Funkcije, vrste, vrste, struktura in delovanje kalcijeve črpalke

The Kalcijeva črpalka To je beljakovinska naravna struktura, ki je odgovorna za prevoz kalcija skozi celične membrane. Ta struktura je odvisna od ATP in velja za protein tipa ATPASA, imenovan tudi CA²⁺-ATPASA.

Ca²⁺-ATPASA najdemo v vseh celicah evkariontskih organizmov in so bistvenega pomena za homeostazo kalcija v celici. Ta protein izvaja primarni aktivni transport, saj gibanje molekul kalcija nasprotuje njenemu koncentracijskemu gradientu.

SERCA kristalografska struktura.
Vir: WCNSAFFO [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/4.0)] [TOC]

Funkcije kalcijeve črpalke

Ca²⁺ Izpolnjuje pomembne prispevke v celici, zato je njihova ureditev v njih bistvena za njihovo pravilno delovanje. Pogosto deluje kot drugi glasnik.

V zunajceličnih prostorih koncentracija CA²⁺ Je približno 10.000 krat več kot znotraj celic. Povečanje koncentracije tega iona v celični citoplazmi sproži različne odzive, kot so kontrakcije mišic, sproščanje nevrotransmiterjev in razgradnja glikogena.

Obstaja več načinov za premikanje teh ionov iz celic: pasivni transport (nespecifični izhod), ionske kanale (gibanje v korist njegovega elektrokemičnega gradienta), protiortiran sekundarni aktivni transport (NA/CA) in primarni aktivni transport z odvisnim od ATP črpalke ATP črpalke ATP.

Za razliko od drugih mehanizmov premika CA²⁺, Črpalka deluje v vektorski obliki. To pomeni, da se ion premakne v eno smer, tako da deluje le tako, da jih izgnaje.

Celica je izjemno občutljiva na spremembe koncentracije CA²⁺. S predstavitvijo tako izrazite razlike s svojo zunajcelično koncentracijo, zato je tako pomembno učinkovito obnoviti svojo normalno citosolno raven.

Fantje

Opisane so tri vrste CA²⁺-Atasa v živalskih celicah, glede na njihove lokacije v celicah; Črpalke, ki se nahajajo v plazemski membrani (PMCA), tiste, ki se nahajajo v endoplazemskem retikulumu in jedrski membrani (SERCA), in tiste, ki jih najdemo v membrani Golgi Aparat (SPCA).

SPCA bombe prevažajo tudi MN ione²⁺ ki so kofaktorji različnih encimov matrice Golgijevega aparata.

Celice kvasovk iz drugih evkariotskih organizmov in rastlinskih celic imajo druge vrste CA²⁺-Zelo posebne atasas.

Struktura

PMCA črpalka

V plazemski membrani najdemo aktivni antiportični transport Na/Ca, ki je odgovoren za premik pomembne količine CA²⁺ V celicah počitka in aktivnosti. V večini celic v mirovanju je vodja prevoza kalcija navzven črpalka PMCA.

Te beljakovine so sestavljene iz približno 1.200 aminokislin in ima 10 transmembranalnih segmentov. V citosolu so 4 glavne enote. Prva enota vsebuje amino-terminalno skupino. Drugi ima osnovne značilnosti, ki fosfolipidom omogočajo, da se pridružijo aktivatorjem.

V tretji enoti je aspartinska kislina s katalitično funkcijo in "navzdol" tega vezanega pasu Fluorescein ISO -cikling, v domeni ATP Union.

V četrti enoti je obvladovanje zveze do kalmodulina, mesta prepoznavanja nekaterih kinaz (A in C) in vezanih pasov CA²⁺ Alosterično.

Črpalka SERCA

Črpalke SERCA so v veliki količini v sarkoplazemskem retikulumu mišičnih celic in njihova aktivnost je povezana s krčenjem in sprostitvijo v ciklu gibanja mišic. Njegova funkcija je prevoz CA²⁺ Od citosola celice do matrice retikuluma.

Ti beljakovine so sestavljene iz ene same polipeptidne verige z 10 transmarket domenami. Njegova struktura je v osnovi enaka strukturi proteinov PMCA, vendar se razlikuje po tem, da imajo v citoplazmi le tri enote, ki so aktivno mesto v tretji enoti.

Delovanje tega proteina zahteva ravnovesje obremenitve med prevozom ionov. Dve ca²⁺ (s hidroliziranim ATP) se od citosola premestijo v matrico mrežice, proti zelo visokemu gradientu koncentracije.

Ta transport se pojavlja antiportično, ker hkrati dva h⁺ Usmerjeni so v citosol iz matrice.

Mehanizem delovanja

Bombe Serca

Transportni mehanizem je razdeljen na dve državi E1 in E2. Na spletnih mestih E1, ki predstavljajo visoko afiniteto do CA²⁺ So usmerjeni v citosol. V E2 so mesta Unije usmerjena proti lumnu retikuluma, ki predstavlja nizko afiniteto za CA²⁺. Dva CA iona²⁺ Pridite skupaj po prestopu.

Med zvezo in prenosom CA²⁺, Pojavijo se konformacijske spremembe, vključno z odpiranjem M -domena beljakovin, ki je proti citosolu. Ioni se nato lažje vežejo na dve sindikalni mesta omenjene domene.

Zveza obeh Ca ionov²⁺ spodbuja vrsto strukturnih sprememb v beljakovinah. Med njimi vrtenje nekaterih domen (domena a), ki reorganizira bombene enote, kar omogoča odprtino proti matriki retikulu.

Protoni h⁺ in molekule vode stabilizirajo mesto sindikata CA²⁺, povzroči, da se domena spet vrti v prvotno stanje in zaključi dostop do endoplazemskega retikuluma.

PMCA črpalke

Te vrste črpalk najdemo v vseh evkariontskih celicah in je odgovorno za izgon CA²⁺ Proti zunajceličnemu prostoru, da bi ohranila svojo koncentracijo v celice.

V tem proteinu se prevaža ion²⁺ S hidroliziranim ATP. Prevoz regulira ravni kalmodulinskega proteina v citoplazmi.

S povečanjem koncentracije CA²⁺ Ravni citosolni, kalmodulina se povečajo, ki se vežejo na kalcijeve ione. CA kompleks²⁺-kalmodulin, nato sestavi mesto bombe PMCA. V črpalki je konformacijska sprememba, ki omogoča izpostavljanje odprtine do zunajceličnega prostora.

Kalcijevi ioni se sprostijo in obnavljajo normalne ravni znotraj celice. Posledično kompleks CA²⁺-Kalmodulin je desasambla, ki vrne konformacijo črpalke v prvotno stanje.

Reference

1. Brini, m., & Carafoli in. (2009). Kalcijeve črpalke v zdravju in bolezni. Fiziološki pregledi, 89(4), 1341-1378.
2. Carafoli, e., & Brini, m. (2000). Kalcijeve črpalke: strukturna osnova za in mehanizem transmembranskega transmeri. Trenutno mnenje v kemijski biologiji, 4(2), 152-161.
3. Devlin, t. M. (1992). Učbenik biokemije: s kliničnimi korelacijami.
4. Latorre, R. (Ed.). (devetnajst devetdeset šest). Biofizika in fiziologija celic. Univerza Sevilla.
5. Lodish, h., Darnell, J. In., Berk, a., Kaiser, c. Do., Krieger, m., Scott, m. Str., & Matsudaira, str. (2008). Biologija mollekulskih celic. Macmillan.
6. Pocock, g., & Richards, c. D. (2005). Človeška fiziologija: baza medicine. Elsevier Španija.
7. Voet, d., & Voet, J. G. (2006). Biokemija. Ed. Pan -american Medical.