Fungsi, Jenis, Jenis, Struktur dan Operasi Kalsium

Itu Pompa kalsium Ini adalah struktur sifat protein yang bertanggung jawab untuk mengangkut kalsium melalui membran sel. Struktur ini bergantung pada ATP dan dianggap sebagai protein tipe ATPASA, juga disebut CA²⁺-Atpasa.

Ca²⁺-ATPASA ditemukan di semua sel organisme eukariotik dan penting untuk homeostasis kalsium di dalam sel. Protein ini melakukan transportasi aktif primer, karena pergerakan molekul kalsium bertentangan dengan gradien konsentrasinya.

Struktur Kristalografi SERCA.
Sumber: WCNSAFFO [CC BY-SA 4.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/4.0)] [TOC]

Fungsi pompa kalsium

Ca²⁺ Itu memenuhi makalah penting di dalam sel, sehingga peraturan mereka di dalamnya adalah mendasar untuk operasi mereka yang benar. Sering bertindak sebagai utusan kedua.

Di ruang ekstraseluler konsentrasi CA²⁺ Itu sekitar 10.000 kali lebih tinggi dari dalam sel. Peningkatan konsentrasi ion ini dalam sitoplasma sel memicu berbagai respons, seperti kontraksi otot, pelepasan neurotransmitter dan degradasi glikogen.

Ada beberapa cara untuk memindahkan ion -ion ini dari sel: transportasi pasif (output nonspesifik), saluran ion (pergerakan mendukung gradien elektrokimia), transportasi aktif sekunder yang antiportasi (NA/CA), dan transportasi aktif primer dengan dependen ATP pompa ATP pompa dengan pompa ATP tergantung pada pompa ATP pompa ATP pompa ATP Pompa ATP.

Berbeda dengan mekanisme perpindahan CA lainnya²⁺, Pompa bekerja dalam bentuk vektor. Yaitu, ion bergerak dalam satu arah sehingga hanya berfungsi dengan mengeluarkannya.

Selnya sangat sensitif terhadap perubahan konsentrasi Ca²⁺. Dengan menyajikan perbedaan yang nyata dengan konsentrasi ekstraselulernya, sehingga sangat penting untuk memulihkan kadar sitosolik normal.

Teman-teman

Tiga jenis CA telah dijelaskan²⁺-Atasas dalam sel hewan, menurut lokasi mereka dalam sel; Pompa yang terletak di membran plasma (PMCA), yang terletak di retikulum endoplasma dan membran nuklir (SERCA), dan yang ditemukan di membran peralatan Golgi (SPCA).

Bom SPCA juga mengangkut ion Mn²⁺ yang merupakan kofaktor dari berbagai enzim matriks alat Golgi.

Sel ragi, dari organisme eukariota dan sel tanaman lainnya memiliki jenis CA lainnya²⁺-Atasas yang sangat khusus.

Struktur

Pompa PMCA

Dalam membran plasma kami menemukan transportasi antiportik aktif NA/CA, bertanggung jawab atas perpindahan sejumlah besar CA²⁺ Dalam sel istirahat dan aktivitas. Di sebagian besar sel saat istirahat, manajer transportasi kalsium ke luar adalah pompa PMCA.

Protein ini terdiri dari sekitar 1.200 asam amino, dan memiliki 10 segmen transmembranal. Di sitosol ada 4 unit utama. Unit pertama berisi kelompok terminal amino. Yang kedua memiliki karakteristik dasar, yang memungkinkan fosfolipid untuk bergabung dengan aktivator.

Di unit ketiga ada asam aspartat dengan fungsi katalitik, dan "hilir" dari pita pengikat fluorescein iso -sycling ini, dalam domain ATP Union.

Di unit keempat adalah penguasaan persatuan untuk calmodulin, situs pengakuan kinase tertentu (A dan C) dan pita pengikat CA²⁺ Alosterik.

Pompa Serca

Pompa SERCA dalam jumlah besar dalam retikulum sarkoplasma sel otot dan aktivitasnya terkait dengan kontraksi dan relaksasi dalam siklus gerakan otot. Fungsinya adalah untuk mengangkut CA²⁺ Dari sitosol sel ke matriks retikulum.

Protein ini terdiri dari rantai polipeptida tunggal dengan 10 domain transmarket. Strukturnya pada dasarnya sama dengan protein PMCA, tetapi berbeda karena mereka hanya memiliki tiga unit dalam sitoplasma, menjadi situs aktif di unit ketiga.

Pengoperasian protein ini membutuhkan keseimbangan beban selama transportasi ion. Dua ca²⁺ (oleh ATP terhidrolisis) dipindahkan dari sitosol ke matriks reticle, terhadap gradien konsentrasi yang sangat tinggi.

Transportasi ini terjadi secara antiportik, karena pada saat yang sama dua jam⁺ Mereka diarahkan ke sitosol dari matriks.

Mekanisme operasi

Bom Serca

Mekanisme transportasi dibagi menjadi dua negara E1 dan E2. Di E1 situs serikat yang menghadirkan afinitas tinggi untuk CA²⁺ Mereka diarahkan ke sitosol. Di E2 situs serikat diarahkan ke lumen reticulum yang menghadirkan afinitas rendah untuk CA²⁺. Dua ion CA²⁺ datang bersama setelah transfer.

Selama persatuan dan transfer CA²⁺, Perubahan konformasi terjadi, termasuk pembukaan m -domain protein, yang menuju sitosol. Ion kemudian diikat lebih mudah ke dua situs serikat domain tersebut.

Penyatuan dua ion Ca²⁺ mempromosikan serangkaian perubahan struktural dalam protein. Di antara mereka rotasi domain tertentu (domain a) yang mereorganisasi unit bom, memungkinkan celah menuju matriks reticulum untuk melepaskan ion, yang dipisahkan berkat penurunan afinitas di lokasi serikat pekerja serikat.

Proton h⁺ dan molekul air menstabilkan situs serikat CA²⁺, menyebabkan domain berputar lagi ke keadaan semula, menutup akses ke retikulum endoplasma.

Pompa pmca

Jenis pompa ini ditemukan di semua sel eukariotik dan bertanggung jawab atas pengusiran CA²⁺ menuju ruang ekstraseluler untuk menjaga konsentrasinya ke dalam sel stabil.

Dalam protein ini, ion yang diangkut²⁺ Oleh ATP terhidrolisis. Transportasi diatur oleh kadar protein calmodulin di sitoplasma.

Dengan meningkatkan konsentrasi CA²⁺ kadar sitosolik, calmodulin meningkat, yang mengikat ion kalsium. Kompleks CA²⁺-Calmodulin, lalu mengumpulkan situs bom bom PMCA. Ada perubahan konformasi dalam pompa yang memungkinkan pembukaan ke ruang ekstraseluler untuk diekspos.

Ion kalsium dilepaskan, memulihkan tingkat normal di dalam sel. Akibatnya kompleks CA²⁺-Calmodulin adalah desasambla, mengembalikan konformasi pompa ke keadaan aslinya.

Referensi

1. Brini, m., & Carafoli, dan. (2009). Pompa kalsium dalam kesehatan dan penyakit. Ulasan Fisiologis, 89(4), 1341-1378.
2. Carafoli, e., & Brini, M. (2000). Pompa kalsium: Basis struktural untuk dan mekanisme transportasi transmembran kalsium. Opini Saat Ini dalam Biologi Kimia, 4(2), 152-161.
3. Devlin, t. M. (1992). Buku Teks Biokimia: Dengan Korelasi Klinis.
4. Latorre, R. (Ed.). (seribu sembilan ratus sembilan puluh enam). Biofisika dan Fisiologi Sel. Universitas Sevilla.
5. Lodish, h., Darnell, J. DAN., Berk, a., Kaiser, c. KE., Krieger, m., Scott, m. P., & Matsudaira, P. (2008). Biologi Sel Molekular. Macmillan.
6. Pocock, g., & Richards, C. D. (2005). Fisiologi Manusia: Basis Kedokteran. Elsevier Spanyol.
7. Voet, d., & Voet, J. G. (2006). Biokimia. Ed. Pan -American Medical.