Функције, типови, структура и рад пумпе за калцијум

Тхе пумпа за калцијум То је структура протеинске природе која је одговорна за транспорт калцијума кроз ћелијске мембране. Ова структура зависи од АТП и сматра се протеином типа АТПазе, такође названим Ца²⁺-АТПаза.

Тхе Ца²⁺-АТПаза се налази у свим ћелијама еукариотских организама и неопходна је за хомеостазу калцијума у ​​ћелији. Овај протеин врши примарни активни транспорт, јер кретање молекула калцијума иде у супротности са његовим концентрационим градијентом.

Индек

• 1 Функције пумпе за калцијум
• 2 Типови
• 3 Структура
  • 3.1 Пумпа ПМЦА
  • 3.2 СЕРЦА пумпа
• 4 Погонски механизам
  • 4.1 СЕРЦА пумпе
  • 4.2 ПМЦА пумпе
• 5 Референце

Функције калцијум пумпе

Тхе Ца²⁺ Она испуњава важне улоге у ћелији, па је њена регулација у њима од суштинског значаја за њено правилно функционисање. Често се понаша као други гласник.

У екстрацелуларним просторима концентрација Ца²⁺ то је отприлике 10.000 пута веће него унутар ћелија. Повећање концентрације овог јона у ћелијској цитоплазми покреће неколико одговора, као што су контракције мишића, ослобађање неуротрансмитера и разградња гликогена.

Постоји неколико начина за пренос ових иона из ћелија: пасивни транспорт (неспецифичан излаз), јонски канали (кретање у корист његовог електрокемијског градијента), секундарни активни транспорт антипортног типа (На / Ца) и примарни активни транспорт са пумпом. зависи од АТП.

За разлику од других механизама померања Ца²⁺, пумпа ради у векторском облику. То јест, ион се креће само у једном правцу тако да ради само тако што их избаци.

Ћелија је изузетно осетљива на промену концентрације Ца²⁺. Када се уочава тако изражена разлика са екстрацелуларном концентрацијом, важно је ефикасно вратити нормалне цитосолне нивое.

Типови

Описане су три врсте Ца²⁺-АТПазе у ћелијама животиња, према њиховим локацијама у ћелијама; пумпе лоциране у плазма мембрани (ПМЦА), оне лоциране у ендоплазматском ретикулуму и нуклеарној мембрани (СЕРЦА), и оне које се налазе у мембрани Голги апарата (СПЦА).

СПЦА пумпе такође преносе јоне Мн²⁺ који су кофактори различитих ензима матрице Голгијевог апарата.

Станице квасца, други еукариотски организми и биљне ћелије представљају друге врсте Ца²⁺-АТПасас је веома посебан.

Структура

ПМЦА пумп

У плазми смо пронашли активни антипартични транспорт На / Ца, који је одговоран за истискивање значајне количине Ца²⁺ у станицама у мировању и активности. У већини станица у мировању, одговоран за транспорт калцијума ван је ПМЦА пумпа.

Ови протеини се састоје од око 1200 аминокиселина и имају 10 трансмембранских сегмената. У цитосолу постоје 4 главне јединице. Прва јединица садржи амино-терминалну групу. Други има основне карактеристике, што му омогућава да се веже за фосфолипиде који активирају киселине.

У трећој јединици је аспарагинска киселина са каталитичком функцијом, и "низводно" од ове везне траке флуоресцеин изотоцијаната, у домену везивања АТП.

У четвртој јединици је домен везивања за калмодулин, места препознавања одређених киназа (А и Ц) и везне траке Ца²⁺ аллостериц.

СЕРЦА Пумп

СЕРЦА пумпе се налазе у великим количинама у саркоплазматском ретикулуму мишићних ћелија и њихова активност је повезана са контракцијом и релаксацијом у циклусу покрета мишића. Његова функција је транспорт Ца²⁺ од цитосола ћелије до матрице ретикулума.

Ови протеини се састоје од једног полипептидног ланца са 10 трансмембранских домена. Његова структура је у основи иста као структура ПМЦА протеина, али се разликује у томе што они имају само три јединице унутар цитоплазме, са активним местом у трећој јединици..

Функционисање овог протеина захтева баланс оптерећења током транспорта јона. Тво Ца²⁺ (хидролизованим АТП-ом) су премјештени из цитосола у матрицу ретикулума, у односу на врло високи концентрацијски градијент.

Овај транспорт се дешава на антипортички начин, јер у исто време два Х⁺ они су усмерени на цитосол из матрице.

Оперативни механизам

СЕРЦА пумпе

Механизам транспорта је подељен на два стања Е1 и Е2. У Е1 везујућим местима која имају висок афинитет за Ца²⁺ они су усмерени ка цитосолу. У Е2, места везивања су усмерена ка лумену ретикулума који показује низак афинитет за Ца²⁺. Два иона Ца²⁺ придружите се након трансфера.

Током сједињавања и преношења Ца²⁺, настају конформационе промене, укључујући отварање М домена протеина, који је према цитосолу. Затим се јони лакше повезују са два места везивања поменутог домена.

Сједињење два Ца јона²⁺ промовише низ структурних промена у протеину. Међу њима је ротација одређених домена (домена А) која реорганизује јединице пумпе, омогућавајући отварање према матрици кончанице за ослобађање јона, који су одвојени захваљујући смањењу афинитета у везним местима..

Х протони⁺ и молекули воде стабилизују место везивања Ца²⁺, узрокује да се домен А ротира назад у своје првобитно стање, затварајући приступ ендоплазматском ретикулуму.

ПМЦА пумпе

Овај тип пумпи се налази у свим еукариотским ћелијама и одговоран је за избацивање Ца²⁺ према екстрацелуларном простору како би се одржала стабилна концентрација унутар ћелија.

У овом протеину транспортује се Ца јон²⁺ помоћу хидролизованог АТП. Транспорт се регулише нивоима протеина калмодулина у цитоплазми.

Повећањем концентрације Ца²⁺ цитосолним, повећавају нивое калмодулина, који везују јоне калцијума. Ца комплекс²⁺-Цалмодулин се затим спаја на место за причвршћивање пумпе ПМЦА. Конформациона промена се дешава у пумпи која омогућава да отвор буде изложен екстрацелуларном простору.

Отпуштају се јони калцијума, који враћају нормалне нивое унутар ћелије. Према томе, Ца комплекс²⁺-Калмодулин се раставља, враћајући конформацију пумпе у њено првобитно стање.

Референце

1. Брини, М., & Царафоли, Е. (2009). Пумпе за калцијум за здравље и болести. Физиолошки прегледи, 89(4), 1341-1378.
2. Царафоли, Е., & Брини, М. (2000). Пумпе за калцијум: структурна основа и механизам трансмембранског транспорта калцијума. Актуелно мишљење у хемијској биологији;(2), 152-161.
3. Девлин, Т. М. (1992). Уџбеник биохемије: са клиничким корелацијама.
4. Латорре, Р. (ур.). (1996). Биофизика и ћелијска физиологија. Универзитет у Севилли.
5. Лодисх, Х., Дарнелл, Ј.Е., Берк, А., Каисер, Ц.А., Криегер, М., Сцотт, М.П., ​​& Матсудаира, П. (2008). Молекуларна биологија ћелија. Мацмиллан.
6. Поцоцк, Г., & Рицхардс, Ц.Д. (2005). Људска физиологија: основа медицине. Елсевиер Спаин.
7. Воет, Д., & Воет, Ј.Г. (2006). Биоцхемистри. Ед Панамерицана Медицал.