Kardiomiopatia przerostowa (HCM) jest powszechnym pierwotnym zaburzeniem serca definiowanym przez przerost lewej komory. przez przerośniętą lewą komorę, jest jedną z głównych przyczyn nagłej śmierci u młodych sportowców. jest jedną z głównych przyczyn nagłej śmierci u młodych sportowców i jest związana z mutacjami w większości białek sarkomerowych białek sarkomerowych (tropomiozyny, troponiny T i I, aktyny itp.). Wiele z tych mutacji wydaje się wpływać na właściwości funkcjonalne sercowej troponiny C (cTnC), tj. poprzez zwiększenie wrażliwości skurczu na Ca(2+), co jest cechą charakterystyczną HCM. HCM, ale co zaskakujące, przed tym raportem cTnC nie został sklasyfikowany jako gen podatności na gen podatności na HCM. W tym badaniu wykazaliśmy, że mutacje występujące w ludzkim genie cTnC (HcTnC) (TNNC1) mają taką samą częstość występowania (~0,4%) jak dobrze geny podatności na HCM, które kodują inne białka sarkomerowe. Kompleksowa analiza mutacji otwartej ramki odczytu/miejsca splicingu TNNC1 przeprowadzona na 1025 niespokrewnionych pacjentach z HCM zarejestrowanych w ciągu ostatnich 10 lat ujawniła nowe mutacje missense w TNNC1: A8V, C84Y, E134D i D145E. Badania funkcjonalne z tymi rekombinowanymi mutacjami HcTnC HCM wykazały zwiększoną wrażliwość Ca(2+) na rozwój siły (A8V, C84Y i D145E) i odzyskiwanie siły (A8V i D145E). Wyniki te są zgodne z fenotypami funkcjonalnymi HCM obserwowanymi w przypadku innych mutacji sarkomerycznych HCM (E134D nie wykazał zmian w tych parametrach). parametrów). Jest to największa analiza kohortowa TNNC1 w HCM, która szczegółowo opisuje odkrycie co najmniej trzech nowych mutacji związanych z HCM i silniej łączy TNNC1 z HCM wraz z funkcjonalnymi dowodami, które wspierają centralną rolę jego udział w chorobie. Badanie to może pomóc w dalszym zdefiniowaniu TNNC1 jako genu podatności na HCM, klasyfikacji, która została już klasyfikacja, która została już ustalona dla innych członków kompleksu troponin. --- Właściwości wiązania Ca(2+) związanej z FHC troponiny sercowej C (cTnC) mutację L29Q badano w izolowanych cTnC, kompleksach troponinowych, odtworzonych preparatach cienkich włókien i kardiomiocytach ze skórą. Podczas gdy wyższe powinowactwo wiązania Ca(2+) było widoczne dla mutanta L29Q w izolowanym cTnC, zjawiska tego nie zaobserwowano w cTnC. zjawisko nie było obserwowane w kompleksie cTn. Na poziomie cienkiego filamentu filamentu w obecności fosfomimetycznego TnI, L29Q cTnC dodatkowo zmniejszał powinowactwo Ca(2+) o 27% w pomiarze w stanie ustalonym i zwiększało szybkość dysocjacji Ca(2+) o 20% w badaniach kinetycznych. Symulacje dynamiki molekularnej sugerują, że L29Q destabilizuje konformację cNTnC w obecności fosfomimetycznego cTnI i potencjalnie moduluje wrażliwość na Ca(2+) ze względu na zmiany równowagi otwarcia/zamknięcia cNTnC. W preparacie preparacie kardiomiocytów, L29Q cTnC zwiększał wrażliwość na Ca(2+) w wysoce sposób zależny od długości sarkomeru (SL). Dobrze ugruntowana redukcja wrażliwości Ca(2+) przez fosfomimetyczne cTnI było zmniejszone o 68% w obecności mutacji cTnC. mutacja, a także obniżyła zależny od SL wzrost wrażliwości Ca(2+) miofilamentu wrażliwość. Może to wynikać ze zmodyfikowanej interakcji z cTnI, która zmieniło efekty sprzężenia zwrotnego mostków krzyżowych na kompleks L29Q cTnC-cTnI-Tm. Badanie to pokazuje, że mutacja L29Q zmienia kurczliwość i funkcjonalne efekty funkcjonalne działanie fosfomimetycznego cTnI zarówno w cienkowłóknistych, jak i jednopowłokowych kardiomiocytach. kardiomiocytach i co ważne, efekt ten jest wysoce zależny od długości sarkomerów. zależny od długości sarkomerów. --- Mutacja sercowej troponiny C (cTnC), L29Q, została wykryta u pacjenta z rodzinną kardiomiopatią przerostową. rodzinną kardiomiopatią przerostową. Wcześniej wykazaliśmy, że L29, wraz z sąsiednimi resztami, Asp2, Val28 i Gly30, odgrywa ważną rolę w określając powinowactwo Ca(2+) miejsca II, miejsca regulatorowego ssaków troponiny sercowej C (McTnC). Tutaj przedstawiamy charakterystykę wiązania Ca(2+) L29Q McTnC i D2N/V28I/L29Q/G30D McTnC (NIQD) wykorzystujących substytucję Phe(27) --> Trp (F27W), umożliwiając monitorowanie wiązania i uwalniania Ca(2+). My również badaliśmy również wpływ tych mutantów na aktywację Ca(2+) generowania siły w pojedynczych mysich miocytach serca przy użyciu substytucji cTnC, wraz z zależnością od długości sarkomeru (SL). długości (SL). Powinowactwo wiązania Ca(2+) miejsca II L29Q McTnC(F27W) i NIQD McTnC(F27W) było odpowiednio około 1,3- i około 1,9-krotnie wyższe. 1,9-krotnie wyższe niż w przypadku McTnC(F27W). Szybkość dysocjacji Ca(2+) z miejsca II L29Q McTnC(F27W) i NIQD McTnC(F27W) nie różnił się znacząco od kontrolnego (F27W). nie różniła się znacząco od kontroli (McTnC(F27W)). Jednakże szybkość wiązania Ca(2+) do miejsca II była wyższa w L29Q McTnC(F27W) i NIQD McTnC(F27W) w stosunku do kontroli (odpowiednio około 1,5-krotnie i około 2,0-krotnie). Wrażliwość Ca(2+) na generowanie siły była znacznie wyższa w miocytach odtworzonych z L29Q McTnC (około 1,4-krotnie) i NIQD McTnC (około 2-krotnie) w porównaniu z tymi odtworzone z McTnC. Co ciekawe, zmiana wrażliwości Ca(2+) na generowanie siły generowania siły w odpowiedzi na zmianę SL (1.9, 2.1 i 2.3 mum) była znacznie zmniejszona w miocytach zawierających L29Q McTnC lub NIQD McTnC. Te wyniki pokazują, że mutacja L29Q zwiększa właściwości wiązania Ca(2+) cTnC i że po włączeniu do miocytów serca mutant ten mutant zmienia kurczliwość miocytów. --- Niedawno zgłoszono cztery nowe mutacje kardiomiopatii przerostowej w troponinie sercowej C (cTnC) (A8V, C84Y, E134D i D145E) i oceniono ich wpływ na wrażliwość na Oceniano ich wpływ na wrażliwość Ca(2+) na rozwój siły (Landstrom, A. P., Parvatiyar, M. S., Pinto, J. R., Marquardt, M. L., Bos, J. M., Tester, D. J., Ommen, S. R., Potter, J. D., and Ackerman, M. J. (2008) J. Mol. Cell. Cardiol. 45, 281-288). Przeprowadziliśmy badania ATPazy aktomiozyny i badania spektroskopowe roztworu w celu zbadania właściwości molekularnych tych mutacji. Aktywność ATPazy aktomiozyny mierzono w funkcji [Ca(2+)], wykorzystując odtworzone cienkie filamenty (TFs) z mutacjami. filamenty (TF) z 50% zmutowanym i 50% dzikim typem (WT) i 100% zmutowaną troponiną sercową (cTn). troponiny (cTn): A8V, C84Y i D145E zwiększyły wrażliwość na Ca(2+) przy czym tylko A8V wykazuje obniżoną wrażliwość na Ca(2+) w stosunku 50%, gdy w porównaniu do 100%; E134D był taki sam jak WT w obu proporcjach. Spośród tych czterech mutantów, tylko D145E wykazywał zwiększoną aktywację ATPazy w obecności Ca(2+). Żaden z mutantów nie wpływał na hamowanie ATPazy lub wiązanie cTn do TF mierzonego przez współosadzanie. Tylko D145E zwiększał powinowactwo Ca(2+) do miejsca miejsca II mierzone przez 2-(4'-(2'-jodoacetamido)fenylo)aminonaftaleno-6-sulfonowy w izolowanym cTnC lub kompleksie cTn. W obecności TF, tylko A8V był dalej uczulany na Ca(2+). Pomiary dichroizmu kołowego w różnych stanach związanych z metalem izolowanych cTnC wykazały zmiany w strukturze drugorzędowej struktury drugorzędowej A8V, C84Y i D145E, podczas gdy E134D był taki sam jak WT. Modelowanie PyMol każdego mutanta cTnC w kompleksie cTn ujawniło potencjał dla lokalnych zmian w strukturze trzeciorzędowej A8V, C84Y i D145E. Nasze wyniki wskazują, że 1) trzy mutanty cTnC w kardiomiopatii przerostowej zwiększały wrażliwość Ca(2+) miofilamentu; 2) wpływ mutacji na powinowactwo na powinowactwo Ca(2+) izolowanych cTnC, cTn i TF nie są wystarczające do wyjaśnienia dużych zmian wrażliwości na Ca(2+) obserwowanych w testach odtworzonych i włóknistych; i 3) zmiany w strukturze drugorzędowej mutantów cTnC mogą przyczyniać się do zmodyfikowanych interakcji białko-białko wzdłuż sieci sarkomerów, zakłócając sprzężenie między mostkiem krzyżowym a wiązaniem Ca(2+) do cTnC. --- Celem niniejszej pracy było zbadanie wpływu mutacji kardiomiopatii przerostowej związanych z kardiomiopatią przerostową mutacji A8V i E134D w sercowej troponinie C (cTnC) na odpowiedź odtworzonych cienkich włókien na wapń po fosforylacji fosforylacji troponiny sercowej I (cTnI) przez kinazę białkową A. Fosforylacja cTnI w miejscach kinazy białkowej A była naśladowana. kinazy białkowej A była naśladowana przez podwójną mutację S22D/S23D w cTnI. Nasze wyniki pokazują, że mutacje A8V i E134D nie miały wpływu na zakres desensytyzacji wapnia odtworzonych cienkich włókien indukowanych przez pseudofosforylację cTnI. Jednakże mutacja A8V wzmocniła efekt pseudofosforylacji pseudofosforylacja cTnI na szybkość dysocjacji wapnia z i na zależność ATPazy aktomiozynowej od wapnia. W konsekwencji, podczas gdy mutacja A8V nadal prowadziła do wolniejszego tempa dysocjacji wapnia z odtworzonych cienkich włókien po pseudofosforylacji cTnI, zdolność mutacji A8V do zmniejszenia szybkości dysocjacji wapnia była osłabiona. Ponadto zdolność mutacji A8V do uwrażliwiania ATPazy aktomiozyny na wapń była osłabiona. ATPazy na wapń była osłabiona po zastąpieniu cTnI przez fosforylację mimetykiem fosforylacji cTnI. Zgodnie z hipotezą, że mutacja E134D jest łagodna łagodna, wywierała niewielki lub żaden wpływ na szybkość dysocjacji wapnia z odtworzonych cienkich włókien lub na wrażliwość aktomiozyny na wapń ATPazy aktomiozynowej, niezależnie od statusu fosforylacji cTnI. Podsumowując, nasze badanie zwiększa nasze zrozumienie, w jaki sposób mutacje cTnC związane z kardiomiopatią wpływają na odpowiedź reakcję odtworzonych cienkich włókien na wapń po fosforylacji cTnI fosforylacji. --- Definiowana jako klinicznie niewyjaśniony przerost lewej komory serca, kardiomiopatia przerostowa (HCM) jest tradycyjnie rozumiana jako choroba mięśnia sercowego. mięśnia sercowego. Mutacje w kodowanej przez TNNC1 sercowej troponinie C (cTnC) są stosunkowo rzadką przyczyną HCM. stosunkowo rzadką przyczyną HCM. Tutaj opisujemy kliniczną i funkcjonalną i funkcjonalną nową mutację TNNC1, A31S, zidentyfikowaną u pediatrycznej probantki HCM z wielokrotnymi epizodami migotania komór i przerwaną nagłą śmiercią sercową. nagłą śmiercią sercową. Zdiagnozowany w wieku 5 lat, probant jest ujemny w wywiadzie rodzinnym dla HCM lub nagłej śmierci sercowej, co sugeruje mutację de novo. Wyekstrahowane TnC z włókien skóry serca odtworzono za pomocą mutanta cTnC-A31S, który zwiększał wrażliwość na Ca(2+) bez wpływu na maksymalną siłę skurczu generowanie siły skurczu. Testy odtworzonej ATPazy aktomiozynowej z 50% cTnC-A31S:50% cTnC-WT wykazały wrażliwość na Ca(2+), która była pośrednia między 100% cTnC-A31S i 100% cTnC-WT, podczas gdy mutant zwiększał aktywację ATPazy aktomiozynowej bez ATPazy aktomiozynowej bez wpływu na właściwości hamujące ATPazy. Struktura drugorzędowa Struktura drugorzędowa mutanta cTnC została oceniona za pomocą dichroizmu kołowego, który nie wykazał globalnych zmian w strukturze. Badania fluorescencji wykazały zwiększone powinowactwo Ca(2+) w izolowanym cTnC, kompleksie troponiny, cienkim filamencie i w mniejszym stopniu cienkim filamencie z podfragmentem miozyny 1. Wyniki te sugerują, że mutacja ta ma bezpośredni wpływ na wrażliwość Ca(2+) miofilamentu, co może zmieniać obsługę Ca(2+) i przyczyniać się do arytmogenezy obserwowanej w arytmogenezie. do arytmogenezy obserwowanej u probanda. Podsumowując, opisujemy nową mutację mutację w genie TNNC1, która jest związana z patogenezą HCM i może predysponować do patogenezy śmiertelnego arytmogennego podtypu HCM. --- CelKardiomiopatia przerostowa jest najczęstszą przyczyną nagłej śmierci u młodych ludzi, w tym trenujących sportowców. młodych ludzi, w tym wytrenowanych sportowców, i jest spowodowana mutacjami w genach kodujących białka sarkomeru serca. Mutacje w genie troponiny C (TNNC1) są rzadką genetyczną przyczyną kardiomiopatii przerostowej. Opisujemy nowy typ mutacji mutację (c.363dupG) w Troponinie C, rzadką postać kardiomiopatii przerostowej. kardiomiopatii przerostowej. METODY: Rodzina, w której 19-letni bezobjawowy mężczyzna zmarł nagle z powodu serca z powodu kardiomiopatii przerostowej została przebadana genetycznie przez sekwencjonowanie 17 genów związanych z kardiomiopatią przerostową lub jej fenokopiami. fenokopiami. WYNIKI: Zidentyfikowano mutację c.363dupG w troponinie C i przetestowano ją w całej rodzinie. w całej rodzinie. WNIOSKI: Zgłaszamy pierwszą mutację z przesunięciem ramki (c.363dupG lub p.Gln122AlafsX30) w troponinie C powodującą kardiomiopatię przerostową (i nagłą śmierć serca) u 19-letniego mężczyzny i wykazali, że mutacja ta segreguje z kardiomiopatią przerostową w rodzinie. --- Zbadaliśmy strukturalne i funkcjonalne aspekty pierwszej mutacji w TNNC1, kodującej podjednostkę wiążącą wapń (cTnC) troponiny sercowej. TNNC1, kodującej podjednostkę wiążącą wapń (cTnC) troponiny sercowej, którą została wykryta u pacjenta z kardiomiopatią przerostową [ Hoffmann B, Schmidt-Traub H, Perrot A, Osterziel KJ & Gessner R (2001) Hum Mut17, 524]. Ta mutacja prowadzi do wymiany leucyna-glutamina w pozycji 29 w niefunkcjonalnym miejscu wiązania wapnia niefunkcjonalnym miejscu wiążącym wapń cTnC. Co ciekawe, mutacja jest znajduje się w domniemanym miejscu interakcji dla niefosforylowanego N-końcowego ramienia troponiny sercowej I (cTnI) [ Finley NL, Abbott MB, Abusamhadneh E, Gaponenko V, Dong W, Seabrook G, Howarth JW, Rana M, Solaro RJ, Cheung HC et al. (1999) EJB Lett453, 107-112]. Zgodnie z eksperymentami z matrycą peptydową niefosforylowane ramię cTnI oddziałuje z cTnC wokół L29. Ta interakcja jest prawie zniesiona przez L29Q, co zaobserwowano po zależnej od kinazy białkowej A fosforylacji cTnI przy serynie 22 i serynie 23 w troponinie typu dzikiego. Dzięki spektroskopii Spektroskopia CD, niewielkie zmiany obserwuje się w szkielecie cTnI wolnej od Ca2+ i nasyconej Ca2+ cTnC po wymianie L29Q. Niewielkie, ale znaczące, zmniejszenie wrażliwości na wapń wykryto podczas pomiaru zależnego od Ca2+ aktywność ATPazy podfragmentu aktomiozyny 1 (actoS1) i prędkość poślizgu cienkich filamentów. cienkich włókien. Maksymalna aktywność ATPazy actoS1, ale nie maksymalna prędkość poślizgu, była znacznie zwiększona. prędkość była znacznie zwiększona. Ponadto przeprowadziliśmy badania na różnych poziomach fosforylacji zależnej od kinazy białkowej A cTnI. Testy in vitro wykazały głównie, że wrażliwość cTnI na Ca2+ aktywność aktyloS1-ATPazy i średnia prędkość poślizgu cienkich włókien, nie były już zależna od kinazy białkowej A fosforylacja cTnI z powodu wymiany L29Q w cTnI. wymianie L29Q w cTnC. Odkrycia te sugerują utrudnioną transdukcję sygnału fosforylacji sygnału fosforylacji z cTnI do cTnC. --- Rola miejsc domeny C sercowej troponiny C w modulacji sygnału wapniowego pozostaje niejasna. sygnału wapniowego pozostaje niejasna. W tym badaniu zbadaliśmy wpływ mutacji związanych z kardiomiopatią przerostową mutacji A8V, E134D i D145E w sercowej troponinie troponiny C na właściwości miejsc domeny C. Mutacja A8V nie miała zasadniczo żadnego wpływu na właściwości wiązania wapnia lub magnezu w miejscach domeny domeny C, podczas gdy mutacja E134D umiarkowanie zmniejszała powinowactwo wiązania wapnia i magnezu. powinowactwa wiązania wapnia i magnezu. Z drugiej strony, mutacja D145E wpłynęła na kooperatywne interakcje między miejscami III i IV, znacznie zmniejszając powinowactwo wiązania wapnia przez oba miejsca. Wiązanie regionu kotwiczącego troponiny sercowej I (odpowiadającej resztom 34-71) do troponiny sercowej C z mutacją mutacją D145E nie było w stanie odzyskać normalnego wiązania wapnia z domeną domeny C. Eksperymenty wykorzystujące fluorescencyjną sondę hydrofobową bis-ANS sugerują, że mutacja D145E dramatycznie zmniejszyła zakres indukowanej wapniem ekspozycji hydrofobowej przez domenę C. Przy wysokim niefizjologicznym stężeniu wapnia, mutacje A8V, E134D i D145E minimalnie wpływały na powinowactwo troponiny sercowej C do regionu regulatorowego troponiny sercowej I (odpowiadającego resztom 128-180). W przeciwieństwie do tego, przy niższym fizjologicznym stężeniu wapnia stężeniu wapnia, mutacja D145E prowadziła do około 8-krotnego zmniejszenia powinowactwa troponiny sercowej C do regionu regulatorowego troponiny sercowej I. Nasze wyniki sugerują, że właściwości wiązania wapnia w miejscach domeny C mogą być mogą być ważne dla prawidłowej funkcji regulacyjnej sercowej troponiny C.
Które mutacje genu troponiny C powodują kardiomiopatię przerostową?
Stwierdzono, że następujące mutacje genu troponiny C powodują kardiomiopatię przerostową: L29Q; A8V; A31S; E134D; c.363dupG; A23Q; D145E i C84Y