pompa de calciu Este o structură cu caracter proteic care este responsabilă pentru transportul calciului prin membranele celulare. Această structură este dependentă de ATP și este considerată o proteină asemănătoare ATPazei, numită și CaDouă+-ATPaza.
CaDouă+-ATPazele se găsesc în toate celulele organismelor eucariote și sunt esențiale pentru homeostazia calciului din celulă. Această proteină efectuează transportul activ primar, deoarece mișcarea moleculelor de calciu merge împotriva gradientului lor de concentrație..
Sursă: Wcnsaffo [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]
Indice articol
Ca.Două+ joacă roluri importante în celulă, deci reglarea sa în interiorul lor este esențială pentru buna funcționare a acesteia. Deseori acționează ca un al doilea mesager.
În spațiile extracelulare concentrația de CaDouă+ este de aproximativ 10.000 de ori mai mare decât în celule. O concentrație crescută a acestui ion în citoplasma celulară declanșează diferite răspunsuri, cum ar fi contracțiile musculare, eliberarea neurotransmițătorului și descompunerea glicogenului..
Există mai multe moduri de a transfera acești ioni din celule: transport pasiv (ieșire nespecifică), canale ionice (mișcare în favoarea gradientului lor electrochimic), transport activ secundar de tip anti-suport (Na / Ca) și transport activ primar cu pompa.ATP dependent.
Spre deosebire de celelalte mecanisme ale deplasării Ca.Două+, pompa funcționează în formă vectorială. Adică ionul se mișcă într-o singură direcție, astfel încât să funcționeze doar expulzându-i.
Celula este extrem de sensibilă la modificările concentrației de Ca.Două+. Deoarece prezintă o diferență atât de marcată în ceea ce privește concentrația sa extracelulară, este deci atât de important să se restabilească în mod eficient nivelurile normale de citosol.
Au fost descrise trei tipuri de Ca.Două+-ATPaze în celulele animale, pe baza localizărilor lor în celule; pompe situate în membrana plasmatică (PMCA), cele localizate în reticulul endoplasmatic și membrana nucleară (SERCA) și cele găsite în membrana aparatului Golgi (SPCA).
De asemenea, pompele SPCA transportă ioni MnDouă+ care sunt cofactori ai diferitelor enzime ale matricei aparatului Golgi.
Celulele de drojdie, alte organisme eucariote și celulele vegetale prezintă alte tipuri de Ca.Două+-ATPaze foarte deosebite.
În membrana plasmatică găsim transportul activ Na / Ca antiportic, fiind responsabil pentru deplasarea unei cantități semnificative de CaDouă+ în celule în repaus și activitate. În majoritatea celulelor aflate în stare de repaus, pompa PMCA este responsabilă pentru transportul calciului către exterior..
Aceste proteine sunt formate din aproximativ 1.200 de aminoacizi și au 10 segmente transmembranare. În citosol există 4 unități principale. Prima unitate conține grupa amino terminală. Al doilea are caracteristici de bază, permițându-i să se lege de fosfolipidele acide de activare..
În a treia unitate se găsește un acid aspartic cu funcție catalitică și „în aval” de acesta o bandă de legare a izotocianatului de fluoresceină, în domeniul de legare a ATP.
În a patra unitate se află domeniul de legare a calmodulinei, siturile de recunoaștere ale anumitor kinaze (A și C) și benzile de legare a Ca.Două+ alosterice.
Pompele SERCA se găsesc în cantități mari în reticulul sarcoplasmatic al celulelor musculare și activitatea lor este legată de contracție și relaxare în ciclul de mișcare musculară. Funcția sa este de a transporta Ca.Două+ de la citosolul celular până la matricea reticulului.
Aceste proteine constau dintr-un singur lanț polipeptidic cu 10 domenii transmembranare. Structura sa este în esență aceeași cu cea a proteinelor PMCA, dar diferă prin faptul că au doar trei unități în citoplasmă, situsul activ fiind în a treia unitate..
Funcționarea acestei proteine necesită un echilibru de sarcini în timpul transportului ionilor. Două Ca.Două+ (prin ATP hidrolizat) sunt deplasate de la citosol la matricea reticulului, împotriva unui gradient de concentrație foarte ridicat.
Acest transport are loc într-un mod antiportic, deoarece în același timp două H+ sunt direcționate către citosol din uter.
Mecanismul de transport este împărțit în două stări E1 și E2. În E1 siturile de legare care au o afinitate mare pentru CaDouă+ sunt îndreptate spre citosol. În E2, situsurile de legare sunt direcționate către lumenul reticulului, prezentând o afinitate scăzută pentru Ca.Două+. Cei doi ioni CaDouă+ alăturați-vă după transfer.
În timpul legării și transferului de CaDouă+, apar modificări conformaționale, inclusiv deschiderea domeniului M al proteinei, care este către citosol. Ionii se leagă apoi mai ușor de cele două situri de legare ale domeniului menționat..
Unirea celor doi ioni CaDouă+ promovează o serie de modificări structurale ale proteinei. Dintre acestea, rotația anumitor domenii (domeniul A) care reorganizează unitățile pompei, permițând deschiderea spre matricea reticulului să elibereze ionii, care sunt decuplați datorită scăderii afinității la locurile de legare..
Protonii H+ iar moleculele de apă stabilizează locul de legare a Ca.Două+, determinând ca domeniul A să se rotească înapoi la starea sa inițială, închizând accesul la reticulul endoplasmatic.
Acest tip de pompă se găsește în toate celulele eucariote și este responsabil pentru expulzarea Ca.Două+ în spațiul extracelular pentru a-și menține concentrația stabilă în celule.
În această proteină este transportat un ion Ca.Două+ prin ATP hidrolizat. Transportul este reglementat de nivelurile proteinelor calmoduline din citoplasmă.
Prin creșterea concentrației de CaDouă+ citosolic, crește nivelul calmodulinei, care se leagă de ionii de calciu. Complexul Ca.Două+-calmodulină, apoi se asamblează la locul de legare a pompei PMCA. O modificare conformațională are loc în pompă care permite deschiderea să fie expusă spațiului extracelular.
Ionii de calciu sunt eliberați, restabilind nivelurile normale din interiorul celulei. În consecință complexul CaDouă+-calmodulina se dezasamblează, readucând conformația pompei la starea inițială.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.