칼슘 펌프 기능, 유형, 구조 및 작동



그 칼슘 펌프 그것은 세포막을 통해 칼슘의 수송을 담당하는 단백질 본질의 구조입니다. 이 구조는 ATP에 의존하며 Ca라고도하는 ATPase 유형 단백질로 간주됩니다2+-ATPase.

칼슘2+-ATPase는 진핵 생물의 모든 세포에서 발견되며 세포 내 칼슘 항상성에 필수적입니다. 이 단백질은 칼슘 분자의 이동이 그 농도 구배에 반하여 이루어지기 때문에 주요 활성 수송을 수행합니다.

색인

  • 1 칼슘 펌프의 기능
  • 2 가지 유형
  • 3 구조
    • 3.1 펌프 PMCA
    • 3.2 SERCA 펌프
  • 4 작동 메커니즘
    • 4.1 SERCA 펌프
    • 4.2 PMCA 펌프
  • 5 참고

칼슘 펌프의 기능

칼슘2+ 그것은 세포에서 중요한 역할을 수행하기 때문에 세포 내에서의 조절은 적절한 기능을하는 근본입니다. 종종 그는 두 번째 메신저로 활동합니다..

세포 외 공간에서 Ca2+ 그것은 세포 내부보다 약 10,000 배 더 큽니다. 세포질에서이 이온의 농도가 증가하면 근육 수축, 신경 전달 물질 방출 및 글리코겐 분해와 같은 여러 반응이 유발됩니다.

수동 수송 (비특이적 배출), 이온 채널 (전기 화학적 구배에 유리한 움직임), 항항 유형 (Na / Ca)의 2 차 능동 수송, 펌프를 이용한 1 차 활성 수송 등 여러 가지 방법으로 세포로부터 이온을 전달할 수 있습니다. ATP에 의존.

Ca의 다른 치환 메커니즘과 달리2+, 펌프는 벡터 형태로 작동합니다. 즉, 이온은 오직 한 방향으로 만 움직이므로 그것들을 추방함으로써 작동합니다.

세포는 칼슘 농도의 변화에 ​​매우 민감합니다2+. 세포 외 농도와 같은 뚜렷한 차이를 나타낼 때, 따라서 정상 세포질 수준을 효율적으로 복원하는 것이 중요합니다.

유형

세 종류의 칼슘이 설명되어 있습니다2+-ATPase는 세포에서의 위치에 따라 동물의 세포에서; (PMCA), 소포체 및 핵막 (SERCA)에 위치한 펌프 및 골지 장치 (SPCA)의 막에서 발견되는 펌프는,.

SPCA 펌프는 또한 Mn 이온2+ 골지체 기질의 다양한 효소의 보조 인자 인.

효모 세포, 다른 진핵 생물 및 식물 세포는 Ca2+-ATPasas 매우 특정.

구조

PMCA 펌프

원형질막에서 우리는 활동적인 반항성 Na / Ca 수송을 발견했다. 상당한 양의 Ca의 이동을 책임졌다.2+ 휴식과 활동시 세포에서. 대부분의 휴식중인 세포에서 칼슘을 외부로 운반하는 역할을 담당하는 것은 PMCA 펌프.

이 단백질은 약 1,200 개의 아미노산으로 구성되어 있으며 10 개의 막 횡단 부위를 가지고 있습니다. 세포질에는 4 개의 주요 단위가있다. 첫 번째 단위는 아미노 말단 그룹을 포함합니다. 두 번째 것은 기본적인 특성을 가지고있어서 산을 활성화시키는 인지질에 결합 할 수 있습니다.

세 번째 단위에는 촉매 작용을하는 아스파르트 산이 있으며, ATP 결합 도메인에서이 형광 물질의 "하류"는 플루오 레세 인 이소시아네이트 결합 밴드입니다.

네 번째 단위에는 칼 모듈 린 (calmodulin)에 결합하는 영역, 특정 키나아제 (A 및 C)의 인식 부위 및 Ca2+ 알로 스테 릭 성의.

SERCA 펌프

SERCA 펌프는 근육 세포의 근육 소구체에서 대량으로 발견되며, 이들의 활동은 근육 운동주기의 수축 및 이완과 관련이있다. 그것의 기능은 Ca2+ 세포의 세포질에서 세망의 기질로.

이들 단백질은 10 개의 막 횡단 도메인을 갖는 단일 폴리펩티드 사슬로 구성된다. 그 구조는 기본적으로 PMCA 단백질의 구조와 동일하지만, 세포질 내에 3 개의 단위 만 있고, 3 번째 단위에 활성 자리가 있다는 점이 다릅니다..

이 단백질의 기능은 이온 수송 중에 부하 균형을 필요로합니다. 두 개의 칼슘2+ (가수 분해 된 ATP에 의한)는 매우 높은 농도 구배에 대해 세포질로부터 망막의 기질로 옮겨진다.

이 수송은 동시에 발생하기 때문에 대동맥 식으로 발생합니다. H+ 그들은 매트릭스로부터 세포질로 향하게된다..

작동 메커니즘

SERCA 펌프

이송 메커니즘은 두 가지 상태 E1과 E2로 구분됩니다. Ca에 대해 높은 친 화성을 갖는 E1 결합 사이트에서2+ 그들은 세포질쪽으로 향하게된다. E2에서, 결합 부위는 세균의 루멘쪽으로 향하여 Ca에 대한 낮은 친 화성을 나타낸다2+. 2 개의 Ca 이온2+ 이적 후 합류하다.

Ca의 결합과 이전 동안2+, 구조적 변화가 발생하는데, 이는 세포질쪽으로 향하는 단백질의 M 도메인의 개방을 포함한다. 그런 다음 상기 이온은 상기 도메인의 2 개의 결합 부위에보다 쉽게 ​​결합한다.

2 개의 Ca 이온의 결합2+ 단백질의 일련의 구조적 변화를 촉진합니다. 그 중에서도 펌프의 유니트를 재구성하는 특정 도메인 (도메인 A)의 회전은 레티클 매트릭스를 향한 개방이 이온을 방출하도록 허용하며, 이는 결합 사이트의 친 화성 감소로 인해 분리됩니다.

H 양성자+ 물 분자는 Ca의 결합 자리를 안정화시킨다2+, 도메인 A가 소포체에 대한 접근을 막음으로써 원래의 상태로 되돌아 가게한다.

PMCA 펌프

이 유형의 펌프는 모든 진핵 세포에서 발견되며 Ca의 배출을 담당합니다2+ 세포 내에서 안정한 농도를 유지하기 위해 세포 외 공간을 향하여.

이 단백질에서 Ca 이온은2+ 가수 분해 된 ATP. 세포질 내의 칼 모듈 린 단백질의 수준에 의해 조절된다.

Ca의 농도를 증가시킴으로써2+ cytosolic, 칼슘 이온을 바인딩 calmodulin의 수준을 증가시킵니다. Ca 복합체2+-Calmodulin은 PMCA 펌프 부착 부위에 조립됩니다. 개구가 세포 외 공간에 노출되도록하는 구조 변화가 펌프에서 발생한다.

칼슘 이온이 방출되어 세포 내부의 정상 수준으로 회복됩니다. 결과적으로, Ca 복합체2+-칼 모둘린이 분해되어 펌프의 원래 상태로 돌아갑니다..

참고 문헌

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