Kalmodulin-1
| Kalmodulin-1 | |
 | |
| Azonosítók | |
| Jel | CALM1 |
| Entrez | 801 |
| OMIM | 114180 |
| RefSeq | NM_001166106 |
| UniProt | P0DP23 |
| PDB | 2VAY |
A kalmodulin-1 a CALM1 gén által kódolt humán fehérje.[1]
A kalmodulinok[2] a kalciumdependens sejtkommunikációs utakban fontosak az ioncsatornák, enzimek, akvaporinok és más fehérjék irányításával. Kalciumkötő fehérje az eukariótákban lévő EF-kézzel. Fontos számos sejtútban és számos célfehérjéhez kötő kalciumdetektor. Több mint 20 aminosav aktivációját stimulálja,[3] segítve számos fiziológiás funkció irányítását. A sejtproliferáció számos szabályzó szerepéhez szükséges a sejtciklus számos pontján.
A kalciumligandumhoz kötve a kalmodulin alakja megváltozik több fehérjetípussal, például foszfatázokkal, ioncsatornákkal és kinázokkal való reakcióhoz. Ez összefügg a sejtfolyamatokkal, például az izomkontrakcióval, a neurotranszmitter-kibocsátással és a génexpresszióval.
Funkció[szerkesztés]
A kalmodulin 1 a kalmodulinok közel 20 ismert taggal rendelkező családjának elsőként felfedezett tagja. Ezek nagy kalciumaffinitású citoszolikus vagy membránfehérjék. A kalmodulin-1 149 aminosavval és 4 kalciumkötő EF-kézzel rendelkezik. Funkciói közé tartozik a sejtnövekedés és a sejtciklus szabályzása, a sejtkommunikáció és a neurotranszmitter-kibocsátás.[4]
Génexpresszió[szerkesztés]
Emberben a kalmodulinnak 3 izoformája van, melyeket a CALM1, CALM2 és CALM3 homológ génváltozatai kódolnak. Ezek mind eltérő, de közeli kapcsolatban lévő kalmodulinformákat kódolnak. A nukleinsavak szintjén a CALM1 és CALM2 kódoló szakaszai 15, a CALM2 és a CALM3 szakaszai 13%-kkal térnek el.[5]
A kalmodulin-1 a 14. kromoszómán található, és a 3 kalmodulinizoforma egyike. Minden humán szövetben megtalálható, de expressziója szövettípusfüggő. Az agy, a vér és az izmok nagymértékben expresszálják.
A testben a CALM1 fontos az izomkontrakcióban és -relaxációban a harántcsíkolt és a simaizmokban is. A szívben a CALM1 a hatékony szívjelzés irányítására szolgáló kalciumjelzéshez fontios. A kalcium/kalmodulin-dependens kinázok (CaMK)[6] együtt működnek a kalciumjelzéshez. A CAMKII, a leggyakoribb izoforma a szívben található, ahol összekapcsolja az excitációt és a kontrakciót. A kalmodulin-1 fontos az immunitásban a limfociták révén is, ahol az immunsejtfunkcióban és az aktivációban fontos. A csontban a kalmodulin-1 összefügg az oszteoblasztokkal, az oszteoklasztokkal és az oszteocitákkal a sejtbeli kalciumjelzés révén, mely biztosítja a megfelelő csontmineralizációt, -reszorpciót és -átrendezést.
A kalmodulin-1[5] két transzkriptumtípusban expresszálható, melyek hosszban és helyben térnek el. A fő minden szövetben jelen van, hossza 1,7 kb. A kisebb transzkriptum 4,1–4,4 kb hosszú, és csak agyban és harántcsíkolt izomszövetben található. A különbség oka az eltérő bontási és poliadenilációs (APA) jel, melyek lehetővé teszik az eltérő mRNS-izoformákat.
Pszeudogének[szerkesztés]
A kalmodulin-1-nek 2 ismert pszeudogénje van, ezek a CALM1P1 és a CALM1P2. A CALM1P1-et először a 7-es, a CALM1P2-t az X-kromoszómán találták. Ezeknek nincs intronuk, nyitott leolvasási keretükben több mutáció van, így nincs funkciójuk.
Leképezés[szerkesztés]
Humán[7] és rágcsáló-hibridizálttestisejt-csoportok alapján a kalmodulin-1 komplementer DNS-e a 14-es kromoszómán van csekély hibridizációs aktivitással a 7., valamint kis érintettséggel az X-kromoszómán.
Azonosítók[szerkesztés]
| CALM1-biokémiai- és -jelzőutak[8]
Kiotói Gén- és Genomenciklopédia (KEGG)[9] | |||
|---|---|---|---|
| hsa04020 | Kalciumjelzőút | ||
| hsa04070 | Foszfatidilinozit-jelzőrendszer | ||
| hsa04114 | Oocita-meiózis | ||
| hsa04270 | Vaszkulárissimaizom-kontrakció | ||
| hsa04720 | Hosszútávú potenciáció | ||
| hsa04722 | Neurotrofin-jelzőút | ||
| hsa04740 | Olfactorius transzdukció | ||
| hsa04744 | Fototranszdukció | ||
| hsa04910 | Inzulinjelzőút | ||
| hsa04912 | GnRH-jelzőút | ||
| hsa04916 | Melanogenezis | ||
| hsa05010 | Alzheimer-kór | ||
| hsa05214 | Glióma | A kalmodulin-1-család doménjei | |
| PF00036 | EF-kéz | ||
| PF08726 | Ca2+-inszenzitív EF-kéz | ||
| PF12763 | Sejtvázszabályzó komplex EF-kéz | ||
| PF13202 | EF-kéz | ||
| PF13405 | EF-kéz-domén | ||
| PF13499 | EF-kéz-doménpár | ||
| PF13833 | EF-kéz-doménpár | ||
| PF14658 | EF-kéz-domén | ||
Kölcsönhatások[szerkesztés]
A kalmodulin-1 az alábbi fehérjékkel kölcsönhat:
Mutációk[szerkesztés]
A CALM1, CALM2 vagy CALM3 mutációk súlyos szívhibákhoz vezethetnek, ilyenek például a hosszú QT-szindróma (LQTS) vagy a katekolaminerg polimorf ventrikuláris tachikardia (CPVT).[16] A kalmodulinnal összefüggő betegségeket vizsgáló tanulmányok több kalmodulin által módosított fehérjét találtak, melyek meghatározzák a mutációk virulenciáját, ilyenek a Cav1.2 L-típusú szív-kalciumcsatornát, a szarkoplazmatikusretikulum-kalciumkibocsátócsatorna és a rianodinreceptor 2 (RyR2).
A CALM1-mutációkat általában 10 éven aluli betegekben diagnosztizálják, míg a CALM2- és CALM3-mutációk gyakran felnőttkorban jelentkeznek. A hibás kalmodulinok a fontos kalciumjelzés interferenciáját okozzák a szívizomban, zavarva a membrán ioncsatornáit. Ez életveszélyes szívzavarokat okozhat kamaszkorban.
CALM1-gyel kapcsolatos betegségek[szerkesztés]
- Hosszú QT-szindróma-14 (LQT14):[17][18] a CALM1-gén heterozigóta mutációjakor jelentkeznek a 14. kromoszóma q32 sávjában. Gyakran életveszélyes ventrikuláris aritmiát okoznak fiatalkorban állandó alternáns T-hullámokkal, hosszú QTc-intervallumokkal és szabálytalan 2:1 atrioventrikuláris zavarokkal.
- Katekolaminerg polimorf ventrikuláris tachikardia (CPVT):[19] vasovagalis szinkopéval vagy hirtelen szívinfarktussal jelentkező örökletes betegség edzés vagy hirtelen érzelmi szakaszok esetén. A rianodinreceptor 2-csatorna mutációi a dominánsan öröklött CPVT-esetek mintegy 50%-át okozzák.
Egyes CPVT-s betegek esetén eltérő mutációk vannak a kalmodulin-1-génen. Ez zavarja a megfelelő működést, abnormális kalciumkontrollt okozva a szív sejtjeiben. Ez ventrikuláris aritmiát okoz vasoconstrictio esetén, például edzés vagy stressz esetén.
Jegyzetek[szerkesztés]
- ↑ Wawrzynczak EJ, Perham RN (1984. augusztus 1.). „Isolation and nucleotide sequence of a cDNA encoding human calmodulin”. Biochemistry International 9 (2), 177–185. o. PMID 6385987.
- ↑ UniProt. www.uniprot.org . (Hozzáférés: 2023. október 11.)
- ↑ Means AR, VanBerkum MF, Bagchi I, Lu KP, Rasmussen CD (1991). „Regulatory functions of calmodulin”. Pharmacology & Therapeutics 50 (2), 255–270. o. DOI:10.1016/0163-7258(91)90017-g. PMID 1763137.
- ↑ Entrez Gene: CALM1 calmodulin 1 (phosphorylase kinase, delta)
- ↑ a b Hasterok S, Nyesiga B, Wingren AG: Calm-1 (angol nyelven). atlasgeneticsoncology.org , 2022. február 25. (Hozzáférés: 2023. október 11.)
- ↑ Junho CV, Caio-Silva W, Trentin-Sonoda M, Carneiro-Ramos MS (2020). „An Overview of the Role of Calcium/Calmodulin-Dependent Protein Kinase in Cardiorenal Syndrome”. Frontiers in Physiology 11, 735. o. DOI:10.3389/fphys.2020.00735. PMID 32760284.
- ↑ Entry - *114180 - CALMODULIN 1; CALM1 - OMIM (amerikai angol nyelven). www.omim.org . (Hozzáférés: 2023. október 11.)
- ↑ Human Gene CALM1 (uc001xyl.2). genome.ucsc.edu . (Hozzáférés: 2023. november 2.)
- ↑ KEGG: Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes. www.genome.jp . (Hozzáférés: 2023. október 26.)
- ↑ Takahashi M, Yamagiwa A, Nishimura T, Mukai H, Ono Y (2002. szeptember 1.). „Centrosomal proteins CG-NAP and kendrin provide microtubule nucleation sites by anchoring gamma-tubulin ring complex”. Molecular Biology of the Cell 13 (9), 3235–3245. o. DOI:10.1091/mbc.E02-02-0112. PMID 12221128.
- ↑ Cifuentes E, Mataraza JM, Yoshida BA, Menon M, Sacks DB, Barrack ER, Reddy GP (2004. január 1.). „Physical and functional interaction of androgen receptor with calmodulin in prostate cancer cells”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 101 (2), 464–469. o. DOI:10.1073/pnas.0307161101. PMID 14695896.
- ↑ Li Z, Sacks DB (2003. február 1.). „Elucidation of the interaction of calmodulin with the IQ motifs of IQGAP1”. The Journal of Biological Chemistry 278 (6), 4347–4352. o. DOI:10.1074/jbc.M208579200. PMID 12446675.
- ↑ Briggs MW, Li Z, Sacks DB (2002. március 1.). „IQGAP1-mediated stimulation of transcriptional co-activation by beta-catenin is modulated by calmodulin”. The Journal of Biological Chemistry 277 (9), 7453–7465. o. DOI:10.1074/jbc.M104315200. PMID 11734550.
- ↑ Kutuzov MA, Solov'eva OV, Andreeva AV, Bennett N (2002. május 1.). „Protein Ser/Thr phosphatases PPEF interact with calmodulin”. Biochemical and Biophysical Research Communications 293 (3), 1047–1052. o. DOI:10.1016/S0006-291X(02)00338-8. PMID 12051765.
- ↑ Numazaki M, Tominaga T, Takeuchi K, Murayama N, Toyooka H, Tominaga M (2003. június 1.). „Structural determinant of TRPV1 desensitization interacts with calmodulin”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 100 (13), 8002–8006. o. DOI:10.1073/pnas.1337252100. PMID 12808128.
- ↑ Hussey JW, Limpitikul WB, Dick IE (2023. december 1.). „Calmodulin Mutations in Human Disease”. Channels 17 (1), 2165278. o. DOI:10.1080/19336950.2023.2165278. PMID 36629534.
- ↑ Crotti L, Spazzolini C, Tester DJ, Ghidoni A, Baruteau AE, Beckmann BM, Behr ER, Bennett JS, Bezzina CR, Bhuiyan ZA, Celiker A, Cerrone M, Dagradi F, De Ferrari GM, Etheridge SP, Fatah M, Garcia-Pavia P, Al-Ghamdi S, Hamilton RM, Al-Hassnan ZN, Horie M, Jimenez-Jaimez J, Kanter RJ, Kaski JP, Kotta MC, Lahrouchi N, Makita N, Norrish G, Odland HH, Ohno S, Papagiannis J, Parati G, Sekarski N, Tveten K, Vatta M, Webster G, Wilde AA, Wojciak J, George AL, Ackerman MJ, Schwartz PJ (2019. szeptember 1.). „Calmodulin mutations and life-threatening cardiac arrhythmias: insights from the International Calmodulinopathy Registry”. European Heart Journal 40 (35), 2964–2975. o. DOI:10.1093/eurheartj/ehz311. PMID 31170290.
- ↑ OMIM 114180
- ↑ Nyegaard M, Overgaard MT, Søndergaard MT, Vranas M, Behr ER, Hildebrandt LL, Lund J, Hedley PL, Camm AJ, Wettrell G, Fosdal I, Christiansen M, Børglum AD (2012. október 1.). „Mutations in calmodulin cause ventricular tachycardia and sudden cardiac death”. American Journal of Human Genetics 91 (4), 703–712. o. DOI:10.1016/j.ajhg.2012.08.015. PMID 23040497.
Fordítás[szerkesztés]
Ez a szócikk részben vagy egészben a Calmodulin 1 című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.
További információk[szerkesztés]
- Zhang M, Yuan T (1999). „Molecular mechanisms of calmodulin's functional versatility”. Biochemistry and Cell Biology 76 (2–3), 313–323. o. DOI:10.1139/bcb-76-2-3-313. PMID 9923700.
- Gusev NB (2001. október 1.). „Some properties of caldesmon and calponin and the participation of these proteins in regulation of smooth muscle contraction and cytoskeleton formation”. Biochemistry. Biokhimiia 66 (10), 1112–1121. o. DOI:10.1023/A:1012480829618. PMID 11736632.
- Benaim G, Villalobo A (2002. augusztus 1.). „Phosphorylation of calmodulin. Functional implications”. European Journal of Biochemistry 269 (15), 3619–3631. o. DOI:10.1046/j.1432-1033.2002.03038.x. PMID 12153558.
- Trudeau MC, Zagotta WN (2003. május 1.). „Calcium/calmodulin modulation of olfactory and rod cyclic nucleotide-gated ion channels”. The Journal of Biological Chemistry 278 (21), 18705–18708. o. DOI:10.1074/jbc.R300001200. PMID 12626507.
- CALM1 Gene, Qeios, 2020-02-07, doi:10.32388/8gddrl, <http://dx.doi.org/10.32388/8gddrl>. Hozzáférés ideje: 2023-10-16
