Fungsi, jenis, struktur dan operasi pam kalsium

The pam kalsium Ia adalah struktur sifat protein yang bertanggungjawab untuk pengangkutan kalsium melalui membran sel. Struktur ini bergantung kepada ATP dan dianggap sebagai jenis ATPase protein, juga disebut Ca²⁺-ATPase.

The Ca²⁺-ATPase ditemui di semua sel organisma eukariotik dan penting untuk homeostasis kalsium dalam sel. Protein ini menjalankan pengangkutan aktif yang utama, kerana pergerakan molekul kalsium bertentangan dengan kecerunan kepekatannya.

Indeks

• 1 Fungsi pam kalsium
• 2 Jenis
• 3 Struktur
  • 3.1 Pam PMCA
  • 3.2 pam SERCA
• 4 Mekanisme operasi
  • 4.1 pam SERCA
  • 4.2 pam PMCA
• 5 Rujukan

Fungsi pam kalsium

The Ca²⁺ Ia memenuhi peranan penting dalam sel, jadi peraturannya di dalamnya adalah asas untuk berfungsi dengan baik. Selalunya, dia bertindak sebagai utusan kedua.

Dalam ruang ekstraselular, kepekatan Ca²⁺ ia adalah kira-kira 10,000 kali lebih besar daripada di dalam sel-sel. Peningkatan kepekatan ion ini dalam sitoplasma sel mencetuskan beberapa tindak balas, seperti kontraksi otot, pembebasan neurotransmitter dan kemerosotan glikogen.

Terdapat beberapa cara untuk memindahkan ion-ion ini dari sel: pengangkutan pasif (keluaran bukan khusus), saluran ion (pergerakan yang memihak kepada kecerunan elektrokimia), pengangkutan aktif menengah jenis antiport (Na / Ca), dan pengangkutan aktif utama dengan pam. bergantung kepada ATP.

Tidak seperti mekanisme lain yang menyerang Ca²⁺, pam itu berfungsi dalam bentuk vektor. Iaitu, ion bergerak dalam satu arah sahaja supaya ia hanya berfungsi dengan mengusir mereka.

Sel ini sangat sensitif kepada perubahan dalam kepekatan Ca²⁺. Apabila membentangkan perbezaan yang ketara dengan kepekatan ekstraselularnya, oleh itu penting untuk memulihkan tahap sitosol biasa.

Jenis

Tiga jenis Ca telah diterangkan²⁺-ATPase dalam sel-sel haiwan, mengikut lokasi di dalam sel; pam yang terletak di dalam membran plasma (PMCA), yang terletak di retikulum endoplasma dan membran nuklear (SERCA), dan yang terdapat dalam membran radas Golgi (SPCA).

Pam SPCA juga mengangkut ion Mn²⁺ yang merupakan cofactors pelbagai enzim matriks peralatan Golgi.

Sel ragi, organisma eukariotik lain dan sel tumbuhan membentangkan jenis Ca yang lain²⁺-ATPasas sangat khusus.

Struktur

Pam PMCA

Dalam membran plasma, kami mendapati pengangkutan Na / Ca antipartik yang aktif, yang bertanggungjawab untuk anjakan sejumlah besar Ca²⁺ dalam sel semasa rehat dan aktiviti. Dalam sel yang paling banyak berehat, yang bertanggungjawab untuk pengangkutan kalsium ke luar adalah pam PMCA.

Protein ini terdiri daripada kira-kira 1,200 asid amino, dan mempunyai 10 segmen transmembran. Dalam sitosol terdapat 4 unit utama. Unit pertama mengandungi kumpulan terminal amino. Yang kedua mempunyai ciri-ciri asas, yang membolehkannya mengikat fosfolipid mengaktifkan asid.

Dalam unit ketiga adalah asid aspartik dengan fungsi pemangkin, dan "hiliran" ini fluorescein isotocyanate mengikat band, dalam domain ATP mengikat.

Dalam unit keempat adalah domain mengikat kalmodulin, tapak pengiktirafan kinase tertentu (A dan C) dan tiang-tiang pengikat Ca²⁺ allosteric.

SERCA Pump

Pam SERCA didapati dalam jumlah besar dalam retikulum sarcoplasmic sel-sel otot dan aktiviti mereka berkaitan dengan penguncupan dan kelonggaran dalam kitaran pergerakan otot. Fungsinya adalah untuk mengangkut Ca²⁺ dari sitosol sel ke matriks retikulum.

Protein ini terdiri daripada rantai polipeptida tunggal dengan 10 domain transmembran. Strukturnya pada dasarnya sama dengan protein PMCA, tetapi berbeza dengan hanya tiga unit dalam sitoplasma, dengan tapak aktif yang terdapat pada unit ketiga..

Fungsi protein ini memerlukan keseimbangan beban semasa pengangkutan ion. Dua Ca²⁺ (oleh ATP terhidrolisis) dipindahkan dari sitosol ke matriks retikulum, terhadap kecerunan tumpuan yang sangat tinggi.

Pengangkutan ini berlaku dengan cara antiportik, kerana pada masa yang sama dua H⁺ mereka diarahkan ke sitosol dari matriks.

Mekanisme operasi

Pam SERCA

Mekanisme pengangkutan dibahagikan kepada dua negeri E1 dan E2. Di tapak E1 mengikat yang mempunyai pertalian yang tinggi untuk Ca²⁺ mereka ditujukan kepada sitosol. Dalam E2, tapak-tapak yang mengikat diarahkan ke arah lumen dari retikulum yang menunjukkan pertalian yang rendah untuk Ca²⁺. Kedua-dua Ca Ca²⁺ menyertai selepas pemindahan.

Semasa kesatuan dan pemindahan Ca²⁺, Perubahan konformasi berlaku, termasuk pembukaan domain M protein, yang menuju ke sitosol. Ion kemudian bergabung dengan lebih mudah ke dua tapak mengikat domain tersebut.

Kesatuan kedua-dua Ca Ca²⁺ menggalakkan satu siri perubahan struktur dalam protein. Di antaranya putaran domain tertentu (domain A) yang menyusun semula unit pam, membolehkan pembukaan ke arah matriks reticle untuk melepaskan ion-ion, yang dipecahkan berkat pengurangan afiniti di tapak-tapak yang mengikat.

Proton H⁺ dan molekul air menstabilkan tapak mengikat Ca²⁺, menyebabkan domain A berputar kembali ke keadaan asalnya, menutup akses kepada retikulum endoplasma.

Pam PMCA

Jenis pam ini terdapat dalam semua sel eukariotik dan bertanggungjawab untuk pengusiran Ca²⁺ ke arah ruang ekstraselular untuk mengekalkan kepekatan yang stabil dalam sel.

Dalam protein ini, ion Ca diangkut²⁺ dengan ATP terhidrolisis. Pengangkutan dikawal oleh tahap protein kalmodulin dalam sitoplasma.

Dengan meningkatkan kepekatan Ca²⁺ sitosolik, meningkatkan tahap calmodulin, yang mengikat ion kalsium. Kompleks Ca²⁺-Calmodulin kemudian dipasang ke tapak lampiran pam PMCA. Perubahan konformasi berlaku di dalam pam yang membenarkan pembukaan terdedah kepada ruang ekstraselular.

Ion kalsium dilepaskan, memulihkan tahap normal di dalam sel. Oleh itu, kompleks Ca²⁺-Calmodulin disassembled, mengembalikan pengesahan pam ke keadaan semula.

Rujukan

1. Brini, M., & Carafoli, E. (2009). Pam kalsium dalam kesihatan dan penyakit. Ulasan fisiologi, 89(4), 1341-1378.
2. Carafoli, E., & Brini, M. (2000). Pam kalsium: asas struktur dan mekanisme pengangkutan kalsium transmembran. Pendapat semasa dalam biologi kimia, 4(2), 152-161.
3. Devlin, T. M. (1992). Buku teks biokimia: dengan korelasi klinikal.
4. Latorre, R. (Ed.). (1996). Biofizik dan fisiologi sel. Universiti Seville.
5. Lodish, H., Darnell, J.E., Berk, A., Kaiser, C.A., Krieger, M., Scott, M. P., & Matsudaira, P. (2008). Biologi sel Mollecular. Macmillan.
6. Pocock, G., & Richards, C. D. (2005). Fisiologi manusia: asas perubatan. Elsevier Sepanyol.
7. Voet, D., & Voet, J. G. (2006). Biokimia. Ed. Panamericana Medical.