Кальційзв'язуючий білок

Кальційзв'язуючі білки — це білки, які беруть участь у кальцієвих сигнальних шляхах клітин шляхом зв'язування з іоном кальцію (Ca2+), який відіграє важливу роль у багатьох клітинних процесах. Кальційзв'язуючі білки мають специфічні домени, що зв'язуються з кальцієм, і відомі своєю гетерогенністю.

Одна з функцій кальційзв'язуючих білків полягає в регулюванні кількості вільного (незв'язаного) Ca2+ у цитозолі.[1] Клітинна регуляція кальцію відома як кальцієвий гомеостаз.

Типи

Існує багато різних кальційзв'язуючих білків, з різним клітинним і тканинним розподілом та участю в певних функціях. Кальційзв'язуючі білки відіграють важливу фізіологічну роль для клітин.[2] Найбільш поширеним Ca2+-чутливим білком, який зустрічається у всіх еукаріотичних організмах, включаючи дріжджі, є кальмодулін. Внутрішньоклітинне зберігання та вивільнення Ca2+ із саркоплазматичного ретикулуму пов'язане з високоємним, низькоафінним кальційзв'язуючим білком кальсеквестрином.[3] Кальретинін — це ще один тип кальційзв'язуючого білка вагою 29 кДа. Він бере участь у клітинній сигналізації та, як показано, існує в нейронах. Цей тип білка також міститься у великих кількостях у злоякісних мезотеліальних клітинах, які можна легко диференціювати від карцином. Ця диференціація застосовується для діагностики пухлин строми яєчників.[4] Також, ще одним членом надродини EF-hand є білок S100B, який регулює p53. p53 відомий як білок-супресор пухлини і в цьому випадку діє як транскрипційний активатор або репресор численних генів. Білки S100B у великій кількості містяться в пухлинних клітинах, що призводить до їх надмірної експресії, що робить ці білки корисними для класифікації пухлин. Крім того, це пояснює, чому цей білок може легко взаємодіяти з p53 під час регуляції транскрипції.[5]

Кальційзв'язуючі білки можуть бути як внутрішньоклітинними, так і позаклітинними. Ті, що є внутрішньоклітинними, можуть містити або не мати структурного EF-домену. Позаклітинні кальційзв'язуючі білки класифікуються на шість груп.[2] Оскільки Ca2+ є важливим вторинним месенджером, він може діяти як активатор або інгібітор у транскрипції генів. Ті білки, що належать до надродини EF-hand, такі як кальмодулін та кальциневрин, пов'язані з регуляцією транскрипції. Коли рівень Ca2+ у клітині зростає, ці члени надродини EF-hand регулюють транскрипцію опосередковано шляхом фосфорилювання / дефосфорилювання транскрипційних факторів.[5]

Секреторний кальційзв'язуючий фосфопротеїн

Сімейство генів секреторного кальційзв'язуючого фосфопротеїну (SCPP) складається з давньої групи генів, що з'явилися приблизно в той самий час, що й кісткові риби. Гени SCPP грубо поділяються на кислотні та P/Q-багаті типи: перші здебільшого беруть участь у формуванні кісткової тканини та дентину, тоді як другі зазвичай беруть участь у формуванні емалі/енамелоїду. У ссавців P/Q-багаті SCPP також міститься в слині та молоці та включає неортодоксальні члени, такі як MUC7 (муцин) та казеїн. Гени SCPP розпізнаються за структурою екзонів, а не за послідовністю білків.[6]

Функції

Завдяки своїй ролі в передачі сигналів, кальційзв'язуючі білки сприяють усім аспектам функціонування клітини, від гомеостазу до навчання та пам'яті. Наприклад, було виявлено, що нейрон-специфічний кальцекситин має збуджуючий ефект на нейрони та взаємодіє з білками, що контролюють стан активації нейронів, такими як вольтажзалежний калієвий канал.[7]

У клітинах було відзначено компартментацію кальційзв'язуючих білків, таких як кальретинін та кальбіндин -28 кДа, що свідчить про те, що ці білки виконують різні функції в локалізованій кальцієвій сигналізації.[8] Це також вказує на те, що окрім вільної дифузії через цитоплазму для досягнення однорідного розподілу, кальційзв'язуючі білки можуть зв'язуватися з клітинними структурами через взаємодії, які, ймовірно, важливі для їхніх функцій.[8]

Див. також

Примітки

  1. Kinjo, Tashi G; Schnetkamp, Paul PM. Ca2+ Chemistry, Storage and Transport in Biologic Systems: An Overview. Madame Curie Bioscience Database [Internet]. Процитовано 2 травня 2016.
  2. а б Yáñez M, Gil-Longo J, Campos-Toimil M (2012). Calcium binding proteins. Adv Exp Med Biol. Advances in Experimental Medicine and Biology. 740: 461—82. doi:10.1007/978-94-007-2888-2_19. ISBN 978-94-007-2887-5. PMID 22453954. Помилка цитування: Некоректний тег <ref>; назва «pmid22453954» визначена кілька разів з різним вмістом
  3. Siegel, George (Ed.). Basic neurochemistry: molecular, cellular and medical aspects. Lippincott Williams and Wilkins / 1999 ISBN 0-397-51820-X
  4. NordiQC. Архів оригіналу за 20 червня 2016. Процитовано 4 травня 2016.
  5. а б Ikura, Mitsuhiko; Osawa, Masanori; Ames, James B. (July 2002). The role of calcium-binding proteins in the control of transcription: structure to function (PDF). BioEssays: News and Reviews in Molecular, Cellular and Developmental Biology (англ.). 24 (7): 625—636. doi:10.1002/bies.10105. PMID 12111723. Процитовано 5 листопада 2022. Помилка цитування: Некоректний тег <ref>; назва «nmr.uhnres.utoronto.ca» визначена кілька разів з різним вмістом
  6. Kawasaki, Kazuhiko (2018). The Origin and Early Evolution of SCPP Genes and Tissue Mineralization in Vertebrates. Biomineralization. с. 157—164. doi:10.1007/978-981-13-1002-7_17. ISBN 978-981-13-1001-0.
  7. Nelson T, Cavallaro S, Yi C, McPhie D, Schreurs B, Gusev P, Favit A, Zohar O, Kim J, Beushausen S, Ascoli G, Olds J, Neve R, Alkon D (1996). Calexcitin: a signaling protein that binds calcium and GTP, inhibits potassium channels, and enhances membrane excitability. PNAS. 93 (24): 13808—13. Bibcode:1996PNAS...9313808N. doi:10.1073/pnas.93.24.13808. PMC 19433. PMID 8943017.
  8. а б Mojumder DK, Wensel TG, Frishman LJ (Aug 2008). Subcellular compartmentalization of two calcium binding proteins, calretinin and calbindin-28 kDa, in ganglion and amacrine cells of the rat retina. Molecular Vision. 14: 1600—1613. PMC 2528027. PMID 18769561.
Prefix: a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Portal di Ensiklopedia Dunia

Kembali kehalaman sebelumnya