Titin
Synonym: Connectin
Englisch: titin, connectin
1. Definition
Das Titin ist ein wichtiges Strukturprotein des Sarkomers, der kleinsten kontraktilen Einheit einer Skelettmuskelfaser. Es heftet die Myosinfilamente elastisch an die Z-Scheiben.
2. Genetik
Titin wird durch das TTN-Gen kodiert, das sich auf Chromosom 2 an Genlokus 2q31.2 befindet. Das Gen besteht aus insgesamt 364 Exons. Es sind verschiedene Isoformen (z.B. Novex-3) bekannt, die sich in ihrer Länge unterscheiden.[1]
In der Herzmuskulatur werden die Isoformen N2B und N2BA und in geringerem Maße Novex-1 und Novex-2 exprimiert. In der Skelettmuskulatur werden hauptsächlich die Isoformen N2A und N2B exprimiert.
3. Aufbau
Titin wird erst seit den 90er Jahren näher erforscht. Es handelt sich um ein Makromolekül, das aus rund 30.000 Aminosäuren aufgebaut ist und ein Molekulargewicht von ca. 3,6 Millionen Dalton besitzt. Damit ist es das größte bekannte menschliche Protein.
Titin ist im Sarkomer in Form von Filamenten organisiert, die von den Z-Scheiben des Sarkomers bis zur M-Bande ziehen. Mit der Z-Scheibe sind die Titinfilamente über Alpha-Aktinin und Telethonin verbunden, das entgegengesetzte Ende der Filamente ist seitlich an den Myosinfilamenten befestigt. Dabei fixieren je 6 Titinfilamente ein Myosinfilament.[2] Im Bereich der I-Bande weisen die Titinfilamente einen elastischen Abschnitt auf, der frei zwischen den Aktinfilamenten liegt und wie eine molekulare Feder wirkt. Hier besteht das Titinfilament aus globulären Modulen (Immunglobulin-artige Domänen) und der sogenannten PEVK-Region.
4. Funktion
Titinfilamente zentrieren die Myosinfilamente elastisch zwischen den Aktinfilamenten und sorgen damit für die Ruhespannung, Elastizität und Stabilität des Sarkomers. Sie wirken durch ihre Rückstellkraft einer übermäßigen Dehnung des Sarkomers entgegen.
5. Klinik
Bei Myasthenia gravis kommt es zur Bildung von Autoantikörpern gegen Titin (Titin-Antikörper). Bei etwa 95 % tritt die Erkrankung in Kombination mit einem Thymom auf. Vor allem bei älteren Betroffenen (> 60 Lebensjahre) können die Werte allerdings auch ohne Krankheitswert erhöht sein.
Darüber hinaus können Mutationen im TTN-Gen Kardiomyopathien, insbesondere die dilatative Kardiomyopathie (DCM), verursachen.[3]
6. Quellen
- ↑ Linke. Titin Gene and Protein Functions in Passive and Active Muscle. Annu. Rev. Physiol. 80:389-411. 2018
- ↑ Squarci et al. Titin activates myosin filaments in skeletal muscle by switching from an extensible spring to a mechanical rectifier. Biophysics and Computational Biology. 120(9):e2219346120. 2023
- ↑ Gigli et al. A Review of the Giant Protein Titin in Clinical Molecular Diagnostics of Cardiomyopathies. Front. Cardiovasc. Med. 3. 2016