TroponinTropomyosinKomplexe

Die Troponin-Tropomyosin-Komplexe sind die regulatorische Einheit der dünnen Filamente in Skelett- und Herzmuskelzellen. Sie bestehen aus dem Troponin-Komplex, der die Untereinheiten Troponin C (TN-C), Troponin I (TN-I) und Troponin T (TN-T) umfasst, sowie aus Tropomyosin, das längs über dem Aktinfilament verläuft. Im Ruhezustand blockieren Tropomyosin und Troponin die Bindungsstellen für Myosin, wodurch eine spontane Kontraktion gehemmt wird.

Bei Anstieg der intrazellulären Calciumkonzentration bindet Ca2+ an TN-C, was eine Konformationsänderung des gesamten Komplexes auslöst. Dadurch verschiebt sich Tropomyosin so, dass die Myosinbindungsstellen am Aktin freigegeben werden. Infolgedessen können Myosin-Köpfe an Aktin binden und Querverbindungen herstellen, was zur Kontraktion führt. Die Regulation erfolgt daher primär über Ca2+-abhängige Freigabe der Bindungsstellen.

Isoformen und Verteilung: Im Herzmuskel exprimieren sich spezifische Varianten von TN-I und TN-T (beispielsweise TNNI3 und TNNT2) sowie verschiedene Troponin-C-Isoformen; im Skelettmuskel existieren weitere Varianten (TNNI1, TNNI2, TNNT1, TNNT3, TNNC1, TNNC2). Tropomyosin hat ebenfalls muskeltypische Isoformen. Unterschiede in Sequenz und Regulation beeinflussen Calciumempfindlichkeit, Reaktionsgeschwindigkeit und die Kraftentwicklung von Herz- und Skelettmuskeln.

Klinische Relevanz: Mutationen in Troponin- oder Tropomyosin-Untereinheiten sind mit Kardiomyopathien assoziiert, insbesondere hypertrophe Kardiomyopathie (z. B. TNNT2, TNNI3, TNNC1, TPM1). Phosphorylierung von Troponin I durch Kinasen (z. B. PKA) moduliert die Ca2+-Empfindlichkeit und die Ruhe- gegenüber der Kontraktionskraft. Cardiale Troponin-I- und Troponin-T-Proteine dienen auch als Biomarker bei Myokardverletzungen.