活生物体中复杂的细胞和生理过程需要在分子水平上进行精细调节，以确保例如动物或植物对其栖息地的适应性。 为此，众多 分子 存在干预诸如细胞通讯，新陈代谢或细胞分裂等过程。 其中之一 分子 是钙调蛋白，在 钙，影响许多其他生物活性物质的功能 蛋白质.
什么是钙调蛋白？
钙调蛋白是一种细胞内调节蛋白，可结合 钙 离子。 根据其结构，它属于EF手 蛋白质。 钙调蛋白的形状，由148组成 氨基酸 长度为6.5海里，类似于哑铃。 分子 质量 该蛋白质分子的最大约17kDa。 由于其在细胞内信号转导中的生物学功能，钙调蛋白也可以归类为第二信使，即本身不具有酶促活性的第二信使。 在蛋白质的两个球形结构域中，有两个螺旋-环-螺旋基序，每个基序的距离为1.1 nm，总共四个 钙 离子可以被束缚。 此结构称为EF手。 EF手结构通过以下方式连接 加氢 钙调蛋白的反平行β片之间的键。
功能，动作和角色
钙调蛋白需要每个分子三到四个结合的钙离子才具有活性。 激活后，形成的钙钙调蛋白复合物会参与多种受体的调节， 酶以及具有多种功能的离子通道。 之间 酶 磷酸酶钙调磷酸酶在内皮细胞的免疫调节中起着重要的作用。 一氧化氮 合酶（eNOS），它产生NO，除其他外，它负责 松弛 的平滑肌，因此扩张 血液 船舶。 另外，在低钙浓度下，腺苷酸环化酶（AC）被激活，而在高钙浓度下，其酶促对应物磷酸二酯酶（PDE）被激活。 因此，实现了调节机制的时间顺序：最初，AC通过产生环状AMP（cAMP）来启动信号传导途径； 后来，该路径被其对应的PDE通过cAMP降解再次关闭。 但是，钙调蛋白对诸如CaM激酶II或肌球蛋白轻链激酶（MLCK）的蛋白激酶的调节作用是众所周知的，并且将在下面进行详细讨论。 CAMKII可以结合 磷酸盐 各种残渣 蛋白质 从而产生影响 能量代谢，对离子的渗透性以及神经递质从细胞中的释放。 CAMKII以特别高的浓度存在于 脑，据认为在神经元可塑性中起着重要作用，即所有 学习 流程。 但是钙调蛋白对于运动过程也是必不可少的。 在静止状态下， 浓度 肌肉细胞中钙离子的含量非常低，因此钙调蛋白是无活性的。 然而，当肌肉细胞兴奋时，钙流入细胞血浆并占据钙调蛋白上的四个结合位点作为辅因子。 现在，这可以激活肌球蛋白轻链激酶，导致细胞中收缩纤维的移动，从而使肌肉收缩。 其他鲜为人知的 酶 在钙调蛋白的影响下包括鸟苷酸环化酶，Ca-Mg-ATPase和 磷脂 A2。
形成，发生，性质和最佳水平
钙调蛋白存在于所有真核生物中，包括所有植物，动物，真菌和类生物。 由于这些生物中的钙调蛋白分子通常在结构上相对相似，因此可以假定它是一种在进化中较早出现的具有发展历史的蛋白质。 通常，钙调蛋白在细胞血浆中相对大量存在。 例如，在神经细胞的细胞质中 浓度 约为30-50μM，或0.03-0.05 mol / L。 通过CALM在转录和翻译的背景下形成蛋白质 基因，迄今已知三个等位基因，分别称为CALM-1，CALM-2和CALM-3。
疾病与失调
有一些化学物质会对钙调蛋白产生抑制作用，因此被称为钙调蛋白抑制剂。在大多数情况下，它们的抑制作用是基于这样的事实，即它们将钙转运出细胞并因此从钙调蛋白中撤出。则仅以非活动状态存在。 这些抑制物质包括例如W-7。 另外，一些吩噻嗪 精神药物 抑制钙调蛋白。 钙调蛋白的调节功能范围广泛，当蛋白质不能再被辅因子钙激活，因此被调节的靶酶的活性降低时，可以想象到的缺陷和失调也多种多样。 例如，CAMKII的激活不足会导致神经元可塑性受到限制，从而形成了CAMKII的基础。 学习 流程。 MLCK激活减少会削弱肌肉收缩，这可能会 铅 运动障碍。 由于钙调蛋白缺乏导致钙调神经磷酸酶的较低活化会影响人体的免疫反应，而eNOs的较低活化会影响人体的免疫反应。 铅 降低NO浓度。 后者会引起问题，特别是在 一氧化氮 否则应该防止不必要的 血液 凝结和扩张 船舶 为了更好的血液流动。 但是，在这一点上还应该提到的是，在某些条件下，钙传感器frequenin可以接管钙调蛋白的生物学功能，从而取代该分子。
