Кальмодулин 1

СПОКОЙСТВИЕ1
Доступные структуры
ПДБ	Поиск Human UniProt: PDBe RCSB
showСписок идентификационных кодов PDB
	2VAY, 1Y6W, 4JPZ, 3UCY, 1WRZ, 4G28, 1ZOT, 1YRT, 1IQ5, 1CDL, 2LL6, 3HR4, 4BW7, 4BW8, 1YR5, 4J9Y, 4LZX, 1L7Z, 1ZUZ, 2BE6, 2V01, 1XFV, 2M55, 1CTR, 2I08, 2MG5, 2R28, 3O77, 4UPU, 2L7L, 2K0F, 2M0K, 4V0C, 1SW8, 2WEL, 3DVK, 2M0J, 3DVM, 2KUH, 1K90, 1K93, 4G27, 1CLL, 2KUG, 1XFX, 4DJC, 2LQC, 2LQP, 4L79, 2W73, 2LV6, 1NKF, 2JZI, 3UCT, 4GOW, 1J7O, 1PK0, 4Q5U, 2V02, 3BYA, 4Q57, 2KNE, 1YRU, 2Y4V, 2L53, 2F3Y, 3O78, 1LVC, 4M1L, 2K0E, 1S26, 4DCK, 1XFW, 3SUI, 2X0G, 3EWV, 1XFY, 2LL7, 4OVN, 3J41, 2BKI, 1SK6, 3DVJ, 3UCW, 2LGF, 4UMO, 3DVE, 4JQ0, 3OXQ, 2K61, 1XFU, 3SJQ, 2K0J, 4BYF, 1J7P, 3G43, 3EWT, 4J9Z, 1XFZ, 2F3Z, 1IWQ, 2N6A, 2HF5, 2N27, 4ZLK, 5COC
Идентификаторы
Псевдонимы	CALM1 , CALML2, CAMI, CPVT4, DD132, PHKD, caM, LQT14, кальмодулин 1, кальмодулин 1 (киназа фосфорилазы, дельта), CAMC, CAMB, CAMIII, CAM3, CAM2
Внешние идентификаторы	Опустить : 114180 ; Гомологен : 134804 ; Генные карты : CALM1 ; OMA : CALM1 — ортологи
showМестоположение гена ( человек )
Chr.	Chromosome 14 (human)
End	90,408,268 bp
show экспрессии РНК Характер
	Top expressed in
	lateral nuclear group of thalamus; ; internal globus pallidus; ; parietal lobe; ; postcentral gyrus; ; pons; ; frontal pole; ; orbitofrontal cortex; ; superior vestibular nucleus; ; paraflocculus of cerebellum; ; external globus pallidus;
	n/a
	More reference expression data
	n/a
showГенная онтология
Molecular function	calcium ion binding; protein binding; calcium channel inhibitor activity; protein kinase binding; titin binding; protein serine/threonine kinase activator activity; transmembrane transporter binding; metal ion binding; protein phosphatase activator activity; adenylate cyclase binding; disordered domain specific binding; inositol-1,4,5-trisphosphate 3-kinase activity; ligand-gated ion channel activity; adenylate cyclase activator activity; protein domain specific binding; nitric-oxide synthase regulator activity; type 3 metabotropic glutamate receptor binding; N-terminal myristoylation domain binding; phosphatidylinositol 3-kinase binding; protein N-terminus binding; calcium-dependent protein binding; nitric-oxide synthase binding;
Cellular component	cytoplasm; cytosol; calcium channel complex; extracellular region; spindle microtubule; neuron projection; cytoskeleton; nucleus; centrosome; voltage-gated potassium channel complex; extracellular exosome; spindle pole; growth cone; plasma membrane; spindle; sarcomere; nucleoplasm; vesicle; postsynaptic density; catalytic complex; microtubule organizing center; synaptic vesicle membrane; mitochondrial membranes; protein-containing complex; myelin sheath;
Biological process	muscle contraction; response to amphetamine; positive regulation of protein serine/threonine kinase activity; detection of calcium ion; Fc-epsilon receptor signaling pathway; positive regulation of phosphoprotein phosphatase activity; G2/M transition of mitotic cell cycle; regulation of high voltage-gated calcium channel activity; positive regulation of DNA binding; substantia nigra development; positive regulation of protein dephosphorylation; inositol phosphate metabolic process; positive regulation of nitric-oxide synthase activity; glycogen catabolic process; positive regulation of cyclic-nucleotide phosphodiesterase activity; G protein-coupled receptor signaling pathway; regulation of cytokinesis; regulation of cardiac muscle contraction by regulation of the release of sequestered calcium ion; regulation of rhodopsin mediated signaling pathway; response to corticosterone; negative regulation of peptidyl-threonine phosphorylation; activation of adenylate cyclase activity; regulation of heart rate; positive regulation of ryanodine-sensitive calcium-release channel activity; response to calcium ion; regulation of ryanodine-sensitive calcium-release channel activity; regulation of nitric-oxide synthase activity; platelet degranulation; negative regulation of ryanodine-sensitive calcium-release channel activity; MAPK cascade; positive regulation of peptidyl-threonine phosphorylation; positive regulation of protein autophosphorylation; regulation of cardiac muscle contraction; regulation of cell communication by electrical coupling involved in cardiac conduction; regulation of release of sequestered calcium ion into cytosol by sarcoplasmic reticulum; calcium-mediated signaling; ion transmembrane transport; Wnt signaling pathway, calcium modulating pathway; positive regulation of GTPase activity; protein methylation; establishment of protein localization to membrane; establishment of protein localization to mitochondrial membrane; regulation of synaptic vesicle endocytosis; regulation of synaptic vesicle exocytosis;
	Sources:Amigo / QuickGO
hideОртологи
	801
	н/д
	ENSG00000198668
	н/д
	P0DP23 ; P0DP24
	н/д
	НМ_001166106 ; НМ_006888 ; НМ_001363669 ; НМ_001363670
	н/д
showНП_001292553 ; НП_001292554 ; НП_001292555 ; НП_001734 ; НП_001316850 ;
	NP_001316851; NP_001316852; NP_001316853; NP_001316854; NP_001316855; NP_005175; NP_008819; NP_001350598; NP_001350599; NP_008819; NP_001292553; NP_001292554; NP_001292555; NP_001734; NP_001316850; NP_001316851; NP_001316852; NP_001316853; NP_001316854; NP_001316855; NP_005175
	н/д
	Викиданные
Просмотр/редактирование человека

Кальмодулин 1 — это человеческий белок , кодируемый CALM1 геном . ^{[ 3 ]}

Кальмодулин ^{[ 4 ]} играет роль в путях передачи сигнала кальция, регулируя контроль ионных каналов, ферментов , аквапоринов и других белков. Он функционирует как кальций-связывающий белок, который сгруппирован в мотив EF-hand, обнаруженный в эукариотических клетках. Кальмодулин играет значительную роль во многих клеточных путях и действует как детектор кальция внутри клеток, которые взаимодействуют с различными белками-мишенями. Кроме того, он имитирует ^{[ 5 ]} активация более двадцати аминокислот , которая помогает контролировать различные физиологические функции. Он также необходим для различных регуляторных ролей в пролиферации клеток и на многих этапах клеточного цикла.

При связывании с целевым кальцием (действующим как лиганд) кальмодулин претерпевает изменение формы, что позволяет ему взаимодействовать с несколькими типами белков, включая фосфатазы , ионные каналы и киназы . Это конформационное изменение связано с прохождением различных клеточных процессов: включая сокращение мышц, выброс нейротрансмиттеров в кровоток и экспрессию генов.

Функция

Кальмодулин 1 является архетипом семейства кальций-модулируемых белков ( кальмодулин ), в котором обнаружено около 20 членов. Их идентифицируют по расположению в цитозоле или на мембранах, обращенных к цитозолю, а также по высокому сродству к кальцию . Кальмодулин содержит 149 аминокислот и имеет 4 кальцийсвязывающих мотива руки EF . Его функции включают участие в росте и клеточном цикле , а также в передаче сигналов , синтезе и высвобождении нейротрансмиттеров . ^{[ 6 ]}

Экспрессия генов

У человека существуют три генетические изоформы кальмодулина, которые кодируются гомологичными вариантами генов: CALM1, CALM2 и CALM3. Каждые три изоформы производят отдельные, но тесно связанные формы кальмодулина. На уровне нуклеиновой кислоты кодирующие области различаются на 15% между CALM1 и CALM2 и на 13% между CALM2 и CALM3. ^{[ 7 ]}

Кальмодулин I, сокращенно CALM1, расположен на хромосоме 14 генома человека и является одной из трех изоформ кальмодулина. Он обнаружен во всех тканях человека, хотя его экспрессия варьируется в зависимости от типа ткани. Высокие уровни экспрессии обнаруживаются в мозге, мышцах и крови.

Во всем организме CALM1 играет важную роль в сокращении и расслаблении скелетных и гладких мышц. В сердечной мышце CALM1 жизненно важен для регуляции передачи сигналов кальция и контроля эффективной работы сердца. Протеинкиназы кальция/кальмодулина (CaMK) ^{[ 8 ]} работают симбиотически, регулируя передачу сигналов кальция по всему организму. CAMKII , наиболее плодовитая изоформа , обнаруживается в сердечной ткани, где она контролирует взаимодействие возбуждения и сокращения . Кальмодулин I также играет важную роль в иммунной системе через лимфоциты (лейкоциты), где он способствует функционированию и активации иммунных клеток. В костной ткани кальмодулин I связан с остеобластами , остеокластами и остеоцитами , участвуя во внутриклеточной передаче сигналов кальция, обеспечивая минерализацию, резорбцию и ремоделирование кости .

Кальмодулин 1 ^{[ 7 ]} может быть выражен как один из двух типов транскриптов, которые различаются по длине и местоположению в ткани. Основной транскрипт присутствует во всех тканях и имеет длину 1,7 т.п.н. Минорный транскрипт имеет длину 4,1 или 4,4 КБ и обнаруживается только в тканях головного мозга и скелетных мышц. Разница в длине транскриптов обусловлена сигналами заместительного расщепления и полиаденилирования (APA), что позволяет создавать различные изоформы мРНК.

Псевдогены

Известны два псевдогена кальмодулина 1, известные как CALMIPI и CALMIP2. CALMPI был впервые обнаружен на хромосоме 7, а CALMPI2 позже был идентифицирован на хромосоме X. Эксперименты показывают, что оба псевдогена лишены интронов и имеют множественные мутации в открытой рамке считывания, что означает, что они прекращают все функции.

Картирование

Человек ^{[ 9 ]} и гибридизированных соматических клеток панели грызунов показывают, что комплементарная ДНК для кальмодулина I локализована на хромосоме 14 с некоторой активностью перекрестной гибридизации на хромосоме 7 и незначительным вовлечением на хромосоме X.

Идентификаторы

Идентификация белка: P62158 (также известный как CALM_HUMAN)
Идентификация гена: 114180


Биохимические и сигнальные пути CALM1 ^{[ 10 ]} Киотская энциклопедия генов и геномов (KEGG): ^{[ 11 ]}
hsa04020	Сигнальный путь кальция
hsa04070	Сигнальная система фосфатидилинозитола
hsa04114	Мейоз ооцита
hsa04270	Сокращение гладких мышц сосудов
hsa04720	Долгосрочное потенцирование
hsa04722	нейротрофинов Сигнальный путь
hsa04740	Обонятельная трансдукция
hsa04744	Фототрансдукция
hsa04910	Сигнальный путь инсулина
hsa04912	Сигнальный путь ГнРГ
hsa04916	Меланогенез
hsa05010	болезнь Альцгеймера
hsa05214	Глиома


Домены семейства белков кальмодулина I:
PF00036	EF рука
PF08726	Рука EF, нечувствительная к Ca2+
ПФ12763	Цитоскелетно-регуляторный комплекс EF рука
ПФ13202	EF рука
ПФ13405	EF-домен руки
ПФ13499	Пара доменов EF-hand
ПФ13833	Пара доменов EF-hand
ПФ14658	EF-домен руки

Взаимодействия

Было показано, что кальмодулин 1 взаимодействует с:

Мутации

Мутации CALM1, CALM2 или CALM3 могут привести к критическим нарушениям сердечной деятельности, включая синдром удлиненного интервала QT ( LQTS ) и катехоламинергическую полиморфную желудочковую тахикардию ( CPVT ). ^{[ 18 ]} Исследования, изучающие заболевания, связанные с кальмодулином, обнаружили множество белков, модифицированных кальмодулином, которые определяют вирулентность мутаций, включая сердечный кальциевый канал L-типа (LTCC) Cav1.2, канал высвобождения кальция саркоплазматического ретикулума и рианодиновый рецептор 2 ( RyR2). ).

Мутации заболевания CALM1 часто диагностируются у пациентов в возрасте десяти лет и младше, тогда как мутации CALM2 и CALM3 обычно развиваются во взрослом возрасте. Дефекты функционирования кальмодулина вызывают вмешательство в жизненно важные процессы передачи сигналов кальция в сердечной мышце, что нарушает мембранные ионные каналы. Нарушения клеточной сигнализации могут привести к потенциально опасным для жизни нарушениям сердечной деятельности в подростковом возрасте.

Заболевания, коррелирующие с CALM1

Синдром удлиненного интервала QT-14 (LQT14)

LQT14 ^{[ 19 ]} вызвано гетерозиготной мутацией гена CALM1 ( 114180 ) на хромосоме 14q32. Он часто вызывает опасные для жизни желудочковые аритмии , которые проявляются в молодом возрасте постоянными периодами альтернации зубца Т , особенно устойчивыми интервалами QTc и нерегулярными атриовентрикулярными блокадами 2:1 .

Катехоламинергическая полиморфная желудочковая тахикардия (КПЖТ)

КПВТ ^{[ 20 ]} Это наследственное заболевание, которое проявляется эпизодами обмороков и/или внезапными инфарктами сердца во время физических упражнений или эпизодами чрезвычайной эмоциональной активности у людей без структурных деформаций сердца. мутации в канале рианодинового рецептора 2 ( RYR2 ), вызывающие утечку кальция из саркоплазматического ретикулума, Доказано, что вызывают около половины случаев доминантно наследуемого ХПВТ.

Было обнаружено, что некоторые люди с ХПЖТ имеют отчетливые мутации в гене кальмодулина I. Мутации вызывают нарушение правильного функционирования гена, что приводит к аномальному контролю кальция в клетках сердечной ткани. Нарушение кальция может вызвать желудочковые аритмии в ответ на вазоконстрикцию кровеносных сосудов, например, в периоды физических упражнений или повышенного стресса.

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000198668 – Ensembl , май 2017 г.
^ «Ссылка на Human PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
^ Вавжинчак Э.Дж., Перхам Р.Н. (август 1984 г.). «Выделение и нуклеотидная последовательность кДНК, кодирующей кальмодулин человека». Биохимия Интернэшнл . 9 (2): 177–185. ПМИД 6385987 .
^ «ЮниПрот» . www.uniprot.org . Проверено 11 октября 2023 г.
^ Минс А.Р., ВанБеркум М.Ф., Багчи И., Лу К.П., Расмуссен К.Д. (1991). «Регуляторные функции кальмодулина». Фармакология и терапия . 50 (2): 255–270. дои : 10.1016/0163-7258(91)90017-г . ПМИД 1763137 .
^ «Ген Энтреза: CALM1 кальмодулин 1 (киназа фосфорилазы, дельта)» .
^ Jump up to: ^а ^б Хастерок С., Ньесига Б., Вингрен АГ (25 февраля 2022 г.). «Спокойствие-1» . atlasgeneticsoncology.org . Проверено 11 октября 2023 г.
^ Джуно К.В., Кайо-Сильва В., Трентин-Сонода М., Карнейро-Рамос М.С. (2020). «Обзор роли кальций/кальмодулинзависимой протеинкиназы при кардиоренальном синдроме» . Границы в физиологии . 11 : 735. doi : 10.3389/fphys.2020.00735 . ПМК 7372084 . ПМИД 32760284 .
^ «Запись — *114180 — КАЛЬМОДУЛИН 1; КАЛМ1 — ОМИМ» . www.omim.org . Проверено 11 октября 2023 г.
^ «Человеческий ген CALM1 (uc001xyl.2)» . genome.ucsc.edu . Проверено 2 ноября 2023 г.
^ «KEGG: Киотская энциклопедия генов и геномов» . www.genome.jp . Проверено 26 октября 2023 г.
^ Такахаси М., Ямагива А., Нисимура Т., Мукаи Х., Оно Ю. (сентябрь 2002 г.). «Центросомальные белки CG-NAP и кендрин обеспечивают места зарождения микротрубочек, закрепляя кольцевой комплекс гамма-тубулина» . Молекулярная биология клетки . 13 (9): 3235–3245. дои : 10.1091/mbc.E02-02-0112 . ПМЦ 124155 . ПМИД 12221128 .
^ Сифуэнтес Э., Матараса Дж. М., Йошида Б. А., Менон М., Сакс Д. Б., Барак Э. Р., Редди Г. П. (январь 2004 г.). «Физическое и функциональное взаимодействие андрогенного рецептора с кальмодулином в клетках рака простаты» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 101 (2): 464–469. Бибкод : 2004PNAS..101..464C . дои : 10.1073/pnas.0307161101 . ПМК 327170 . ПМИД 14695896 .
^ Ли З., Сакс Д.Б. (февраль 2003 г.). «Выяснение взаимодействия кальмодулина с мотивами IQ IQGAP1» . Журнал биологической химии . 278 (6): 4347–4352. дои : 10.1074/jbc.M208579200 . ПМИД 12446675 .
^ Бриггс М.В., Ли З., Сакс Д.Б. (март 2002 г.). «IQGAP1-опосредованная стимуляция коактивации транскрипции бета-катенином модулируется кальмодулином» . Журнал биологической химии . 277 (9): 7453–7465. дои : 10.1074/jbc.M104315200 . ПМИД 11734550 .
^ Кутузов М.А., Соловьева О.В., Андреева А.В., Беннетт Н. (май 2002 г.). «Протеиновые Ser/Thr-фосфатазы PPEF взаимодействуют с кальмодулином». Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 293 (3): 1047–1052. дои : 10.1016/S0006-291X(02)00338-8 . ПМИД 12051765 .
^ Нумадзаки М., Томинага Т., Такеучи К., Мураяма Н., Тойоока Х., Томинага М. (июнь 2003 г.). «Структурная детерминанта десенсибилизации TRPV1 взаимодействует с кальмодулином» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 100 (13): 8002–8006. Бибкод : 2003PNAS..100.8002N . дои : 10.1073/pnas.1337252100 . ПМК 164702 . ПМИД 12808128 .
^ Хасси Дж.В., Лимпитикул В.Б., Дик И.Э. (декабрь 2023 г.). «Мутации кальмодулина при заболеваниях человека» . Каналы . 17 (1): 2165278. дои : 10.1080/19336950.2023.2165278 . ПМЦ 9839377 . ПМИД 36629534 .
^ Кротти Л., Спаццолини С., Тестер Дж., Гидони А., Баруто А.Е., Бекманн Б.М. и др. (сентябрь 2019 г.). «Мутации кальмодулина и опасные для жизни сердечные аритмии: данные Международного регистра кальмодулинопатии» . Европейский кардиологический журнал . 40 (35): 2964–2975. doi : 10.1093/eurheartj/ehz311 . ПМЦ 6748747 . ПМИД 31170290 .
^ Найгаард М., Овергаард М.Т., Сёндергаард М.Т., Вранас М., Бер Э.Р., Хильдебрандт Л.Л. и др. (октябрь 2012 г.). «Мутации кальмодулина вызывают желудочковую тахикардию и внезапную сердечную смерть» . Американский журнал генетики человека . 91 (4): 703–712. дои : 10.1016/j.ajhg.2012.08.015 . ПМЦ 3484646 . ПМИД 23040497 .

Дальнейшее чтение

Чжан М, Юань Т (1999). «Молекулярные механизмы функциональной универсальности кальмодулина». Биохимия и клеточная биология . 76 (2–3): 313–323. дои : 10.1139/bcb-76-2-3-313 . ПМИД 9923700 .
Гусев Н.Б. (октябрь 2001 г.). «Некоторые свойства кальдесмона и кальпонина и участие этих белков в регуляции сокращения гладких мышц и формировании цитоскелета». Биохимия. Биохимия . 66 (10): 1112–1121. дои : 10.1023/А:1012480829618 . ПМИД 11736632 . S2CID 310781 .
Бенаим Дж., Вильялобо А (август 2002 г.). «Фосфорилирование кальмодулина. Функциональные значения». Европейский журнал биохимии . 269 (15): 3619–3631. дои : 10.1046/j.1432-1033.2002.03038.x . hdl : 10261/79981 . ПМИД 12153558 .
Трюдо MC, Заготта WN (май 2003 г.). «Модуляция кальцием/кальмодулином обонятельных и палочковых ионных каналов, управляемых циклическими нуклеотидами» . Журнал биологической химии . 278 (21): 18705–18708. дои : 10.1074/jbc.R300001200 . ПМИД 12626507 .