang Troponin ay ang pangalan na ibinigay sa isang protina na naroroon sa kalansay at puso ng kalamnan ng mga vertebrates, na nauugnay sa mga filament sa mga fibers ng kalamnan at kung saan ay may mga pag-andar sa regulasyon ng aktibidad ng contrile (pag-urong ng kalamnan at pagpapahinga).

Ang mga fibers ng kalamnan ay ang mga cell na bumubuo ng tisyu ng kalamnan, na ang kapasidad ng pag-urong ay batay sa pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga filament na iniutos at malapit na nauugnay sa loob, na sinasakop ang karamihan sa dami ng cytoplasmic.

Ang graphic na representasyon ng mga elemento ng isang manipis na filament sa mga fibers ng kalamnan (Pinagmulan: Raul654, sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang mga filamentong ito ay kilala bilang myofilament at mayroong dalawang klase: makapal at payat. Ang makapal na mga filament ay binubuo ng mga molekulang myosin II, habang ang manipis na mga filament ay polimer ng globular actin o G actin na may kaugnayan sa dalawang iba pang mga protina.

Ang parehong actin at myosin ay matatagpuan din sa iba pang mga selula ng katawan ng tao at iba pang mga organismo, lamang sa isang mas maliit na proporsyon at nakikilahok sa iba't ibang mga proseso tulad ng paglilipat ng cell, exocytosis, sa cytokinesis (sa panahon ng cell division) at kahit na sa trapiko ng intracellular vesicular.

Ang Troponin at tropomyosin ay ang dalawang protina na nauugnay sa manipis na mga filament ng actin na nakikilahok sa regulasyon ng mga proseso ng pag-urong at pagpapahinga ng myofibrils ng mga cell ng kalamnan o fibers.

Ang mga mekanismo ng pagkilos kung saan ang dalawang protina na ito ay nagsasagawa ng kanilang pag-andar ay nauugnay sa intracellular konsentrasyon ng calcium. Ang sistema ng regulasyon ng troponin ay isa sa mga pinakamahusay na kilalang mga sistema sa pisyolohiya at biochemistry ng pag-urong ng kalamnan ng kalansay.

Ang mga protina na ito ay may kahalagahan para sa katawan. Sa kasalukuyan, kilala ito ng sigurado na ang ilang pamilya o congenital cardiomyopathies ay produkto ng mga mutasyon sa pagkakasunud-sunod ng mga gen na code para sa alinman sa dalawa (troponin o tropomyosin).

katangian

Ang Troponin ay nauugnay sa actin sa manipis na mga filament ng mga fibers ng kalamnan sa kalansay at kalamnan ng puso sa isang stoichiometric na ratio na 1 hanggang 7, iyon ay, isang molekula ng troponin para sa bawat 7 mga molekula ng actin.

Ang protina na ito, tulad ng na-highlight, ay natagpuan ng eksklusibo sa mga filament na nilalaman sa loob ng myofibrils ng skeletal at cardiac striated na mga fibers ng kalamnan, at hindi sa makinis na mga fibers ng kalamnan na bumubuo sa mga vascular at visceral na kalamnan.

Ito ay ipinaglihi ng ilang mga may-akda bilang protina ng regulator ng tropomyosin. Tulad nito, mayroon itong mga nagbubuklod na mga site para sa pakikipag-ugnay sa mga molekula ng actin, na nagbibigay ng kakayahang umayos ang pakikipag-ugnay nito sa myosin ng makapal na mga filament.

Sa myofilaments, ang ratio sa pagitan ng mga molekula ng troponin at tropomyosin ay 1 hanggang 1, na nangangahulugang para sa bawat troponin complex na umiiral mayroong isang molekulang tropomyosin na nauugnay dito.

Istraktura

Ang Troponin ay isang kumplikadong protina na binubuo ng tatlong magkakaibang mga globular subunits na kilala bilang troponin I, troponin C, at troponin T, na magkasama ay nagdaragdag ng higit pa o mas kaunti sa 78 kDa.

Sa katawan ng tao ay may mga pagkakaiba-iba ng tisyu para sa bawat isa sa mga subunit na ito, na naiiba sa bawat isa kapwa sa isang genetic at molekular na antas (na may paggalang sa mga gen na naka-encode sa kanila), at sa isang istruktura na antas (na may paggalang sa kanilang mga pagkakasunud-sunod ng amino acid).

Ang kinatawan ng isa sa mga sub-sub sa Troponin (Pinagmulan: Jawahar Swaminathan at kawani ng MSD sa European Bioinformatics Institute sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang Troponin C o TnC ay ang pinakamaliit sa tatlong mga subunits at marahil ang isa sa pinakamahalaga. Mayroon itong 18 kDa molekular na timbang at may mga site upang magbigkis ng calcium (Ca2 +).

Ang Troponin T o TnT ay ang isa na may mga nagbubuklod na mga site upang maiangkin ang kumplikado ng tatlong mga subunit sa tropomyosin at may molekular na bigat na 30 kDa; kilala rin ito bilang T subunit o tropomyosin na nagbubuklod na mga subunit.

Ang Troponin I o TnI, na may kaunting higit sa 180 na mga residu ng amino acid, ay may parehong timbang na molekular bilang troponin T, ngunit sa istraktura nito ay mayroong mga espesyal na site na magbigkis sa actin, na humaharang sa pakikipag-ugnayan sa pagitan ng huli at myosin, na kung saan ay ang kababalaghan na responsable para sa pag-urong ng mga fibers ng kalamnan.

Maraming mga aklat-aralin ang tumutukoy sa subunit na ito bilang ang mga subunit ng koneksyon at bilang molekular na "kola" sa pagitan ng tatlong mga subunits ng troponin. Ang kakayahang magbigkis sa actin at ang aktibidad ng pag-iingat nito ay pinahusay ng pakikipag-ugnay nito sa tropomyosin, na pinagsama ng TnT subunit.

Ipinakita na, sa subunit I, ang rehiyon ng pagkakasunud-sunod na responsable para sa pagsugpo ay tinukoy ng isang sentral na peptide ng 12 na mga residu ng amino acid sa pagitan ng mga posisyon na 104 at 115; at na ang rehiyon ng C-terminal ng subunit ay may papel din sa pagbabawal.

Mga Tampok

Ang pangunahing papel ng Troponin sa pag-urong ng kalamnan ay nakasalalay sa kakayahang magbigkis ng kaltsyum, dahil ang protina na ito ay ang tanging sangkap ng manipis na mga filament sa kalamnan ng kalansay na may ganitong pag-aari.

Sa kawalan ng troponin, ang mga manipis na filament ay nakakagapos sa makapal na mga filament at kontrata, anuman ang intracellular calcium konsentrasyon, kaya ang pag-andar ng troponin ay upang maiwasan ang pag-urong sa kawalan ng calcium sa pamamagitan ng pagkakaugnay nito sa tropomyosin.

Sa gayon, ang troponin ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa pagpapanatili ng pag-relaks ng kalamnan kapag walang sapat na intrasellular calcium, at sa pag-urong ng kalamnan kapag pinapayagan ng stimulasyong nerve nerve ang kaltsyum na pumasok sa fibre ng kalamnan.

Paano ito nangyari?

Sa skeletal at cardiac striated na kalamnan, ang pag-urong ng kalamnan ay nangyayari salamat sa pakikipag-ugnayan sa pagitan ng manipis at makapal na mga filament na dumulas sa bawat isa.

Sa mga cell ng mga kalamnan na ito, ang calcium ay mahalaga para sa pakikipag-ugnay sa actin-myosin (manipis at makapal na mga filament) na mangyari, dahil ang mga site na nagbubuklod ng actin para sa myosin ay "nakatago" ng magkasanib na pagkilos ng tropomyosin at troponin, na kung saan ay ang tumugon sa calcium.

Ang mga ion ng calcium mula sa sarcoplasmic reticulum (ang endoplasmic reticulum ng mga fibers ng kalamnan) ay nagbubuklod sa C subunit ng troponin, pag-neutralize ng pag-inhibit ng troponin-mediated at pag-trigger ng pag-urong ng kalamnan.

Ang "neutralization" ng pagsugpo na dulot ng subunit ay nangyayari pagkatapos ng pag-iikot ng kaltsyum sa subunit C, na bumubuo ng isang pagbagay sa pagbabago na kumakalat sa pagitan ng tatlong mga subunits at pinapayagan ang kanilang pag-iisa mula sa parehong mga actin at tropomyosin molecules .

Ang pagkakaalam na ito sa pagitan ng troponin, tropomyosin, at actin ay nagpapakita ng mga nagbubuklod na site para sa myosin sa actin. Ito ay pagkatapos na ang globular head ng huli ay maaaring makipag-ugnay sa mga actin fibers at simulan ang pag-urong ng ATP-depend sa pamamagitan ng pag-alis ng isang filament sa iba pa.

Pagsubok sa Troponin

Ang Troponin ay ang ginustong biomarker para sa pagtuklas ng mga sugat sa puso. Para sa kadahilanang ito, ang troponin test ay malawakang ginagamit sa biochemical, maaga at / o pag-iwas sa pagsusuri ng ilang mga kondisyon ng pathological ng puso tulad ng talamak na myocardial infarction.

Ang pagsubok na ito ay natagpuan ng maraming mga nagpapagamot sa mga manggagamot na makakatulong na gumawa ng mga pagpapasya tungkol sa kung ano ang gagawin at kung anong paggamot ang ibibigay sa mga pasyente na may sakit sa dibdib.

Ito ay karaniwang nauugnay sa pagtuklas ng troponin T at I subunits, dahil ang troponin C isoform ay matatagpuan din sa mga mabagal na kalamnan ng kalansay; iyon ay, hindi ito tiyak sa puso.

Ano ang pagsubok sa troponin batay sa?

Ang troponin test ay karaniwang isang immunological test na nakikita ang cardiof isoforms ng T at I subunits ng troponin. Kaya, batay ito sa mga pagkakaiba-iba na umiiral sa pagitan ng parehong isoform.

Isoform ng troponin I subunit (cTnI)

Sa myocardial muscle tissue mayroong isang isoform ng troponin I subunit, na nailalarawan sa pamamagitan ng pagkakaroon ng isang 32 amino acid post-translational "buntot" sa dulo ng N-terminal nito.

Ang isoform na ito ay napansin salamat sa pagbuo ng mga tiyak na monoclonal antibodies na hindi kinikilala ang iba pang mga isoform na di-cardiac, dahil ang buntot ng amino acid ay higit pa o mas mababa sa 50% naiiba mula sa mga dulo ng iba pang mga isoform.

Ang CTnI ay hindi ipinahayag sa mga nasira na mga tisyu, ngunit natatangi sa may sapat na gulang na tisyu ng puso.

Isoform ng troponin T subunit (cTnT)

Ang cardiac isoform ng troponin T subunit ay naka-encode sa tatlong magkakaibang mga gene, ang mga mRNA na maaaring sumailalim sa alternatibong paghahati na nagreresulta sa paggawa ng mga isoform na may variable na pagkakasunud-sunod sa N- at C-termini.

Bagaman ang kalamnan ng puso ng tao ay naglalaman ng 4 isoforms ng TnT, isa lamang ang katangian ng tisyu ng may sapat na gulang. Ito ay napansin na may mga tukoy na antibodies na idinisenyo laban sa dulo ng N-terminal ng pagkakasunod-sunod ng amino acid.

Ang mga "susunod na henerasyon" na pagsusuri para sa T subunit ng isterorm ng puso ay bigyang-pansin ang katotohanan na ang ilang mga nasugatan na kalamnan ng kalamnan ng kalamnan ay maaaring ipahayag muli ang isoform na ito, sa gayon ang maaaring makuha ang cross-reaksyon sa mga antibodies.

Mga Sanggunian

1. Babuin, L., & Jaffe, AS (2005). Troponin: ang biomarker na pagpipilian para sa pagtuklas ng pinsala sa puso. CMAJ, 173 (10), 1191-1202.
2. Collinson, P., Stubbs, P., & Kessler, A.-C. (2003). Maramihang pagsusuri ng diagnostic na halaga ng cardiac troponin T, CK-MB mass, at myoglobin para sa pagtatasa ng mga pasyente na may pinaghihinalaang talamak na coronary syndromes sa nakagawiang klinikal na kasanayan. Puso, 89, 280–286.
3. Farah, C., & Reinach, F. (1995). Ang troponin complex at regulasyon ng pag-urong ng kalamnan. FASEB, 9, 755-77.
4. Keller, T., Peetz, D., Tzikas, S., Roth, A., Czyz, E., Bickel, C., … Blankenberg, S. (2009). Sensitive Troponin I Assay sa Maagang Diagnosis ng Acute Myocardial Infarction. Ang New England Journal of Medicine, 361 (9), 868–877.
5. Ross, M., & Pawlina, W. (2006). Kasaysayan. Isang Teksto at Atlas na may correlated cell at molekular na biology (5th ed.). Lippincott Williams & Wilkins.
6. Wakabayashi, T. (2015). Mekanismo ng kaltsyum-regulasyon ng pag-urong ng kalamnan. Sa pagsunod sa batayan ng istruktura nito. Proseso. Jpn. Acad. Ser B, 91, 321-350.