TNNT1

La troponina T del músculo esquelético lento (sTnT) es una proteína que en humanos está codificada por el gen TNNT1 . ^{[ 5 ] [ 6 ]}

El gen TNNT1 se localiza en 19q13.4 en el genoma cromosómico humano y codifica la isoforma de troponina T de contracción lenta (ssTnT) del músculo esquelético . La ssTnT es una proteína de ~32 kDa compuesta por 262 aminoácidos (incluida la primera metionina ) con un punto isoeléctrico (pI) de 5,95. Es la subunidad de unión a la tropomiosina y de anclaje al filamento delgado del complejo de troponina en los sarcómeros de las fibras musculares esqueléticas de contracción lenta. ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]} El gen TNNT1 se expresa específicamente en el músculo esquelético lento de los vertebrados, con la excepción de que el músculo cardíaco del sapo terrestre (Bufo) expresa ssTnT distinta de la TnT cardíaca. ^{[ 10 ]}

En los vertebrados han evolucionado tres genes homólogos que codifican tres isoformas de TnT específicas para cada tipo de músculo. ^{[ 9 ]} Cada uno de los genes de isoforma de TnT está ligado a uno de los tres genes de isoforma de troponina I ^{[ 11 ]} que codifican la subunidad inhibidora del complejo de troponina, en el ADN cromosómico para formar tres pares de genes: los pares de genes de TnI del músculo esquelético rápido (fsTnI)-fsTnT, ssTnI-cardíaco (cTnT) y cTnI-ssTnT. Los estudios de conservación de secuencias y epítopos sugirieron que los genes que codifican las isoformas de TnT y TnI específicas para cada tipo de músculo pueden haber evolucionado a partir de duplicaciones de un par de genes fsTnI-like-fsTnT-like. ^{[ 12 ]} El linaje evolutivo de los tres pares de genes TnI-TnT muestra que cTnI-ssTnT es el más reciente ^{[ 12 ]} y el más estrechamente vinculado. ^{[ 13 ]}

La alineación de secuencias de proteínas demostró que los genes TNNT1 están altamente conservados entre las especies de vertebrados (Fig. 2), especialmente en las regiones media y C-terminal, mientras que las tres isoformas de tipo muscular divergen significativamente entre las especies de vertebrados. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

En especies de mamíferos y aves, el gen TNNT1 tiene un total de 14 exones, entre los cuales el exón 5 que codifica un aminoácido de 11 en la región N-terminal es empalmado alternativamente, generando formas de empalme lento de TnT de alto peso molecular y de bajo peso molecular (Jin, Chen et al. 1998). ^{[ 14 ] [ 15 ]} Los estudios bioquímicos mostraron que las formas de empalme de TnT tienen una conformación molecular detectable diferente en las regiones media y C-terminal, produciendo diferentes afinidades de unión para TnI y tropomiosina. ^{[ 8 ] [ 9 ]} Las formas de empalme alternativas de ssTnT juegan un papel en la adaptación del músculo esquelético en condiciones fisiológicas y patológicas. ^{[ 16 ]} El empalme alternativo en sitios aceptores alternativos del intrón 5 genera una diferencia de un solo aminoácido en la región N-terminal de ssTnT, ^{[ 15 ]} de la cual no se ha establecido significado funcional.

Una mutación sin sentido E180X en el exón 11 del gen TNNT1 causa la miopatía nemalínica amish (ANM), una forma grave de miopatía nemalínica recesiva que se encontró originalmente en la población amish de la Antigua Orden en Pensilvania, EE. UU. ^{[ 17 ] [ 18 ]} El truncamiento de la cadena polipeptídica ssTnT por la mutación E180X elimina el sitio de unión a la tropomiosina 2 ^{[ 19 ]} así como los sitios de unión para TnI y troponina C (TnC) en la región C-terminal (Fig. 3). De acuerdo con el fenotipo recesivo, la ssTnT truncada es incapaz de incorporarse a los miofilamentos y se degrada completamente en las células musculares. ^{[ 20 ]}

Los estudios en ratones con el gen Tnnt1 modificado reprodujeron los fenotipos miopáticos de la ANM. ^{[ 21 ] [ 22 ]} Los ratones ssTnT nulos mostraron una disminución significativa de las fibras lentas de tipo I en los músculos diafragma y sóleo con hipertrofia de las fibras rápidas de tipo II, mayor fatigabilidad y regeneración activa de las fibras lentas (Wei, Lu et al. 2014). ^{[ 21 ]}

Informes de casos recientes identificaron tres mutaciones más en el gen TNNT1 que causan miopatías nemalínicas fuera de la población Amish. Se identificó una mutación sin sentido S108X en el exón 9 en un paciente hispano varón con fenotipo de miopatía nemalínica recesiva grave. ^{[ 23 ]} Un paciente holandés con mutaciones heterocigotas compuestas en el gen TNNT1 que causan deleciones en los exones 8 y 14 también presenta fenotipos de miopatía nemalínica. ^{[ 24 ]} Se informó de un reordenamiento en el gen TNNT1 (c.574_577 delins TAGTGCTGT) que conduce a un empalme aberrante que causa truncamiento C-terminal de la proteína (truncamiento L203) en 9 pacientes palestinos de 7 familias no relacionadas con miopatía nemalínica de herencia recesiva. ^{[ 25 ]}

Como se ilustra en la Fig. 3, la mutación S108X trunca la proteína ssTnT para causar una pérdida de estructuras funcionales equivalente a la de E180X. La deleción del exón 8 destruye el sitio de unión a tropomiosina 1 de la región media. ^{[ 19 ] [ 26 ]} El truncamiento L203 elimina los sitios de unión para TnI y TnC pero conserva ambos sitios de unión a tropomiosina 1 y 2. ^{[ 19 ]} Queda por investigar si esta nueva mutación es capaz de unirse al filamento delgado de actina-tropomiosina in vivo y cómo causa la miopatía nemalínica recesiva.

El empalme alternativo del exón 5 produce formas de empalme de ssTnT de alto y bajo peso molecular. La ssTnT de bajo peso molecular se reguló significativamente al alza en la enfermedad de Charcot-Marie-Tooth de tipo 1 (desmielinización) pero no en la de tipo 2 (pérdida de axones), ^{[ 16 ]} lo que sugiere que la modificación estructural de TnT en los miofilamentos puede contribuir a la adaptación a las anomalías en la activación neuronal.

Se ha demostrado que TNNT1 interactúa con PRKG1 . ^{[ 27 ]}

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• Entrada de GeneReviews/NCBI/NIH/UW sobre miopatía nemalínica