कॅल्मोडुलिन: कार्य आणि रोग

सजीवांमध्ये जटिल सेल्युलर आणि शारिरीक प्रक्रियांसाठी रेणू पातळीवर बारीक ट्यून रेग्युलेशन आवश्यक असते, उदाहरणार्थ, प्राणी किंवा वनस्पती त्याच्या निवासस्थानास अनुकूल बनवतात. या शेवटी, असंख्य रेणू सेल कम्युनिकेशन, मेटाबोलिझम किंवा सेल डिव्हिजन यासारख्या प्रक्रियांमध्ये हस्तक्षेप करणारे अस्तित्वात आहेत. ह्यापैकी एक रेणू प्रोटीन कॅल्मोडुलिन आहे, जे मदतीने कॅल्शियम, इतर अनेक जैविक दृष्ट्या सक्रिय असलेल्या कार्यावर प्रभाव पाडते प्रथिने.

कॅल्मोडुलिन म्हणजे काय?

कॅल्मोडुलिन एक इंट्रासेल्युलर रेग्युलेटरी प्रोटीन आहे जो बांधला जातो कॅल्शियम आयन त्याच्या संरचनेवर आधारित, ते ईएफ-हाताच्या गटाशी संबंधित आहे प्रथिने. कॅल्मोडुलिनचा आकार, ज्यामध्ये 148 असतात अमिनो आम्ल आणि 6.5 एनएम लांब आहे, डंबबेलसारखे आहे. आण्विक वस्तुमान या प्रोटीनचे रेणू सुमारे 17 केडीए आहे. पेशींमध्ये सिग्नल ट्रान्सडॅक्शनच्या त्याच्या जैविक कार्यामुळे, कॅल्मोडुलिनला दुसरे मेसेंजर म्हणून वर्गीकृत केले जाऊ शकते, म्हणजेच दुय्यम मेसेंजर जो स्वतः एंजाइमॅटिकली सक्रिय नसतो. प्रथिनेच्या दोन गोलाकार डोमेनमध्ये, १.१ एनएमच्या अंतरावर प्रत्येकी दोन हेलिक्स-लूप-हेलिक्स स्वरुप आहेत, ज्यात एकूण चार कॅल्शियम आयन बांधले जाऊ शकतात. या संरचनेचा उल्लेख ईएफ-हँड म्हणून केला जातो. ईएफ-हाताने रचना कनेक्ट केलेले आहेत हायड्रोजन कॅल्मोडुलिनच्या अँटीपेरेंटल बीटा-शीट्समधील बंध.

कार्य, क्रिया आणि भूमिका

कॅलमोडुलिनला प्रत्येक रेणूला सक्रिय होण्यासाठी तीन ते चार बाउंड कॅल्शियम आयन आवश्यक असतात. सक्रिय केल्यावर तयार केलेले कॅल्शियम-कॅल्मोडुलिन कॉम्प्लेक्स विविध प्रकारच्या रिसेप्टर्सच्या नियमनात गुंतलेले आहे, एन्झाईम्स, आणि कार्ये विस्तृत श्रेणीसह आयन चॅनेल. च्या मध्ये एन्झाईम्स फॉस्फेटेस कॅल्सीनुउरीनचे नियमन केले जाते जे रोगप्रतिकारक प्रतिसादाच्या नियंत्रणामध्ये आणि एंडोथेलियलमध्ये महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते नायट्रिक ऑक्साईड सिंथेस (ईएनओएस), नाही उत्पन्न करते, जे इतर गोष्टींबरोबरच, यासाठी जबाबदार आहे विश्रांती गुळगुळीत स्नायू आणि त्यामुळे च्या dilation साठी रक्त कलम. याव्यतिरिक्त, कमी कॅल्शियम सांद्रता येथे enडेनिलेट सायक्लेज (एसी) सक्रिय होते, तर उच्च कॅल्शियम सांद्रता येथे त्याचे एन्झामेटिक भाग, फॉस्फोडीस्टेरेस (पीडीई) सक्रिय होते. अशा प्रकारे, नियामक यंत्रणेचा एक लौकिक क्रम साध्य केला जातो: सुरुवातीला एसी चक्रीय एएमपी (सीएएमपी) च्या उत्पादनाद्वारे सिग्नलिंग मार्ग सुरू करतो; नंतर, हा मार्ग त्याच्या समकक्ष PDE ने कॅमप अधोगतीद्वारे पुन्हा बंद केला आहे. तथापि, सीएएम किनेज II किंवा मायोसिन लाइट चेन किनेस (एमएलसीके) सारख्या प्रोटीन किनासेसवर कॅल्मोडुलिनचा नियामक प्रभाव विशेषतः ज्ञात आहे आणि खाली त्याबद्दल काही तपशीलवार चर्चा केली जाईल. कॅमकि बांधू शकतो a फॉस्फेट विविध अवशेष प्रथिने आणि त्याद्वारे प्रभाव ऊर्जा चयापचय, आयनमध्ये प्रवेशक्षमता आणि पेशींमधून न्यूरोट्रांसमीटरची मुक्तता. कॅमकी विशेषतः उच्च एकाग्रता मध्ये आहे मेंदू, जिथे हे न्यूरोनल प्लास्टीसिटीमध्ये म्हणजेच सर्व काही महत्त्वाची भूमिका बजावते असे मानले जाते शिक्षण प्रक्रिया. परंतु कॅल्मोडुलिन चळवळीच्या प्रक्रियांसाठी देखील अपरिहार्य आहे. उर्वरित राज्यात, द एकाग्रता स्नायूंच्या पेशीमधील कॅल्शियम आयनचे प्रमाण खूप कमी असते आणि कॅल्मडुलिन निष्क्रिय असते. तथापि, जेव्हा स्नायू पेशी उत्साहित असतात, तेव्हा कॅल्शियम सेल प्लाझ्मामध्ये वाहते आणि कोफॅक्टर म्हणून कॅल्मडुलिनवरील चार बंधनकारक साइट व्यापतात. हे आता मायोसिन लाइट चेन किनेस सक्रिय करू शकते, परिणामी पेशीतील संकुचित तंतुंमध्ये बदल होऊ शकतो, ज्यामुळे स्नायूंचा संकोचन सक्षम होईल. इतर कमी ज्ञात एन्झाईम्स कॅल्मोडुलिनच्या प्रभावाखाली गयनालेट सायक्लेझ, सीए-एमजी-एटीपीसे आणि फॉस्फोलाइपेस A2.

निर्मिती, घटना, गुणधर्म आणि इष्टतम स्तर

कॅल्मोडुलिन सर्व युकेरियोट्समध्ये आढळते, ज्यात सर्व झाडे, प्राणी, बुरशी आणि अमोयबॉइड जीवांच्या गटाचा समावेश आहे. कारण या जीवांमधील कॅल्मोडुलिन रेणू सहसा रचनेत तुलनेने समान असते, असे मानले जाऊ शकते की ही विकासात्मक प्राचीन प्रथिने आहे जी उत्क्रांतीच्या सुरुवातीच्या काळात उद्भवली. नियमानुसार, पेशीच्या प्लाझ्मामध्ये कॅल्मोडुलिन तुलनेने मोठ्या प्रमाणात आढळतो. मज्जातंतूच्या पेशींच्या सायटोसॉलमध्ये, उदाहरणार्थ, नेहमीचा एकाग्रता सुमारे 30-50 μM, किंवा 0.03-0.05 मोल / एल आहे. प्रथिने सीएएलएमद्वारे प्रतिलिपी आणि भाषांतर संदर्भात तयार केली जातात जीन, त्यापैकी आजपर्यंत तीन अ‍ॅलेल्स ज्ञात आहेत, नियुक्त सीएएलएम -1, सीएएलएम -2 आणि सीएएलएम -3.

रोग आणि विकार

असे काही रासायनिक पदार्थ आहेत जे कॅल्मडुलिनवर प्रतिबंधात्मक प्रभाव आणू शकतात आणि म्हणूनच कॅल्मोडुलिन इनहिबिटर म्हणून ओळखले जातात. बहुतेक प्रकरणांमध्ये, त्यांचा निरोधात्मक प्रभाव त्या सेलवरुन कॅल्शियमची वाहतूक करतात आणि अशा प्रकारे कॅल्मोडुलिनमधून मागे घेतात यावर आधारित आहे. तर केवळ निष्क्रीय स्थितीतच. या प्रतिबंधात्मक पदार्थांमध्ये उदाहरणार्थ, डब्ल्यू -7 समाविष्ट आहे. याव्यतिरिक्त, काही फेनोथियाझिन सायकोट्रॉपिक औषधे Calmodulin प्रतिबंधित करा. कॅल्मडुलिनचे नियामक कार्ये जितके व्यापक आहेत तितकेच, कोफेक्टर कॅल्शियमद्वारे प्रथिने यापुढे सक्रिय केली जाऊ शकत नाहीत आणि तेव्हा नियामक लक्ष्यित सजीवांच्या शरीरात कार्यक्षमतेत कमी सक्रिय होते तेव्हा विविधता लक्षात येते. उदाहरणार्थ, कॅमकीची कमतरता सक्रिय केल्यामुळे न्यूरोनल प्लॅस्टीसिटीचे निर्बंध येऊ शकतात, ज्याचा आधार बनतो. शिक्षण प्रक्रिया. एमएलसीकेची कमी केलेली सक्रियता स्नायूंच्या आकुंचनाला बिघडवते, जे करू शकते आघाडी चळवळ विकार कॅल्मोडुलिनच्या कमतरतेमुळे एन्झाइम कॅल्सीनुउरीनची कमी सक्रियता शरीराच्या प्रतिरक्षा प्रतिसादावर परिणाम करेल आणि ईएनओची कमी सक्रियता होईल आघाडी नाही एकाग्रता कमी नंतरचे समस्या विशेषत: जेथे उद्भवते नायट्रिक ऑक्साईड अन्यथा अवांछित टाळण्यासाठी आहे रक्त गठ्ठा आणि फासणे कलम चांगल्या रक्तप्रवाहाच्या उद्देशाने. तथापि, या टप्प्यावर हे देखील नमूद केले पाहिजे की विशिष्ट परिस्थितीत कॅल्शियम सेन्सर फ्रीक्वेनिन कॅल्मोडुलिनचे जैविक कार्य घेऊ शकते आणि अशा प्रकारे रेणूची जागा घेईल.