TROPONIN: ĐẶC ĐIỂM, CẤU TRÚC, CHỨC NĂNG VÀ THỬ NGHIỆM - SINH HỌC - 2026

Troponin là tên được đặt cho một loại protein có trong cơ xương và cơ tim của động vật có xương sống, liên kết với các sợi trong sợi cơ và có chức năng điều hòa hoạt động co bóp (co và giãn cơ).

Sợi cơ là những tế bào tạo nên mô cơ, khả năng co của chúng dựa trên sự tương tác giữa một số sợi cơ có trật tự và liên kết chặt chẽ bên trong, chiếm phần lớn thể tích tế bào chất.

Biểu diễn đồ họa của các phần tử của một sợi mảnh trong sợi cơ (Nguồn: Raul654, qua Wikimedia Commons)

Những sợi này được gọi là myofilaments và có hai lớp: dày và mỏng. Các sợi dày được cấu tạo bởi các phân tử myosin II, trong khi các sợi mỏng là các polyme của actin hình cầu hoặc actin G liên kết với hai protein khác.

Cả actin và myosin cũng được tìm thấy trong các tế bào khác của cơ thể người và các sinh vật khác, chỉ với một tỷ lệ nhỏ hơn nhiều và tham gia vào các quá trình khác nhau như di chuyển tế bào, xuất bào, trong cytokinesis (trong quá trình phân chia tế bào) và thậm chí trong giao thông dạng thấu kính nội bào.

Troponin và tropomyosin là hai protein liên kết với các sợi actin mỏng, tham gia vào quá trình điều chỉnh quá trình co và giãn của các myofibrils của tế bào cơ hoặc sợi.

Cơ chế hoạt động của hai loại protein này có liên quan đến nồng độ canxi trong tế bào. Hệ thống điều hòa troponin là một trong những hệ thống được biết đến nhiều nhất trong sinh lý và hóa sinh của sự co cơ xương.

Những protein này có tầm quan trọng lớn đối với cơ thể. Hiện tại, người ta đã biết chắc chắn rằng một số bệnh cơ tim bẩm sinh hoặc gia đình là sản phẩm của đột biến trong trình tự của các gen mã cho một trong hai (troponin hoặc tropomyosin).

nét đặc trưng

Troponin liên kết với actin trong các sợi mỏng của sợi cơ ở cơ xương và cơ tim theo tỷ lệ cân bằng từ 1 đến 7, tức là cứ 7 phân tử actin thì có một phân tử troponin.

Protein này, như đã được nhấn mạnh, chỉ được tìm thấy trong các sợi chứa trong myofibrils của sợi cơ vân và tim, chứ không phải trong các sợi cơ trơn tạo nên mạch máu và cơ nội tạng.

Nó được một số tác giả quan niệm là protein điều hòa của tropomyosin. Giống như vậy, nó có các vị trí liên kết để tương tác với các phân tử actin, cho phép nó có khả năng điều chỉnh sự tương tác của nó với myosin của các sợi dày.

Trong myofilaments, tỷ lệ giữa các phân tử troponin và tropomyosin là 1: 1, có nghĩa là đối với mỗi phức hợp troponin tồn tại có một phân tử tropomyosin liên kết với nó.

Kết cấu

Troponin là một phức hợp protein được tạo thành từ ba tiểu đơn vị hình cầu khác nhau được gọi là troponin I, troponin C và troponin T, chúng cộng lại với nhau tối đa 78 kDa.

Trong cơ thể con người, có các biến thể mô cụ thể cho mỗi tiểu đơn vị này, chúng khác nhau ở cả cấp độ di truyền và phân tử (đối với các gen mã hóa chúng) và ở cấp độ cấu trúc (đối với trình tự axit amin của chúng).

Đại diện của một trong các tiểu đơn vị Troponin (Nguồn: Jawahar Swaminathan và nhân viên MSD tại Viện Tin sinh học Châu Âu qua Wikimedia Commons)

Troponin C hoặc TnC là đơn vị nhỏ nhất trong ba đơn vị con và có lẽ là một trong những đơn vị quan trọng nhất. Nó có trọng lượng phân tử 18 kDa và có các vị trí liên kết với canxi (Ca2 +).

Troponin T hoặc TnT là chất có các vị trí liên kết để neo phức hợp của ba tiểu đơn vị vào tropomyosin và có trọng lượng phân tử là 30 kDa; nó còn được gọi là tiểu đơn vị T hoặc tiểu đơn vị liên kết tropomyosin.

Troponin I hoặc TnI, với ít hơn 180 gốc axit amin, có cùng trọng lượng phân tử với troponin T, nhưng trong cấu trúc của nó, nó có các vị trí đặc biệt để liên kết với actin, ngăn chặn sự tương tác giữa axit amin sau và myosin, đó là hiện tượng gây ra sự co lại của các sợi cơ.

Nhiều sách giáo khoa gọi tiểu đơn vị này là tiểu đơn vị ức chế và là "chất keo" phân tử giữa ba tiểu đơn vị của troponin. Khả năng liên kết với actin và hoạt động ức chế của nó được tăng cường nhờ liên kết với tropomyosin, qua trung gian của tiểu đơn vị TnT.

Người ta đã chỉ ra rằng, trong tiểu đơn vị I, vùng của trình tự chịu trách nhiệm về sự ức chế được xác định bởi một peptit trung tâm của 12 gốc axit amin giữa vị trí 104 và 115; và vùng tận cùng C của tiểu đơn vị cũng có vai trò trong quá trình ức chế.

Đặc trưng

Vai trò chính của troponin trong việc co cơ phụ thuộc vào khả năng liên kết với canxi của nó, vì protein này là thành phần duy nhất của các sợi mảnh trong cơ xương có đặc tính này.

Khi không có troponin, các sợi mỏng có thể liên kết với các sợi dày và co lại, không phụ thuộc vào nồng độ canxi nội bào, vì vậy chức năng của troponin là ngăn cản sự co lại khi không có canxi thông qua sự liên kết của nó với tropomyosin.

Vì vậy, troponin đóng một vai trò quan trọng trong việc duy trì sự giãn cơ khi không có đủ canxi nội bào, và trong co cơ khi kích thích thần kinh điện cho phép canxi đi vào sợi cơ.

Làm thế nào điều này xảy ra?

Ở cơ vân và cơ tim, sự co cơ xảy ra do sự tương tác giữa các sợi mỏng và dày trượt qua nhau.

Trong tế bào của những cơ này, canxi cần thiết cho sự tương tác actin-myosin (sợi mỏng và dày), vì các vị trí liên kết actin với myosin bị "ẩn" bởi hoạt động chung của tropomyosin và troponin, là chất phản ứng với canxi.

Các ion canxi từ mạng cơ quan (lưới nội chất của sợi cơ) liên kết với tiểu đơn vị C của troponin, vô hiệu hóa sự ức chế qua trung gian troponin và kích hoạt co cơ.

Sự "trung hòa" của sự ức chế gây ra bởi tiểu đơn vị I xảy ra sau khi liên kết canxi với tiểu đơn vị C, tạo ra sự thay đổi cấu trúc lan truyền giữa ba tiểu đơn vị và cho phép chúng phân ly khỏi cả hai phân tử actin và tropomyosin. .

Sự phân ly này giữa troponin, tropomyosin và actin cho thấy các vị trí liên kết của myosin trên actin. Sau đó, các đầu hình cầu của phần sau có thể tương tác với các sợi actin và bắt đầu sự co lại phụ thuộc ATP bằng cách dịch chuyển sợi này sang sợi kia.

Thử nghiệm troponin

Troponin là dấu ấn sinh học được ưa chuộng để phát hiện các tổn thương ở tim. Vì lý do này, xét nghiệm troponin được sử dụng rộng rãi trong chẩn đoán sinh hóa, sớm và / hoặc dự phòng một số tình trạng bệnh lý tim như nhồi máu cơ tim cấp tính.

Xét nghiệm này được nhiều bác sĩ điều trị tìm ra để giúp đưa ra quyết định phải làm gì và điều trị gì cho bệnh nhân đau ngực.

Nó thường liên quan đến việc phát hiện các tiểu đơn vị troponin T và I, vì đồng dạng troponin C cũng được tìm thấy trong các cơ xương co giật chậm; nghĩa là nó không đặc hiệu cho trái tim.

Thử nghiệm troponin dựa trên điều gì?

Xét nghiệm troponin thường là một xét nghiệm miễn dịch phát hiện các dạng đồng dạng tim của các tiểu đơn vị T và I của troponin. Vì vậy, nó dựa trên sự khác biệt tồn tại giữa cả hai isoform.

Đồng dạng của tiểu đơn vị troponin I (cTnI)

Trong mô cơ tim chỉ có một dạng đồng phân của tiểu đơn vị troponin I, được đặc trưng bởi sự hiện diện của "đuôi" sau dịch mã 32 axit amin ở đầu tận cùng N của nó.

Đồng dạng này được phát hiện nhờ vào sự phát triển của các kháng thể đơn dòng cụ thể không nhận ra các đồng dạng không tim khác, vì đuôi axit amin ít nhiều khác 50% so với đầu của các đồng dạng khác.

CTnI không được biểu hiện trong các mô bị tổn thương, nhưng chỉ có ở mô tim người lớn.

Đồng dạng của tiểu đơn vị T troponin (cTnT)

Đồng dạng tim của tiểu đơn vị T troponin được mã hóa trong ba gen khác nhau, các mRNA của chúng có thể trải qua quá trình nối thay thế dẫn đến việc tạo ra các đồng dạng có trình tự thay đổi ở N- và C-termini.

Mặc dù cơ tim của con người chứa 4 dạng đồng phân của TnT, nhưng chỉ một dạng là đặc trưng của mô tim người lớn. Điều này được phát hiện với các kháng thể cụ thể được thiết kế chống lại đầu tận cùng N của trình tự axit amin của nó.

Các xét nghiệm "thế hệ tiếp theo" đối với tiểu đơn vị T của đồng dạng tim rất chú ý đến thực tế là một số mô cơ xương bị thương có thể biểu hiện lại đồng dạng này, do đó có thể thu được phản ứng chéo với kháng thể.

Người giới thiệu

1. Babuin, L., & Jaffe, AS (2005). Troponin: dấu ấn sinh học được lựa chọn để phát hiện chấn thương tim. CMAJ, 173 (10), 1191-1202.
2. Collinson, P., Stubbs, P., & Kessler, A.-C. (2003). Đánh giá đa trung tâm về giá trị chẩn đoán của troponin T trong tim, khối lượng CK-MB và myoglobin để đánh giá bệnh nhân nghi ngờ hội chứng mạch vành cấp trong thực hành lâm sàng thường quy. Trái tim, 89, 280–286.
3. Farah, C., & Re bó xôi, F. (1995). Phức hợp troponin và điều hòa co cơ. FASEB, 9, 755–767.
4. Keller, T., Peetz, D., Tzikas, S., Roth, A., Czyz, E., Bickel, C.,… Blankenberg, S. (2009). Xét nghiệm Troponin I nhạy cảm trong chẩn đoán sớm nhồi máu cơ tim cấp. Tạp chí Y học New England, 361 (9), 868–877.
5. Ross, M., & Pawlina, W. (2006). Mô học. Một Văn bản và Tập bản đồ với tế bào và sinh học phân tử tương quan (xuất bản lần thứ 5). Lippincott Williams và Wilkins.
6. Wakabayashi, T. (2015). Cơ chế điều hòa canxi co cơ. Theo đuổi cơ sở cấu trúc của nó. Proc. Jpn. Acad. Ser. B, 91, 321-350.