กระบวนการทางเซลล์และสรีรวิทยาที่ซับซ้อนในสิ่งมีชีวิตจำเป็นต้องมีการปรับแต่งอย่างละเอียดในระดับโมเลกุลเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถปรับตัวได้เช่นสัตว์หรือพืชเข้ากับที่อยู่อาศัยของมัน ด้วยเหตุนี้จำนวนมาก โมเลกุล มีอยู่ที่แทรกแซงกระบวนการต่างๆเช่นการสื่อสารของเซลล์การเผาผลาญหรือการแบ่งเซลล์ หนึ่งในนั้น โมเลกุล คือโปรตีนคาโมดูลินซึ่งด้วยความช่วยเหลือของ แคลเซียมมีอิทธิพลต่อการทำงานของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพอื่น ๆ อีกมากมาย โปรตีน.
Calmodulin คืออะไร?
Calmodulin เป็นโปรตีนควบคุมภายในเซลล์ที่จับตัว แคลเซียม ไอออน ตามโครงสร้างของมันมันอยู่ในกลุ่มของ EF-hand โปรตีน. รูปร่างของเคลโมดูลินซึ่งประกอบด้วย 148 กรดอะมิโน และมีความยาว 6.5 นาโนเมตรคล้ายดัมเบล โมเลกุล มวล ของโมเลกุลโปรตีนนี้มีค่าประมาณ 17 kDa เนื่องจากฟังก์ชั่นทางชีววิทยาในการถ่ายทอดสัญญาณภายในเซลล์จึงสามารถจัดประเภทเคลโมดูลินเป็นผู้ส่งสารตัวที่สองได้เช่นผู้ส่งสารทุติยภูมิที่ไม่ได้ใช้งานเอนไซม์ ในสองโดเมนทรงกลมของโปรตีนมีสองรูปแบบเกลียว - ลูป - เกลียวแต่ละอันที่ระยะ 1.1 นาโนเมตรซึ่งรวมเป็นสี่ แคลเซียม ไอออนสามารถถูกผูกไว้ได้ โครงสร้างนี้เรียกว่า EF-hand โครงสร้าง EF-hand เชื่อมต่อกันด้วย ไฮโดรเจน พันธะระหว่าง beta-sheets antiparallel ของคาลโมดูลิน
ฟังก์ชั่นการกระทำและบทบาท
Calmodulin ต้องการแคลเซียมไอออนที่ถูกผูกไว้สามถึงสี่ตัวต่อโมเลกุลเพื่อให้ทำงานได้ เมื่อเปิดใช้งานคอมเพล็กซ์แคลเซียม - คาร์โมดูลินจะมีส่วนเกี่ยวข้องกับการควบคุมตัวรับที่หลากหลาย เอนไซม์และช่องไอออนที่มีฟังก์ชั่นหลากหลาย ท่ามกลาง เอนไซม์ ควบคุมคือ phosphatase calcineurin ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการควบคุมการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันและ endothelial ไนตริกออกไซด์ synthase (eNOS) ซึ่งสร้าง NO ซึ่งมีหน้าที่รับผิดชอบต่อไฟล์ การผ่อนคลาย ของกล้ามเนื้อเรียบและสำหรับการขยายตัวของ เลือด เรือ. นอกจากนี้ที่ความเข้มข้นของแคลเซียมต่ำ adenylate cyclase (AC) จะถูกเปิดใช้งานในขณะที่ความเข้มข้นของแคลเซียมสูงจะทำงานร่วมกับเอนไซม์ phosphodiesterase (PDE) ดังนั้นจึงบรรลุลำดับของกลไกการกำกับดูแลชั่วคราว: ในขั้นต้น AC เริ่มต้นเส้นทางการส่งสัญญาณผ่านการผลิตแอมป์วงจร (cAMP); ต่อมาทางเดินนี้ถูกปิดอีกครั้งโดย PDE คู่กันผ่านการย่อยสลายของแคมป์ อย่างไรก็ตามผลตามกฎข้อบังคับของเคลโมดูลินต่อไคเนสของโปรตีนเช่น CaM ไคเนส II หรือไมโอซินไลท์เชนไคเนส (MLCK) เป็นที่รู้จักกันดีโดยเฉพาะและจะกล่าวถึงในรายละเอียดด้านล่าง CAMKII สามารถผูกไฟล์ ฟอสเฟต สารตกค้างต่างๆ โปรตีน และด้วยเหตุนี้จึงมีอิทธิพล การเผาผลาญพลังงาน, ความสามารถในการซึมผ่านของไอออนและการปล่อยสารสื่อประสาทออกจากเซลล์ CAMKII มีความเข้มข้นสูงโดยเฉพาะใน สมองซึ่งคิดว่ามีบทบาทสำคัญในความเป็นพลาสติกของเซลล์ประสาทกล่าวคือทั้งหมด การเรียนรู้ กระบวนการ แต่สารเคลโมดูลินยังขาดไม่ได้สำหรับกระบวนการเคลื่อนไหว ในสถานะพักเครื่อง สมาธิ แคลเซียมอิออนในเซลล์กล้ามเนื้อมีน้อยมากและเคลโมดูลินจึงไม่ทำงาน อย่างไรก็ตามเมื่อเซลล์กล้ามเนื้อตื่นเต้นแคลเซียมจะไหลเข้าสู่พลาสมาของเซลล์และจับจองพื้นที่ที่มีผลผูกพันทั้งสี่จุดบนเคลโมดูลินเป็นปัจจัยร่วม ตอนนี้สามารถกระตุ้นไมโอซินไลท์เชนไคเนสส่งผลให้เส้นใยหดตัวในเซลล์เปลี่ยนไปจึงทำให้กล้ามเนื้อหดตัว อื่น ๆ ที่ไม่ค่อยมีใครรู้จัก เอนไซม์ ภายใต้อิทธิพลของคาโมดูลิน ได้แก่ guanylate cyclase, Ca-Mg-ATPase และ phospholipase A2
การก่อตัวการเกิดคุณสมบัติและระดับที่เหมาะสม
คาลโมดูลินพบได้ในยูคาริโอตทั้งหมดซึ่งรวมถึงพืชสัตว์เชื้อราและกลุ่มของสิ่งมีชีวิตที่มีอะมีบา เนื่องจากโมเลกุลของสารเคลโมดูลินในสิ่งมีชีวิตเหล่านี้มักมีโครงสร้างที่คล้ายคลึงกันจึงสามารถสันนิษฐานได้ว่าเป็นโปรตีนโบราณที่พัฒนาแล้วซึ่งเกิดขึ้นในช่วงต้นของวิวัฒนาการ ตามกฎแล้วคาลโมดูลินมีอยู่ในพลาสมาของเซลล์ในปริมาณค่อนข้างมาก ในไซโตซอลของเซลล์ประสาทเช่นปกติ สมาธิ อยู่ที่ประมาณ 30-50 μMหรือ 0.03-0.05 mol / L โปรตีนถูกสร้างขึ้นในบริบทของการถอดความและการแปลโดยใช้ CALM ยีนซึ่งมีอัลลีลสามตัวที่รู้จักกันในปัจจุบัน ได้แก่ CALM-1, CALM-2 และ CALM-3
โรคและความผิดปกติ
มีสารเคมีบางชนิดที่สามารถออกฤทธิ์ยับยั้งยาสงบโดลินได้ดังนั้นจึงเรียกว่าสารยับยั้งคาโมดูลินในกรณีส่วนใหญ่ผลการยับยั้งของพวกมันขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าพวกเขาขนส่งแคลเซียมออกจากเซลล์และดังนั้นจึงถอนออกจากเคลโมดูลินซึ่งก็คือ จากนั้นนำเสนอเฉพาะในสถานะที่ไม่ได้ใช้งาน สารยับยั้งเหล่านี้ ได้แก่ W-7 นอกจากนี้ฟีโนไทอาซีนบางชนิด ยาออกฤทธิ์ต่อจิตประสาท ยับยั้งยาสงบ ในวงกว้างพอ ๆ กับฟังก์ชั่นการกำกับดูแลของเคลโมดูลินความหลากหลายคือข้อบกพร่องและความผิดปกติที่เป็นไปได้เมื่อโปรตีนไม่สามารถกระตุ้นโดยแคลเซียมปัจจัยร่วมได้อีกต่อไปดังนั้นเอนไซม์เป้าหมายที่ได้รับการควบคุมจะทำงานน้อยลง ตัวอย่างเช่นการกระตุ้น CAMKII อย่างไม่เพียงพออาจส่งผลให้เกิดการ จำกัด ของความเป็นพลาสติกของเซลล์ประสาทซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับ การเรียนรู้ กระบวนการ การกระตุ้นที่ลดลงของ MLCK จะทำให้กล้ามเนื้อหดตัวซึ่งสามารถทำได้ นำ เพื่อความผิดปกติของการเคลื่อนไหว การกระตุ้นเอนไซม์แคลซินูรินที่ลดลงเนื่องจากการขาดสารเคลโมดูลินจะส่งผลต่อการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายและการกระตุ้น eNO จะลดลง นำ เพื่อลดความเข้มข้น NO หลังทำให้เกิดปัญหาโดยเฉพาะที่ ไนตริกออกไซด์ เป็นอย่างอื่นที่ควรจะป้องกันสิ่งที่ไม่ต้องการ เลือด การแข็งตัวและขยายตัว เรือ เพื่อจุดประสงค์ในการไหลเวียนของเลือดที่ดีขึ้น อย่างไรก็ตามควรกล่าวถึง ณ จุดนี้ด้วยว่าภายใต้เงื่อนไขบางประการตัวเซ็นเซอร์แคลเซียมความถี่สามารถเข้าควบคุมการทำงานทางชีวภาพของเคลโมดูลินและแทนที่โมเลกุลได้
