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Lexikon der Biologie: Troponin

Troponin s [von *tropo- ], ein am Kontraktionsmechanismus der quergestreiften Muskulatur (Muskelkontraktion [Farbtafel II]) beteiligtes globuläres, allosterisches Regulationsprotein (Muskelproteine) mit der relativen Molekülmasse Mr = 80.000, das sich in 3 Monomere mit unterschiedlichen charakteristischen Eigenschaften zerlegen läßt: das an basischen Aminosäuren reiche Troponin T (Mr= ca. 30.500) hat eine große Bindungsaffinität zu Tropomyosin und ebenso zu dem zweiten Troponin-Monomer, dem Troponin C. Dieses an sauren Aminosäuren reiche und in seiner Struktur dem Calmodulin ähnliche Protein (Mr= 18.000) vermag neben den beiden anderen Troponin-Monomeren 4 Ca2+-Ionen (Calcium, Calciumbindendes Protein) zu binden. Die Ca2+-Bindung erfolgt wie bei Calmodulin an EF-Hand-Motiven (EF-Hand), die paarweise in den endständigen globulären Domänen lokalisiert sind. Die carboxyterminale Domäne (Carboxylterminus) des Troponins C ist hochaffin gegenüber Ca2+ und daher ständig besetzt, während die aminoterminale Domäne (Aminoterminus) niederaffin ist. Sie gilt als die eigentliche regulatorische Domäne, denn wenn Ca2+ aus dem sarkoplasmatischen Reticulum freigesetzt wird, besetzt es die Bindungsstellen niederer Affinität, was zu einer Konformationsänderung des Troponins C führt. Dies hat zur Folge, daß die Bindung zwischen Troponin T und Tropomyosin verstärkt wird, während die Bindung des dritten Troponin-Monomers, des Troponins I, an F-Actin gelöst wird. Auf diesem Wege kommt es bei Anwesenheit von Ca2+-Ionen über eine Formveränderung und Verlagerung des Troponin-Komplexes auf dem Actinfilament zu einer mechanischen Verschiebung des Tropomyosins, das zuvor die Myosin-Bindungsstelle (Myosin) verdeckt hatte. Die Freigabe der Myosin-Bindungsstelle am Actin aktiviert die Actomyosin-ATPase (Actomyosin) und löst einen Muskelkontraktionszyklus aus. Calcium-Pumpe.

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