CASQ1
CASQ1 (англ. Calsequestrin 1)— білок, який кодується однойменним геном, розташованим у людей на 1-й хромосомі.[3] Довжина поліпептидного ланцюга білка становить 396 амінокислот, а молекулярна маса — 45160[4]. Кодований геном білок за функціями належить до м'язових білків, фосфопротеїнів.Білок має сайт для зв'язування з іонами металів, іоном кальцію.Локалізований у мембрані, мітохондрії, саркоплазматичному ретикулумі. Виконує функцію кальцієвого буферу в саркоплазматичному ретикулумі, а також є важливим регулятором концентрації Ca2+ у скелетних м'язах при збудженні/скороченні. Закріплюється на сполучній мембрані саркоплазматичного ретикулуму шляхом взаємодії з мембранними білками і піддається оборотній полімеризації зі збільшенням концентрації Ca2+.
| 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| MSATDRMGPR | AVPGLRLALL | LLLVLGTPKS | GVQGQEGLDF | PEYDGVDRVI | ||||
| NVNAKNYKNV | FKKYEVLALL | YHEPPEDDKA | SQRQFEMEEL | ILELAAQVLE | ||||
| DKGVGFGLVD | SEKDAAVAKK | LGLTEVDSMY | VFKGDEVIEY | DGEFSADTIV | ||||
| EFLLDVLEDP | VELIEGEREL | QAFENIEDEI | KLIGYFKSKD | SEHYKAFEDA | ||||
| AEEFHPYIPF | FATFDSKVAK | KLTLKLNEID | FYEAFMEEPV | TIPDKPNSEE | ||||
| EIVNFVEEHR | RSTLRKLKPE | SMYETWEDDM | DGIHIVAFAE | EADPDGFEFL | ||||
| ETLKAVAQDN | TENPDLSIIW | IDPDDFPLLV | PYWEKTFDID | LSAPQIGVVN | ||||
| VTDADSVWME | MDDEEDLPSA | EELEDWLEDV | LEGEINTEDD | DDDDDD |
Зв'язування з Ca2+ викликає конформаційні зміни в кальцеквестрині. Підвищення концентрації Ca2+ від 0 до 1 мМ Ca2+ збільшує вміст α-спіралей. При збільшенні концентрації Ca2+ до 5 мМ вміст β-листів збільшується зі зменшенням вмісту α-спіралей. Як наслідок кальсеквестрин піддається оборотній полімеризації зі збільшенням концентрації Ca2+, а деполімеризується при зменшенні концентрації Ca2+. Кристалічна структура калсеквестрину свідчить про те, що він утворює щільно упаковані лінійні філаменти за умови високої концентрації Ca2+. С-кінцевий домен калсеквестрину важливий для кальцій-індукованої полімеризації білка, оскільки Casq1 з вилученим C-кінцем (14 залишків від C-кінця) не полімеризується у відповідь на підвищення концентрації Ca2+.Полімеризація також збільшує буферну ємність білку. При полімеризації Casq1 його ємність зростає на 40% у порівнянні з мономером. Підвищена концентрація Ca2+ підвищує стійкість кальсеквестрину до обмеженого протеолізу трипсину та сприяє компактному згортанню білка.Casq1 скелетних м'язів полімеризується при діапазоні концентрації Ca2+ < 1 мМ.
Окрім відомої властивості кальсиквестрину зв’язуватись с іонами кальцію, білок зв’язує інші іони, які конкурують із Ca2+. За спорідненістю до кальциквестрину вони класифікуются як La3+ > Zn2+ > Cd2+ > Mn2+ > Mg2+ > Sr2+ > K+.Цікаво, що при низькій концентрації іонів лише Ca2+ індукує полімеризацію кальцеквестрину, яка збільшує здатність до зв'язування/зберігання Ca2+, що свідчить про те, що кальцеквестрин є більш селективним до Ca2+. Mn2+, Co2+, Ni2+, Cu2+ і Zn2+ також зв’язуються з кальцеквестрином і здатні індукувати більш компактне згортання у вторинній структурі та полімеризацію білка. Фізіологічні наслідки зв’язування кальсиквестрину з іншими йонами не відомі.
У функціонуючих м’язах близько 75% Ca2+, що вивільняється у СР зв'язується з кальсеквестрином. У скелетних м’язах делеція Casq1 викликає зменшення індукованого кофеїном вивільнення Ca2+ більше ніж на 50%. Також, у волокнах скелетних м’язів мишей, с нокаутованим геном Casq1 спостерігається зниження вивільнення кальцію на 20%. Вміст кальцію у саркоплазматичному ретикулумі зростає з підвищенням вмісту Casq1, крім того, надмірна експресія Casq1 в міотубулах призводить до збільшення Ca2+, що вивільняється.
Регуляція ріанодинових рецепторів
[ред. | ред. код]У скелетних м'язах Casq1 інгібує RyR1 при ≤ 1 мМ [Ca2+], але він дисоціює від RyR1 за високих концентрацій Ca2+ (≥ 5 мМ). Видалення Casq1 з комплексу RyR1, що містить ASPH (junctin), TRDN (triadin), призводить до підвищення ймовірності і тривалості відкриття каналу RyR1. Повторне додавання Casq1 назад до RyR1 призводить до зменшення тривалості активності каналу.
За відсутності ASPH Casq1 не взаємодіє з RyR1. Зв'язування Ca2+ C-кінцевим доменом Casq1 бере участь у полімеризації білка та у його взаємодії з TRDN і ASPH, що зумовлює його взаємодію з RyR1. Очевидно, взаємодія між Ca2+, ASPH, TRDN, RyR1 і Casq1 є важливими для Casq1-залежної модуляції активності RyR1 а, отже, і процесів збудження-скорочення скелетних м’язів.
Мутація D244G впливає з на сайти зв'язування CASQ1 з Ca2+, що змінює кінетику і характер полімеризації білку. Зокрема, мутантні форми D244G CASQ1 являють собою великі агрегати з атиповою структурою. Мутація спливає на вільнення Ca2+. Додаткові мутації CASQ1 було також виявлено виявлено у пацієнтів, що страждають на TAM (Tubular Aggregate Myopathy).
- Fujii J., Willard H.F., Maclennan D.H. (1990). Characterization and localization to human chromosome 1 of human fast-twitch skeletal muscle calsequestrin gene. Somat. Cell Mol. Genet. 16: 185—189. PMID 2321095 DOI:10.1007/BF01233048
- The status, quality, and expansion of the NIH full-length cDNA project: the Mammalian Gene Collection (MGC). Genome Res. 14: 2121—2127. 2004. PMID 15489334 DOI:10.1101/gr.2596504
- Sanchez E.J., Lewis K.M., Danna B.R., Kang C. (2012). High-capacity Ca2+ binding of human skeletal calsequestrin. J. Biol. Chem. 287: 11592—11601. PMID 22337878 DOI:10.1074/jbc.M111.335075
- Qian Wang, Marek Michalak, (2020). Calsequestrin. Structure, function, and evolution. Cell Calcium. 90. PMID 102242 DOI:10.1016/j.ceca.2020.102242
- Daniela Rossi, Alessandra Gamberucci, Enrico Pierantozzi, Caterina Amato, Loredana Migliore, Vincenzo Sorrentino (2020). Calsequestrin, a key protein in striated muscle health. Journal of Muscle Research and Cell Motility. 42: 267—279. DOI:10.1007/s10974-020-09583-6
- ↑ Human PubMed Reference:.
- ↑ Mouse PubMed Reference:.
- ↑ HUGO Gene Nomenclature Commitee, HGNC:1512 (англ.) . Процитовано 15 вересня 2017.
- ↑ UniProt, P31415 (англ.) . Архів оригіналу за 17 червня 2017. Процитовано 15 вересня 2017.
|
Це незавершена стаття про білки. Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її. |
 | На цю статтю не посилаються інші статті Вікіпедії. Будь ласка розставте посилання відповідно до прийнятих рекомендацій. |