Fonctions, types, structure et opération de la pompe calcique

La Pompe en calcium Il s'agit d'une structure de nature protéique responsable du transport du calcium à travers les membranes cellulaires. Cette structure est dépendante de l'ATP et est considérée comme une protéine de type Atpasa, également appelée ca²⁺-Atpasa.

La CA²⁺-L'ATPASA se trouve dans toutes les cellules des organismes eucaryotes et est essentiel pour l'homéostasie du calcium dans la cellule. Cette protéine effectue un transport actif primaire, car le mouvement des molécules de calcium va à l'encontre de son gradient de concentration.

Structure cristallographique SERCA.
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Fonctions de la pompe calcique

La CA²⁺ Il remplit des articles importants dans la cellule, donc leur réglementation en leur sein est fondamental pour leur opération correcte. Agit souvent comme un deuxième messager.

Dans les espaces extracellulaires, la concentration de Ca²⁺ C'est environ 10.000 fois plus élevé que dans les cellules. Une augmentation de la concentration de cet ion dans le cytoplasme cellulaire déclenche diverses réponses, telles que les contractions musculaires, la libération des neurotransmetteurs et la dégradation du glycogène.

Il existe plusieurs façons de déplacer ces ions des cellules: transport passif (sortie non spécifique), canaux ioniques (mouvement en faveur de son gradient électrochimique), transport actif secondaire antiporté (Na / Ca) et transport actif primaire avec la pompe dépendante de l'ATP dépendante.

Contrairement aux autres mécanismes de déplacement de CA²⁺, La pompe fonctionne sous forme vectorielle. C'est-à-dire que l'ion se déplace dans une direction afin qu'il ne fonctionne qu'en les expulsant.

La cellule est extrêmement sensible aux changements de concentration en Ca²⁺. En présentant une telle différence marquée avec sa concentration extracellulaire, il est donc si important de restaurer efficacement ses niveaux cytosoliques normaux.

Gars

Trois types de CA ont été décrits²⁺-Atasas dans les cellules animales, selon leurs emplacements dans les cellules; Les pompes situées dans la membrane plasmique (PMCA), celles situées dans le réticulum endoplasmique et la membrane nucléaire (SERCA), et celles trouvées dans la membrane de l'appareil Golgi (SPCA).

Les bombes SPCA transportent également des ions MN²⁺ qui sont des cofacteurs de diverses enzymes de la matrice de l'appareil Golgi.

Les cellules de levure, des autres organismes eucaryotisants et les cellules végétales ont d'autres types de CA²⁺-Atasas très particuliers.

Structure

Pompe PMCA

Dans la membrane plasmique, nous trouvons le transport antiportique actif Na / Ca, étant responsable du déplacement d'une quantité importante de CA²⁺ Dans les cellules de repos et d'activité. Dans la plupart des cellules au repos, le gestionnaire du transport du calcium vers l'extérieur est la pompe PMCA.

Ces protéines sont constituées d'environ 1.200 acides aminés, et a 10 segments transmembranaux. Dans le cytosol, il y a 4 unités principales. La première unité contient le groupe amino-terminal. Le second a des caractéristiques de base, ce qui permet aux phospholipides de rejoindre les activateurs.

Dans la troisième unité, il y a un acide aspartique avec une fonction catalytique, et «en aval» de cette bande de liaison à la fluorescéine ISO, dans le domaine de l'Union ATP.

Dans la quatrième unité se trouve la maîtrise de l'Union à la calmoduline, les sites de reconnaissance de certaines kinases (A et C) et les bandes de liaison de CA²⁺ Alostérique.

Pompe de serque

Les pompes SERCA sont en grande quantité dans le réticulum sarcoplasmique des cellules musculaires et leur activité est liée à la contraction et à la relaxation dans le cycle de mouvement musculaire. Sa fonction est de transporter le CA²⁺ Du cytosol de la cellule à la matrice du réticulum.

Ces protéines sont constituées d'une seule chaîne polypeptidique avec 10 domaines transmarket. Sa structure est fondamentalement égale à celle des protéines PMCA, mais elle diffère en ce qu'elles n'ont que trois unités dans le cytoplasme, étant le site actif dans la troisième unité.

Le fonctionnement de cette protéine nécessite un équilibre de charges pendant le transport ionique. Deux ca²⁺ (par ATP hydrolysé) sont déplacés du cytosol à la matrice du réticule, contre un gradient de concentration très élevé.

Ce transport se produit antiportiquement, car en même temps deux h⁺ Ils sont dirigés vers le cytosol de la matrice.

Mécanisme de fonctionnement

Bombes serca

Le mécanisme de transport est divisé en deux états E1 et E2. Dans l'E1, les sites de l'Union qui présentent une forte affinité pour l'AC²⁺ Ils sont dirigés vers le cytosol. Dans l'E2, les sites de l'Union sont dirigés vers la lumière du réticulum présentant une faible affinité pour CA²⁺. Les deux ions CA²⁺ Rassemblez-vous après le transfert.

Pendant l'union et le transfert de l'AC²⁺, Des changements conformationnels se produisent, y compris l'ouverture du m-domaine de la protéine, qui est vers le cytosol. Les ions sont ensuite liés plus facilement aux deux sites syndicaux dudit domaine.

L'union des deux ions CA²⁺ favorise une série de changements structurels dans les protéines. Parmi eux la rotation de certains domaines (domaine a) qui réorganise les unités de bombes, permettant l'ouverture vers la matrice du réticulum pour libérer les ions, qui sont découplés grâce à la diminution de l'affinité des sites de l'Union.

Les protons h⁺ et les molécules d'eau stabilisent le site de l'Union de l'AC²⁺, provoquant la rotation du domaine à son état d'origine, fermant l'accès au réticulum endoplasmique.

Pompes PMCA

Ces types de pompes sont trouvés dans toutes les cellules eucaryotes et sont responsables de l'expulsion de CA²⁺ vers l'espace extracellulaire afin de maintenir sa concentration dans les cellules stables.

Dans cette protéine, un ion CA est transporté²⁺ Par ATP hydrolysé. Le transport est régulé par les niveaux de la protéine de la calmoduline dans le cytoplasme.

En augmentant la concentration en CA²⁺ Les niveaux cytosoliques et calmodulines augmentent, qui se lient aux ions calcium. Le complexe CA²⁺-calmoduline, puis assemble le site de la bombe de la bombe PMCA. Il y a un changement conformationnel dans la pompe qui permet d'exposer l'ouverture à l'espace extracellulaire.

Les ions calcium sont libérés, restaurant des niveaux normaux à l'intérieur de la cellule. Par conséquent le complexe CA²⁺-La calmoduline est Desasambla, renvoyant la conformation de la pompe à son état d'origine.

Les références

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