Кальбиндин

Calbindins являются три различных кальций-связывающих белков : кальбиндин , calretinin и S100G . Первоначально они были описаны как витамин D-зависимые кальций-связывающие белки в кишечнике и почках у кур и млекопитающих. Теперь они классифицируются по разным подсемействам, поскольку они различаются по количеству Ca ²⁺ -связывающих EF рук .

Кальбиндин 1 [ править ]

Сначала было показано, что кальбиндин 1 или просто кальбиндин присутствует в кишечнике птиц, а затем обнаружен в почках млекопитающих. Он также экспрессируется в ряде нейрональных и эндокринных клеток, особенно в мозжечке . Это белок 28 кДа, кодируемый у человека геном CALB1 .

Кальбиндин содержит 4 активных кальций-связывающих домена и 2 модифицированных домена, которые утратили свою способность связывать кальций. Кальбиндин действует как кальциевый буфер и сенсор кальция и может удерживать четыре Ca ²⁺ в EF-руках петель EF1, EF3, EF4 и EF5. Структура крысиного кальбиндина была первоначально определена с помощью ядерного магнитного резонанса и была одним из крупнейших белков, которые затем были определены этим методом. ^[1] Последовательность кальбиндина имеет длину 263 остатка и только одну цепь. Последовательность состоит в основном из альфа-спиралей, но бета-листы не отсутствуют. Согласно ЯМР PDB (запись PDB 2G9B) ^[2]это 44% спирали с 14 спиралями, содержащими 117 остатков, и 4% бета-лист с 9 нитями, содержащими 13 остатков. В 2018 году была опубликована рентгеновская кристаллическая структура кальбиндина человека (запись PDB 6FIE). ^[3]^[4] Были обнаружены различия между ядерным магнитным резонансом и кристаллической структурой, несмотря на 98% идентичность последовательностей между изоформами крысы и человека. Малоугловое рассеяние рентгеновских лучей показывает, что кристаллическая структура лучше предсказывает свойства кальбиндина в растворе по сравнению со структурой, определяемой ядерным магнитным резонансом.

Кальбиндин - это ген, реагирующий на витамин D , во многих тканях, в частности в кишечнике цыплят, где он играет очевидную роль в обеспечении всасывания кальция. ^[5] В мозге его синтез не зависит от витамина D.

Кальбиндин 2 (Calretinin) [ править ]

Кальретинин, также известный как кальбиндин 2, представляет собой белок массой 29 кДа с 58% гомологией с кальбиндином 1 и в основном обнаруживается в нервных тканях. ^[6] Он кодируется у человека геном CALB2 и ранее был известен как кальбиндин-D29k .

Кальбиндин 3 (S100G) [ редактировать ]

S100G, ранее известный как кальбиндин 3 и кальбиндин-D9k , присутствует в энтероцитах млекопитающих (эпителиальных клетках кишечника). S100G также может быть обнаружен в почках и матке у некоторых видов млекопитающих. У человека он кодируется геном S100G , который также получил название CALB3 . Тем не менее, между кальбиндином 1 и S100G нет гомологии , за исключением их кальций-связывающих доменов ( EF-hands ): S100G имеет две EF-руки, а кальбиндин 1 - шесть. В отличие от кальбиндина 1 и 2, S100G является членом семейства кальций-связывающих белков S100 .

S100G опосредует транспорт кальция через энтероциты с апикальной стороны, где вход регулируется кальциевым каналом TRPV6 , на базолатеральную сторону, где кальциевые насосы, такие как PMCA 1, используют внутриклеточный аденозинтрифосфат для перекачивания кальция в кровь. ^[7] Транспорт кальция через цитоплазму энтероцитов, по-видимому, ограничивает скорость всасывания кальция в кишечнике; присутствие кальбиндина увеличивает количество кальция, пересекающего клетку, без повышения свободной концентрации. ^[8] S100G может также стимулировать базолатеральные АТФазы, перекачивающие кальций . ВыражениеS100G, как и кальбиндин 1, стимулируется активным метаболитом витамина D , кальцитриолом, хотя точные механизмы до сих пор остаются спорными. ^[9] У мышей, у которых рецептор витамина D не экспрессируется, S100G менее распространен, но не отсутствует. ^{[ необходима цитата ]}

Открытие [ править ]

Витамин D-зависимые кальцийсвязывающие белки были обнаружены в цитозольных фракциях кишечника цыпленка , а затем в кишечнике и почках млекопитающих исследователями, в том числе Робертом Вассерманом из Корнельского университета . ^[10]^[11] Такие белки связывают кальций в микромолярном диапазоне и значительно снижены у животных с дефицитом витамина D. Экспрессия может быть вызвана лечением этих животных метаболитами витамина D, такими как кальцитриол .

Было обнаружено, что они существуют в двух различных размерах с молекулярной массой примерно 9 кДа и 28 кДа, и они были переименованы в кальбиндины.

Ссылки [ править ]

^ a b PDB : 2G9B ; Kojetin DJ, Venters RA, Kordys DR, Thompson RJ, Kumar R, Cavanagh J (июль 2006 г.). «Структура, интерфейс связывания и гидрофобные переходы кальбиндина-D, нагруженного Ca2 + (28K)». Структурная и молекулярная биология природы . 13 (7): 641–7. DOI : 10.1038 / nsmb1112 . PMID 16799559 . S2CID 29426332 .
^ Кожетин, Дуглас Дж; Venters, Ronald A; Кордис, Дэвид Р.; Томпсон, Ришель Дж; Кумар, Раджив; Кавана, Джон (июль 2006 г.). «Структура, интерфейс связывания и гидрофобные переходы кальбиндина-D28K, нагруженного Ca2 +». Структурная и молекулярная биология природы . 13 (7): 641–647. DOI : 10.1038 / nsmb1112 . ISSN 1545-9993 . PMID 16799559 . S2CID 29426332 .
^ Благородный, JW; Алмалки, Р .; Роу, С.М.; Вагнер, А .; Думан, Р .; Атак, младший (2018). «Рентгеновская структура кальбиндина-D28K человека: улучшенная модель» . Acta Crystallogr D . 74 (Pt 10): 1008–1014. DOI : 10,2210 / pdb6fie / PDB . PMC 6173056 . PMID 30289411 .
^ Благородный JW, Альмальки R, Roe SM, Вагнер, Думан R, Атак JR (октябрь 2018). «Рентгеновская структура кальбиндина-D28K человека: улучшенная модель» . Acta Crystallographica Раздел D . 74 (Pt 10): 1008–1014. DOI : 10.1107 / S2059798318011610 . PMC 6173056 . PMID 30289411 .
^ Вассерман RH, Fullmer CS (1989). «О молекулярном механизме транспорта кальция в кишечнике». Успехи экспериментальной медицины и биологии . 249 : 45–65. DOI : 10.1007 / 978-1-4684-9111-1_5 . ISBN 978-1-4684-9113-5. PMID 2543194 .
^ Роджерс JH (сентябрь 1987). «Кальретинин: ген нового связывающего кальций белка, экспрессируемого в основном в нейронах» . Журнал клеточной биологии . 105 (3): 1343–53. DOI : 10,1083 / jcb.105.3.1343 . PMC 2114790 . PMID 3654755 .
^ Вассерман Р.Х., Чендлер Дж.С., Мейер С.А., Смит Калифорния, Бриндак М.Э., Фуллмер С.С. и др. (Март 1992 г.). «Кишечный транспорт кальция и процессы экструзии кальция на базолатеральной мембране». Журнал питания . 122 (3 доп.): 662–71. DOI : 10.1093 / JN / 122.suppl_3.662 . PMID 1311756 .
^ Фехера JJ, Fullmer CS, Вассерман RH (февраль 1992). «Роль облегчения диффузии кальция кальбиндином в абсорбции кальция в кишечнике». Американский журнал физиологии . 262 (2, часть 1): C517-26. DOI : 10.1152 / ajpcell.1992.262.2.C517 . PMID 1539638 .
^ Ячмень NF, Prathalingam SR, Zhi P, S Legon, Говард A, Уолтерс JR (август 1999). «Факторы, участвующие в дуоденальной экспрессии гена кальбиндин-D9k человека» . Биохимический журнал . 341 (Pt 3) (3): 491–500. DOI : 10.1042 / 0264-6021: 3410491 . PMC 1220384 . PMID 10417310 .
^ Вассерман Р. Х., Тейлор А. Н. (май 1966 г.). «Витамин d3-индуцированный кальций-связывающий белок в слизистой оболочке кишечника цыплят». Наука . 152 (3723): 791–3. Bibcode : 1966Sci ... 152..791W . DOI : 10.1126 / science.152.3723.791 . PMID 17797460 . S2CID 8221178 .
^ Вассерман Р. Х., Коррадино Р. А., Тейлор А. Н. (июль 1969 г.). «Связывание белков животных с возможной транспортной функцией» . Журнал общей физиологии . 54 (1): 114–37. DOI : 10,1085 / jgp.54.1.114 . PMC 2225897 . PMID 19873640 .

Эта статья включает текст из Национальной медицинской библиотеки США , которая находится в свободном доступе .

[pmid16799559-1] PDB : 2G9B ; Kojetin DJ, Venters RA, Kordys DR, Thompson RJ, Kumar R, Cavanagh J (июль 2006 г.). «Структура, интерфейс связывания и гидрофобные переходы кальбиндина-D, нагруженного Ca2 + (28K)». Структурная и молекулярная биология природы . 13 (7): 641–7. DOI : 10.1038 / nsmb1112 . PMID 16799559 . S2CID 29426332 .

[2] Кожетин, Дуглас Дж; Venters, Ronald A; Кордис, Дэвид Р.; Томпсон, Ришель Дж; Кумар, Раджив; Кавана, Джон (июль 2006 г.). «Структура, интерфейс связывания и гидрофобные переходы кальбиндина-D28K, нагруженного Ca2 +». Структурная и молекулярная биология природы . 13 (7): 641–647. DOI : 10.1038 / nsmb1112 . ISSN 1545-9993 . PMID 16799559 . S2CID 29426332 .

[3] Благородный, JW; Алмалки, Р .; Роу, С.М.; Вагнер, А .; Думан, Р .; Атак, младший (2018). «Рентгеновская структура кальбиндина-D28K человека: улучшенная модель» . Acta Crystallogr D . 74 (Pt 10): 1008–1014. DOI : 10,2210 / pdb6fie / PDB . PMC 6173056 . PMID 30289411 .

[4] Благородный JW, Альмальки R, Roe SM, Вагнер, Думан R, Атак JR (октябрь 2018). «Рентгеновская структура кальбиндина-D28K человека: улучшенная модель» . Acta Crystallographica Раздел D . 74 (Pt 10): 1008–1014. DOI : 10.1107 / S2059798318011610 . PMC 6173056 . PMID 30289411 .

[5] Вассерман RH, Fullmer CS (1989). «О молекулярном механизме транспорта кальция в кишечнике». Успехи экспериментальной медицины и биологии . 249 : 45–65. DOI : 10.1007 / 978-1-4684-9111-1_5 . ISBN 978-1-4684-9113-5. PMID 2543194 .

[6] Роджерс JH (сентябрь 1987). «Кальретинин: ген нового связывающего кальций белка, экспрессируемого в основном в нейронах» . Журнал клеточной биологии . 105 (3): 1343–53. DOI : 10,1083 / jcb.105.3.1343 . PMC 2114790 . PMID 3654755 .

[7] Вассерман Р.Х., Чендлер Дж.С., Мейер С.А., Смит Калифорния, Бриндак М.Э., Фуллмер С.С. и др. (Март 1992 г.). «Кишечный транспорт кальция и процессы экструзии кальция на базолатеральной мембране». Журнал питания . 122 (3 доп.): 662–71. DOI : 10.1093 / JN / 122.suppl_3.662 . PMID 1311756 .

[8] Фехера JJ, Fullmer CS, Вассерман RH (февраль 1992). «Роль облегчения диффузии кальция кальбиндином в абсорбции кальция в кишечнике». Американский журнал физиологии . 262 (2, часть 1): C517-26. DOI : 10.1152 / ajpcell.1992.262.2.C517 . PMID 1539638 .

[9] Ячмень NF, Prathalingam SR, Zhi P, S Legon, Говард A, Уолтерс JR (август 1999). «Факторы, участвующие в дуоденальной экспрессии гена кальбиндин-D9k человека» . Биохимический журнал . 341 (Pt 3) (3): 491–500. DOI : 10.1042 / 0264-6021: 3410491 . PMC 1220384 . PMID 10417310 .

[10] Вассерман Р. Х., Тейлор А. Н. (май 1966 г.). «Витамин d3-индуцированный кальций-связывающий белок в слизистой оболочке кишечника цыплят». Наука . 152 (3723): 791–3. Bibcode : 1966Sci ... 152..791W . DOI : 10.1126 / science.152.3723.791 . PMID 17797460 . S2CID 8221178 .

[11] Вассерман Р. Х., Коррадино Р. А., Тейлор А. Н. (июль 1969 г.). «Связывание белков животных с возможной транспортной функцией» . Журнал общей физиологии . 54 (1): 114–37. DOI : 10,1085 / jgp.54.1.114 . PMC 2225897 . PMID 19873640 .

[1]