تروبونين I، عضلة القلب،

الفسفرة

كان cTnI أول بروتين ساركوميري يُحدد كركيزة لـ PKA. ^{[ 14 ]} يُعزز فسفرة cTnI عند Ser ₂₃ /Ser 24 تحت التحفيز الأدرينالي استرخاء عضلة القلب، وهو أمر بالغ الأهمية لوظيفة القلب، خاصةً عند تسارع ضربات القلب. في حين أن فسفرة PKA لـ Ser 23/Ser ₂₄ تُقلل _من حساسية _الخيوط العضلية لأيونات الكالسيوم (Ca2 ⁺⁾ وتزيد من الاسترخاء، فإن فسفرة Ser ₄₂ /Ser ₄₄ بواسطة PKC تزيد من حساسية Ca2 ⁺ وتُقلل من استرخاء عضلة القلب. ^{[ 15 ]} تُعد Ser ₅ /Ser ₆ ، وTyr ₂₆ ، وThr ₃₁ ، وSer ₃₉ ، وThr ₅₁ ، وSer ₇₇ ، وThr ₇₈ ، وThr ₁₂₉ ، و Thr ₁₄₃ ، وSer ₁₅₀ مواقع فسفرة أيضًا في cTnI البشري. ^{[ 16 ]}

يختلف التروبونين القلبي I (cTnI) عن أنواع التروبونين الأخرى بامتداده الطرفي الأميني المكون من 26 حمضًا أمينيًا. يحتوي هذا الامتداد على سيرينين، وهما المتبقيان 23 و24، واللذان يُفسفران بواسطة بروتين كيناز A استجابةً للتحفيز الأدرينالي بيتا، وهما مهمان في زيادة الاستجابة المقوية لعضلة القلب (زيادة قوة الانقباض). ^{[ 17 ]} وهذا ممكن لأن هذا التعديل يقلل من حساسية التروبونين للكالسيوم، مما يقلل بدوره من زمن الانقباض والاسترخاء. هذا، بالإضافة إلى حقيقة أن هذا التحفيز يظهر غالبًا أثناء الإجهاد، يجعل فسفرة السيرين 23 و24 مرتبطة باستجابة "الكر والفر". ^{[ 18 ] [ 19 ]} علاوة على ذلك، تظهر أهمية التعديل في السيرين 22 و23، حيث تؤثر فسفرتهما على وظائف ببتيد التبديل (تعديل تفاعلاته مع التروبونين القلبي C). ^{[ 20 ]} تسلط هذه البيانات الضوء على أهمية فسفرة cTnI ليس فقط في سياق تنظيم التفاعلات مع المكونات الخلوية الأخرى، ولكنها تلعب أيضًا دورًا في التفاعلات الهيكلية داخل cTnI نفسه.

يؤدي فسفرة التروبونين القلبي I (cTnI) إلى تغيير بنية البروتين وتعديل تفاعله مع التروبونينات الأخرى، بالإضافة إلى تفاعله مع الأجسام المضادة لـ TnI. تُغير هذه التغييرات استجابة الخيوط العضلية للكالسيوم، وهي ذات أهمية في علاج قصور القلب. كشف رصد التفاعلات المتعددة للتروبونين القلبي I البشري عن وجود 14 موقعًا للفسفرة، ويتغير نمط الفسفرة الملاحظ في هذه المواقع استجابةً للمرض. ^{[ 21 ]} وقد ثبت أن cTnI يُفسفر بواسطة بروتين كيناز A، وبروتين كيناز C ، وبروتين كيناز G ، وكيناز 3 المنشط بواسطة p21 . ^{[ 22 ]}

يتم فسفرة جزء كبير من cTnI الذي يتم إطلاقه في مجرى دم المريض. ^{[ 23 ]}

تعديل GlcNAc المرتبط بـ O

أظهرت دراسات أجريت على خلايا عضلة القلب المعزولة ارتفاعًا في مستويات إضافة جزيئات N-أسيتيل جلوكوزامين (O-GlcNAcylation) إلى بروتينات القلب في القلوب المصابة بخلل وظيفي ناتج عن داء السكري. ^{[ 24 ]} وقد حدد التحليل الطيفي الكتلي الموقع Ser ₁₅₀ في بروتين cTnI الفأري كموقع لإضافة جزيئات N-أسيتيل جلوكوزامين، مما يشير إلى دور محتمل في تنظيم انقباض عضلة القلب.

اقتطاع الطرف الكربوكسيلي

يُعدّ الجزء الطرفي الكربوكسيلي (C-terminal) المنطقة الأكثر حفظًا في بروتين تروبونين I (TnI). ^{[ 25 ]} وباعتباره بنيةً مُعدِّلةً تُنظَّم بواسطة أيونات الكالسيوم (Ca2 ⁺⁾ في مُركَّب التروبونين، ^{[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]} فإنه يرتبط بالتروبوميوسين ويُثبِّت موضعه في حالة انخفاض تركيز أيونات ^{الكالسيوم [ 26 ] [ 28 ]،} مما يُشير إلى دوره في تثبيط إنزيم الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATPase) للأكتوميوسين. وقد وُجِد حذفٌ للأحماض الأمينية التسعة عشر الطرفية الكربوكسيلية أثناء إصابة نقص التروية وإعادة التروية في عضلة القلب في قلوب الفئران المُروَّاة بتقنية لانغندورف. ^{[ 29 ]} كما لوحظ أيضًا في حالة الذهول القلبي لدى مرضى جراحة تحويل مسار الشريان التاجي. ^{[ 30 ]} أدى الإفراط في التعبير عن بروتين تروبونين القلب I (cTnI _1-192 ) المُختزل من الطرف الكربوكسيلي في قلب الفأر المُعدَّل وراثيًا إلى ظهور نمط ظاهري يتمثل في ذهول عضلة القلب مع خلل في الانقباض والانبساط. ^{[ 31 ]} لم يؤثر استبدال بروتين تروبونين القلب I الكامل ببروتين تروبونين القلب T (cTnT _1-192) في اللييفات العضلية والخلايا العضلية القلبية على تطور التوتر الأقصى، ولكنه قلل من معدلات إعادة توليد القوة والاسترخاء. ^{[ 32 ]}

اقتطاع الطرف الأميني المقيد

يُعدّ الامتداد الطرفي الأميني (N-terminal) لبروتين التروبونين القلبي I (cTnI)، والذي يتكون من حوالي 30 حمضًا أمينيًا، بنيةً خاصة بقلب البالغين. ^{[ 33 ] [ 34 ]} يحتوي هذا الامتداد على مواقع فسفرة بروتين كيناز A (PKA) سيرين ₂₃ /سيرين ₂₄ ، ويلعب دورًا في تعديل البنية الجزيئية العامة ووظيفة cTnI. ^{[ 35 ]} يحدث اقتطاع طرفي أميني مقيد لبروتين cTnI بمستويات منخفضة في قلوب جميع أنواع الفقاريات التي دُرست، بما في ذلك الإنسان، ويزداد بشكل ملحوظ عند التكيف مع الإجهاد الديناميكي الدموي _[ ^{36 ] وفشل} القلب الناتج عن نقص Gsα في الفئران. ^{[ 37 ]} وبخلاف الاقتطاع الطرفي الكربوكسيلي الضار، يُشكّل الاقتطاع الطرفي الأميني المقيد لبروتين cTnI، والذي يُزيل بشكل انتقائي الامتداد الخاص بقلب البالغين، آلية تنظيمية في تكيف القلب مع ظروف الإجهاد الفسيولوجية والمرضية. ^{[ 38 ]}

يُعد اختبار التروبونين I عالي الحساسية (hs-cTnI) اختبارًا مناعيًا كيميائيًا ضوئيًا دقيقًا، يُستخدم لتحديد كمية التروبونين I القلبي في بلازما ومصل الدم البشري. يُمكن استخدام هذا الاختبار للمساعدة في تشخيص احتشاء عضلة القلب، وكعلامة تنبؤية لدى مرضى متلازمة الشريان التاجي الحادة، ولتحديد مستوى خطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية ( منخفض، متوسط، مرتفع ) في المستقبل ، مثل احتشاء عضلة القلب، وفشل القلب، والسكتة الدماغية الإقفارية، وإعادة التوعية التاجية، والوفاة القلبية الوعائية لدى الأشخاص الذين لا تظهر عليهم أعراض. ^{​​[ 48 ] [ 49 ] [ 50 ] [ 51 ] [ 52 ]}

أثبتت الدراسات أن اختبار التروبونين I عالي الحساسية يتمتع بأداء سريري متفوق على اختبار التروبونين T عالي الحساسية لدى المرضى الذين يعانون من قصور كلوي ^{[ 53 ]} وأمراض العضلات الهيكلية ^{[ 54 ] [ 55 ]} . كما أنه لا يتأثر بالإيقاع اليومي، وهو أمر بالغ الأهمية عند استخدامه كأداة فحص لأمراض القلب والأوعية الدموية ^{[ 56 ]} .

طُوِّرت اختبارات التدفق الجانبي  ("مجموعات التشخيص السريع") لقياس تروبونين القلب I. تُعدّ الأنواع الأساسية منها نوعية، وتكشف عن مستويات تروبونين القلب I التي تزيد عن  0.5 نانوغرام/لتر، وهو ما يكفي لتأكيد الحالات الخطيرة في أقل من دقيقة. ^{[ 64 ]} أما الأنواع الأكثر تطورًا فتتيح قراءة كمية باستخدام قياس الألوان، أو التألق الكهروكيميائي، أو كاشف مغناطيسي. ^{[ 65 ]}