Кальмодулин 1
Белок, обнаруженный в организме человека
СПОКОЙСТВИЕ1
Доступные структуры
ПДБПоиск человека UniProt: PDBe RCSB
Идентификаторы
ПсевдонимыCALM1 , CALML2, CAMI, CPVT4, DD132, PHKD, caM, LQT14, кальмодулин 1, кальмодулин 1 (фосфорилаза киназа, дельта), CAMC, CAMB, CAMIII, CAM3, CAM2
Внешние идентификаторыОМИМ : 114180; гомологен : 134804; GeneCards : CALM1; OMA :CALM1 — ортологи
Ортологи
РазновидностьЧеловекМышь
Энтрез

801

н/д

Ансамбль

ENSG00000198668

н/д

UniProt

П0ДП23
П0ДП24

н/д

RefSeq (мРНК)

NM_001166106
NM_006888
NM_001363669
NM_001363670

н/д

RefSeq (белок)

н/д

Местоположение (UCSC)Хр 14: 90,4 – 90,41 Мбн/д
Поиск в PubMed[2]н/д
Викиданные
Просмотр/редактирование человека

Кальмодулин 1 — это белок у людей, который кодируется геном CALM1 . [ 3]

Кальмодулин [4] играет роль в путях передачи кальциевого сигнала, регулируя контроль ионных каналов, ферментов , аквапоринов и других белков. Он функционирует как связывающий кальций белок, который был сгруппирован в мотив EF-hand, обнаруженный в эукариотических клетках. Кальмодулин играет важную роль во многих клеточных путях и действует как детектор кальция внутри клеток, которые взаимодействуют с различными целевыми белками. Кроме того, он имитирует [5] активацию более двадцати аминокислот , что помогает контролировать различные физиологические функции. Он также необходим для различных регуляторных ролей в пролиферации клеток и на протяжении многих точек в течение клеточного цикла.

При связывании с целевым кальцием (действует как лиганд) кальмодулин претерпевает изменение формы, что позволяет ему взаимодействовать с несколькими типами белков, включая фосфатазы , ионные каналы и киназы . Это конформационное изменение связано с прохождением различных клеточных процессов: включая сокращение мышц, выброс нейротрансмиттеров в кровоток и экспрессию генов.

Функция

Кальмодулин 1 является архетипом семейства кальций-модулируемых ( кальмодулиновых ) белков, из которых было обнаружено около 20 членов. Они идентифицируются по их наличию в цитозоле или на мембранах, обращенных к цитозолю, и по высокому сродству к кальцию . Кальмодулин содержит 149 аминокислот и имеет 4 кальций-связывающих мотива EF hand . Его функции включают роли в росте и клеточном цикле , а также в передаче сигнала и синтезе и высвобождении нейротрансмиттеров . [6]

Экспрессия генов

У людей существуют три генетические изоформы кальмодулина, которые кодируются гомологичными вариациями генов: CALM1, CALM2 и CALM3. Каждая из трех изоформ производит различные, но тесно связанные формы кальмодулина. На уровне нуклеиновой кислоты кодирующие области различаются на 15% между CALM1 и CALM2 и на 13% между CALM2 и CALM3. [7]

Кальмодулин I, сокращенно CALM1, находится на хромосоме 14 генома человека и является одной из трех изоформ кальмодулина. Он обнаружен во всех тканях человека, хотя экспрессия варьируется в зависимости от типа ткани. Высокие уровни экспрессии обнаружены в мозге, мышцах и крови.

Во всем организме CALM1 играет важную роль в сокращении и расслаблении мышц в скелетных и гладких мышцах. В сердечной мышце CALM1 жизненно важен для регуляции кальциевой сигнализации для контроля эффективной работы сердца. Кальций/кальмодулин протеинкиназы (CaMK) [8] работают симбиотически, регулируя кальциевую сигнализацию во всем организме. CAMKII , самая плодовитая изоформа , находится в сердечной ткани, где она контролирует сопряжение возбуждения и сокращения . Кальмодулин I также играет важную роль в иммунной системе через лимфоциты (белые кровяные клетки), где он способствует функционированию и активации иммунных клеток. В костной ткани кальмодулин I связан с остеобластами , остеокластами и остеоцитами , функционируя во внутриклеточной кальциевой сигнализации для обеспечения минерализации, резорбции и ремоделирования костей .

Кальмодулин 1 [7] может быть выражен как один из двух типов транскриптов, которые можно различить по длине и местоположению в ткани. Основной транскрипт присутствует во всех тканях и регистрируется как 1,7 кб в длину. Второстепенный транскрипт имеет либо 4,1 кб, либо 4,4 кб в длину и обнаруживается только в мозговой и скелетной мышечной ткани. Разница в длине транскриптов вызвана замещающими сигналами расщепления и полиаденилирования (APA), что позволяет образовываться различным изоформам мРНК.

Псевдогены

Известны два псевдогена кальмодулина 1, которые известны как CALMIPI и CALMIP2. CALMPI был впервые обнаружен на хромосоме 7, а CALMPI2 был позже идентифицирован на хромосоме X. Эксперименты показывают, что у обоих псевдогенов отсутствуют интроны и есть множественные мутации в их открытой рамке считывания, что означает, что они прекращают все функции.

Картографирование

Гибридизированные панели соматических клеток человека [9] и грызунов показывают, что комплементарная ДНК для кальмодулина I локализована на хромосоме 14, с некоторой активностью перекрестной гибридизации на хромосоме 7 и незначительным участием в хромосоме X.

Идентификаторы

  • Идентификация белка: P62158 (он же CALM_HUMAN)
  • Идентификация гена: 114180
Биохимические и сигнальные пути CALM1 [10]

Киотская энциклопедия генов и геномов (KEGG): [11]

hsa04020Кальциевый сигнальный путь
hsa04070Сигнальная система фосфатидилинозитола
hsa04114Мейоз ооцита
hsa04270Сокращение гладких мышц сосудов
hsa04720Долгосрочное потенцирование
hsa04722Путь сигнализации нейротрофинов
hsa04740Обонятельная трансдукция
hsa04744Фототрансдукция
hsa04910Путь передачи сигнала инсулина
hsa04912Сигнальный путь ГнРГ
hsa04916Меланогенез
hsa05010болезнь Альцгеймера
hsa05214Глиома
Домены семейства белков кальмодулина I:
ПФ00036ЭФ рука
ПФ08726Ca2+ нечувствительная EF рука
ПФ12763Цитоскелетно-регуляторный комплекс EF рука
ПФ13202ЭФ рука
ПФ13405Домен EF-hand
ПФ13499Пара доменов EF-hand
ПФ13833Пара доменов EF-hand
ПФ14658Домен EF-hand

Взаимодействия

Было показано, что кальмодулин 1 взаимодействует с:

Мутации

Мутации CALM1 CALM2 или CALM3 могут приводить к критическим сердечным нарушениям, включая синдром удлиненного интервала QT ( LQTS ) и катехоламинергическую полиморфную желудочковую тахикардию ( CPVT ). [18] Исследования, посвященные изучению заболеваний, связанных с кальмодулином, обнаружили несколько белков, модифицированных кальмодулином, которые определяют вирулентность мутаций, включая сердечный кальциевый канал L-типа (LTCC) Cav1.2, канал высвобождения кальция саркоплазматического ретикулума и рецептор рианодина 2 ( RyR2 ).

Мутации болезни CALM1 часто диагностируются у пациентов в возрасте десяти лет или младше, тогда как мутации CALM2 и CALM3 обычно развиваются во взрослом возрасте. Дефекты функционирования кальмодулина вызывают помехи жизненно важным кальциевым сигнальным событиям в сердечной мышце, что нарушает мембранные ионные каналы. Нарушения в клеточной сигнализации могут привести к потенциально опасным для жизни сердечным нарушениям в подростковом возрасте.

Заболевания, связанные с CALM1

LQT14 [19] вызывается гетерозиготной мутацией в гене CALM1 (114180) на хромосоме 14q32. Она часто вызывает опасные для жизни желудочковые аритмии , которые проявляются в молодом возрасте с постоянными периодами альтернации зубца T , в частности, устойчивыми интервалами QTc и нерегулярными атриовентрикулярными блокадами 2:1 .

CPVT [20] — это наследственное заболевание, которое проявляется эпизодами обмороков и/или внезапными инфарктами во время физических упражнений или экстремальными эмоциональными эпизодами у людей без структурных сердечных деформаций. Было доказано, что мутации в канале рианодинового рецептора 2 ( RYR2 ), вызывающие утечку кальция из саркоплазматического ретикулума, вызывают около половины случаев CPVT с доминантным типом наследования.  

Было обнаружено, что у некоторых людей с CPVT имеются определенные мутации в гене кальмодулина I. Мутации вызывают нарушение правильного функционирования гена, что приводит к аномальному контролю кальция в клетках сердечной ткани. Нарушение кальция может вызвать желудочковые аритмии в ответ на вазоконстрикцию кровеносных сосудов, например, во время периодов физических упражнений или повышенного стресса.  

Ссылки

  1. ^ abc GRCh38: Ensembl выпуск 89: ENSG00000198668 – Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ "Human PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  3. ^ Wawrzynczak EJ, Perham RN (август 1984). «Выделение и нуклеотидная последовательность кДНК, кодирующей человеческий кальмодулин». Biochemistry International . 9 (2): 177–185. PMID  6385987.
  4. ^ "UniProt". www.uniprot.org . Получено 2023-10-11 .
  5. ^ Means AR, VanBerkum MF, Bagchi I, Lu KP, Rasmussen CD (1991). «Регуляторные функции кальмодулина». Pharmacology & Therapeutics . 50 (2): 255–270. doi :10.1016/0163-7258(91)90017-g. PMID  1763137.
  6. ^ "Ген Entrez: CALM1 кальмодулин 1 (фосфорилаза киназа, дельта)".
  7. ^ аб Хастерок С., Ньесига Б., Wingren AG (25 февраля 2022 г.). «Спокойствие-1». atlasgeneticsoncology.org . Проверено 11 октября 2023 г.
  8. ^ Junho CV, Caio-Silva W, Trentin-Sonoda M, Carneiro-Ramos MS (2020). «Обзор роли кальций/кальмодулин-зависимой протеинкиназы при кардиоренальном синдроме». Frontiers in Physiology . 11 : 735. doi : 10.3389/fphys.2020.00735 . PMC 7372084. PMID  32760284 . 
  9. ^ "Запись - *114180 - CALMODULIN 1; CALM1 - OMIM". www.omim.org . Получено 2023-10-11 .
  10. ^ "Человеческий ген CALM1 (uc001xyl.2)". genome.ucsc.edu . Получено 2023-11-02 .
  11. ^ "KEGG: Киотская энциклопедия генов и геномов". www.genome.jp . Получено 26.10.2023 .
  12. ^ Takahashi M, Yamagiwa A, Nishimura T, Mukai H, Ono Y (сентябрь 2002 г.). «Центросомальные белки CG-NAP и кендрин обеспечивают места зарождения микротрубочек путем закрепления комплекса гамма-тубулинового кольца». Молекулярная биология клетки . 13 (9): 3235–3245. doi :10.1091/mbc.E02-02-0112. PMC 124155. PMID  12221128 . 
  13. ^ Cifuentes E, Mataraza JM, Yoshida BA, Menon M, Sacks DB, Barrack ER, Reddy GP (январь 2004 г.). «Физическое и функциональное взаимодействие рецептора андрогена с кальмодулином в клетках рака простаты». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 101 (2): 464–469. Bibcode : 2004PNAS..101..464C. doi : 10.1073/pnas.0307161101 . PMC 327170. PMID  14695896 . 
  14. ^ Li Z, Sacks DB (февраль 2003 г.). «Выяснение взаимодействия кальмодулина с мотивами IQ IQGAP1». Журнал биологической химии . 278 (6): 4347–4352. doi : 10.1074/jbc.M208579200 . PMID  12446675.
  15. ^ Briggs MW, Li Z, Sacks DB (март 2002 г.). «IQGAP1-опосредованная стимуляция транскрипционной коактивации бета-катенином модулируется кальмодулином». Журнал биологической химии . 277 (9): 7453–7465. doi : 10.1074/jbc.M104315200 . PMID  11734550.
  16. ^ Кутузов М.А., Соловьева О.В., Андреева А.В., Беннетт Н. (май 2002 г.). «Протеиновые Ser/Thr-фосфатазы PPEF взаимодействуют с кальмодулином». Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 293 (3): 1047–1052. дои : 10.1016/S0006-291X(02)00338-8. ПМИД  12051765.
  17. ^ Numazaki M, Tominaga T, Takeuchi K, Murayama N, Toyooka H, ​​Tominaga M (июнь 2003 г.). «Структурная детерминанта десенсибилизации TRPV1 взаимодействует с кальмодулином». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 100 (13): 8002–8006. Bibcode : 2003PNAS..100.8002N. doi : 10.1073/pnas.1337252100 . PMC 164702. PMID  12808128 . 
  18. ^ Hussey JW, Limpitikul WB, Dick IE (декабрь 2023 г.). «Мутации кальмодулина при заболеваниях человека». Каналы . 17 (1): 2165278. doi :10.1080/19336950.2023.2165278. PMC 9839377 . PMID  36629534. 
  19. ^ Crotti L, Spazzolini C, Tester DJ, Ghidoni A, Baruteau AE, Beckmann BM и др. (сентябрь 2019 г.). «Мутации кальмодулина и опасные для жизни сердечные аритмии: выводы Международного регистра кальмодулинопатии». European Heart Journal . 40 (35): 2964–2975. doi :10.1093/eurheartj/ehz311. PMC 6748747. PMID  31170290. 
  20. ^ Найегаард М., Овергаард М.Т., Сондергаард М.Т., Вранас М., Бер Э.Р., Хильдебрандт Л.Л. и др. (октябрь 2012 г.). «Мутации кальмодулина вызывают желудочковую тахикардию и внезапную сердечную смерть». Американский журнал генетики человека . 91 (4): 703–712. дои : 10.1016/j.ajhg.2012.08.015. ПМЦ 3484646 . ПМИД  23040497. 

Дальнейшее чтение

  • Чжан М., Юань Т. (1999). «Молекулярные механизмы функциональной универсальности кальмодулина». Биохимия и клеточная биология . 76 (2–3): 313–323. doi :10.1139/bcb-76-2-3-313. PMID  9923700.
  • Гусев Н.Б. (октябрь 2001 г.). «Некоторые свойства кальдесмона и кальпонина и участие этих белков в регуляции сокращения гладких мышц и формировании цитоскелета». Биохимия. Биохимия . 66 (10): 1112–1121. doi :10.1023/A:1012480829618. PMID  11736632. S2CID  310781.
  • Benaim G, Villalobo A (август 2002 г.). «Фосфорилирование кальмодулина. Функциональные аспекты». European Journal of Biochemistry . 269 (15): 3619–3631. doi :10.1046/j.1432-1033.2002.03038.x. hdl : 10261/79981 . PMID  12153558.
  • Trudeau MC, Zagotta WN (май 2003 г.). «Модуляция кальцием/кальмодулином обонятельных и стержневых циклических нуклеотид-управляемых ионных каналов». Журнал биологической химии . 278 (21): 18705–18708. doi : 10.1074/jbc.R300001200 . PMID  12626507.
  • UniProt. [1] Calm1 Человеческий Ген
  1. ^ «Ген CALM1», Определения , Qeios, 07 февраля 2020 г., doi : 10.32388/8gddrl, S2CID  243222152 , получено 16 октября 2023 г.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Calmodulin_1&oldid=1240918907"