Calmodulina

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.
Estrutura tridimensional da calmodulina.

A calmodulina (CaM) é unha proteína intracelular, de baixo peso molecular que expresan todas as células eucariotas. Únese ao ión calcio, para o que ten catro sitios de unión, e é un dos reguladores na transdución de sinais por calcio na célula, de onde lle vén o seu nome (CALcio MODULada proteÍNA). O calcio participa no sistema de transdución de sinais intracelulares actuando como un segundo mensaxeiro difusible do estímulo inicial, e a calmodulina funciona como receptor reversible para o Ca+2. A calmodulina asóciase a multitude de proteínas diferentes regulando a súa actividade, polo que funciona como un mensaxeiro intermediario regulador. [1][2]

Funcións[editar | editar a fonte]

A calmodulina media procesos inflamatorios, metabólicos, a apoptose, a contracción do músculo liso (vasoconstrición das arterias), o movemento intracelular, a memoria a curto e a longo prazo, o crecemento de células nerviosas e as respostas inmunes.

A calmodulina exprésase en moitos tipos celulares e pode ter diferentes localizacións na célula, como no citoplasma, dentro dos orgánulos, ou asociada coa membrana plasmática ou as membranas dos orgánulos. Moitas das proteínas ás que se une a calmodulina non poden unirse ao calcio por si mesmas, e utilizan a calmodulina como sensor do calcio e transdutor de sinais. A calmodulina pode tamén utilizar o calcio almacenado no retículo endoplasmático, e o retículo sarcoplásmico. A calmodulina pode sufrir modificacións postraducionais, como fosforilación, acetilación, metilación e corte proteolítico, que modulan as súas accións.

Ademais, para exercer a súa función reguladora a calmodulina interacciona cun amplo rango de encimas e compoñentes do citoesqueleto disparando respostas bioquímicas moi específicas, que se exercen a través das proteínas ás cales se une e que se coñecen co nome de proteínas de unión á calmodulina (PUCaMs) [3].

Outra das funcións recentemente descubertas é a relacionada coa motilidade espermática. Localizouse esta proteína na cabeza dos espermatozoides o cal suxire a súa participación na capacitación e na reacción acrosómica [4][5]. A fosforilación de proteínas é un proceso implicado na regulación da motilidade espermática e diferentes fosfoproteínas foron asociadas co inicio e mantemento da mesma.

A calmodulina realiza un papel moi importante no metabolismo enerxético porque, ao ligarse á fosforilase quinase, activa a glicólise[6]. Presenta unha estrutura similar á da troponina C (70% de semellanza) o cal lle permite sincronizar a contracción muscular [7].

Estrutura[editar | editar a fonte]

A calmodulina é unha proteína pequena, composta por 148 aminoácidos e cun peso molecular de 16.706 Da de secuencia moi conservada. Está formada por unha única cadea polipeptídica e presenta un dominio globular N-terminal e un dominio globular C-terminal unidos entre si por unha zona de unión flexible. Cada un destes dominios presenta dous lugares de unión ao calcio (chamados mans EF) e están formados por unha conformación de 12 residuos aminoacídicos, rodeados por dúas hélices que poden adoptar diversos ángulos de apertura, o que facilita a súa unión a diversas proteínas. [8]

Modo de acción[editar | editar a fonte]

Cando a concentración de ión Ca+2 aumenta a 1 µM, a unión do Ca+2 á calmodulina provoca un cambio de conformación na proteína. Pode unirse a catro ións calcio e a súa unión inducirá distintos cambios alostéricos na proteína, principalmente a rotación dos dous dominios globulares. Como consecuencia deste cambio conformacional despois da unión do calcio quedan expostos grupos metilo hidrófobos pertencentes a residuos de metionina. Isto implica que se formen certas superficies hidrófobas que poidan unirse a hélices alfa anfipáticas da proteína diana, xa que estas hélices conteñen algunhas rexións hidrófobas complementarias. A flexibilidade da molécula permítelle á calmodulina unirse a moi diversas proteínas e desta maneira controla a súa actividade.

A familia da calmodulina[editar | editar a fonte]

Outras proteínas de unión ao calcio[editar | editar a fonte]

A calmodulina pertence a un dos dous grupos principais de proteínas de unión ao calcio, chamadas proteínas de man EF (dominio estrutural hélice-bucle-hélice). O outro grupo son as chamadas anexinas, que se unen ao calcio e a fosfolípidos (por exemplo, a lipocortina). Moitas outras proteínas pode unirse ao calcio, pero a unión ao calcio non é a súa función principal.

Notas[editar | editar a fonte]

  1. Stevens FC (1983). "Calmodulin: an introduction". Can. J. Biochem. Cell Biol. 61 (8): 906–10. DOI:10.1139/o83-115. PMID 6313166.
  2. Chin D, Means AR (2000). "Calmodulin: a prototypical calcium sensor". Trends Cell Biol. 10 (8): 322–8. DOI:10.1016/S0962-8924(00)01800-6. PMID 10884684.
  3. WY Cheung. Calmodulin plays a pivotal role in cellular regulation. Science 4 January 1980: Vol. 207 no. 4426 pp. 19-27. DOI: 10.1126/science.6243188. [1]
  4. Bendahmane M, Lynch C 2nd, Tulsiani DR. Calmodulin signals capacitation and triggers the agonist-induced acrosome reaction in mouse spermatozoa. Arch Biochem Biophys. 2001 Jun 1;390(1):1-8. [2] PMID 11368508
  5. Leticia Moreno-Fierros, Enrique Othon Hernández, Zaira O. Salgado, Adela Mújica. F-actin in guinea pig spermatozoa: Its role in calmodulin translocation during acrosome reaction. Molecular Reproduction and Development. Volume 33, Issue 2, pages 172–181, October 1992. [3]
  6. Eisuke Furuya, Motoko Yokoyama, Kosaku Uyeda. Regulation of fructose-6-phosphate 2-kinase by phosphorylation and dephosphorylation: Possible mechanism for coordinated control of glycolysis and glycogenolysis. Proc. Natt Acad. Sci. USA. Vol. 79, pp. 325-329, January 1982. [4]
  7. Picton C, Klee CB, Cohen P. The regulation of muscle phosphorylase kinase by calcium ions, calmodulin and troponin-C. Cell Calcium. 1981 Aug;2(4):281-94. [5] PMID 7200399
  8. Chou JJ, Li S, Klee CB, Bax A (November 2001). "Solution structure of Ca(2+)-calmodulin reveals flexible hand-like properties of its domains". Nat. Struct. Biol. 8 (11): 990–7. DOI:10.1038/nsb1101-990. PMID 11685248.

Ligazóns externas[editar | editar a fonte]