СЕРДЦА

СЕРКА , или саркоплазматическая / эндоплазматическая сеть Са ²⁺- АТФаза , или SR Ca ²⁺- АТФаза представляет собой АТФазы кальциевого Р-АТФазу . Его основная функция — транспортировка кальция из цитозоля в саркоплазматический ретикулум.

Функция

SERCA представляет собой АТФазу P-типа . ^[1] Он находится в саркоплазматическом ретикулуме (СР) внутри миоцитов . ^[1] Это Ка ²⁺ АТФаза, переносящая Ca ²⁺ из цитозоля клетки в просвет СР. ^[1] При этом используется энергия гидролиза АТФ во время мышечной релаксации. ^[1]

есть 3 основных домена На цитоплазматической поверхности SERCA : домены фосфорилирования и связывания нуклеотидов, которые образуют каталитический сайт , и актуаторный домен, который участвует в передаче основных конформационных изменений .

Помимо функций по транспортировке кальция, SERCA1 генерирует тепло в бурой жировой ткани и скелетных мышцах . ^[2]^[3] Наряду с теплом, которое он производит естественным образом из-за своей неэффективности при перекачке Ca ²⁺
ионов, когда он связывается с регулятором, называемым сарколипином, он прекращает перекачку и функционирует исключительно как АТФ-гидролаза. Этот механизм термогенеза широко распространен у млекопитающих и эндотермных рыб. ^[4]^[5]

Регулирование

Скорость, с которой SERCA перемещает Ca ²⁺ через мембрану SR может контролироваться регуляторным белком фосфоламбаном (PLB/PLN). SERCA не так активен, когда к нему привязан PLB. Повышенная β-адренергическая стимуляция снижает связь между SERCA и PLB за счет фосфорилирования PLB с помощью PKA . ^[6] Когда PLB связан с SERCA, скорость Ca ²⁺ движение ограничено; при диссоциации PLB Ca ²⁺ движение увеличивается.

Регуляция активности SERCA может также включать фосфорилирование самой SERCA путем взаимодействия с GSK3β . Было показано, что фосфорилирование SERCA2a по S663 снижает активность SERCA2a. ^[7]

Другой белок, кальсеквестрин , связывает кальций в SR и помогает снизить концентрацию свободного кальция в SR, что помогает SERCA, так что ему не приходится перекачивать жидкость против такого высокого градиента концентрации . SR имеет гораздо более высокую концентрацию Ca. ²⁺ (10 000 раз) внутри по сравнению с цитоплазматическим Ca ²⁺ концентрация. SERCA2 может регулироваться микроРНК, например, миР-25 подавляет SERCA2 при сердечной недостаточности.

В экспериментальных целях SERCA можно ингибировать тапсигаргином и индуцировать истароксимом .

Функция SERCA активируется в скелетных мышцах кроликов. ^[8] и в миокарде грызунов ^[9]^[10] гормонами щитовидной железы. Этот механизм может способствовать проаритмогенному эффекту тиреотоксикоза. ^[11]

Паралоги

Существует 3 основных паралога , SERCA1-3, которые экспрессируются на разных уровнях в разных типах клеток.

АТФ2А1 – СЕРКА1
АТФ2А2 – СЕРКА2
АТФ2А3 – СЕРКА3

Существуют дополнительные посттрансляционные изоформы как SERCA2, так и SERCA3, которые служат для открытия возможности специфичного для клеточного типа Ca ²⁺-реакции обратного захвата, а также увеличение общей сложности Ca ²⁺ сигнальный механизм.

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Марин-Гарсия, Хосе (01.01.2014), Марин-Гарсия, Хосе (ред.), «Глава 23 - Генная и клеточная терапия сердечно-сосудистых заболеваний» , Постгеномная кардиология (второе издание) , Бостон: Academic Press, стр. 783–833, doi : 10.1016/b978-0-12-404599-6.00023-8 , ISBN. 978-0-12-404599-6 , получено 28 декабря 2020 г.
^ де Мейс Л; Оливейра ГМ; Арруда АП; Сантос Р; Коста Р.М.; Бенчимол М (2005). «Термогенная активность бурой жировой ткани крысы и кальция белых мышц кролика» ²⁺-АТФаза» . IUBMB Life . 57 (4–5): 337–45. doi : 10.1080/15216540500092534 . PMID 16036618 .
^ Арруда АП; Нигро М; Оливейра ГМ; Мейс Л. (июнь 2007 г.). «Термогенная активность Ca ²⁺-АТФаза из тяжелого саркоплазматического ретикулума скелетных мышц: роль рианодина Са ²⁺ канал» . Biochim. Biophys. Acta . 1768 (6): 1498–505. doi : 10.1016/j.bbamem.2007.03.016 . PMID 17466935 .
^ Бал, Нареш К.; Периасами, Мутху (02 марта 2020 г.). «Развязка активности кальций-АТФазы саркоэндоплазматического ретикулума сарколипином как основа мышечного несократительного термогенеза» . Философские труды Королевского общества B: Биологические науки . 375 : 20190135.doi : (1793 ) 10.1098/rstb.2019.0135 . ПМК 7017432 . ПМИД 31928193 .
^ Лежандр, Лукас Дж.; Давен, Дональд (02 марта 2020 г.). «Эволюция механизмов, участвующих в эндотермии позвоночных» . Философские труды Королевского общества B: Биологические науки . 375 (1793): 20190136. doi : 10.1098/rstb.2019.0136 . ПМК 7017440 . ПМИД 31928191 .
^ МакЛеннан, Дэвид Х.; Краниас, Евангелия Г. (июль 2003 г.). «Фосфоламбан: важнейший регулятор сократимости сердца». Nature Reviews Молекулярно-клеточная биология . 4 (7): 566–577. дои : 10.1038/nrm1151 . ПМИД 12838339 . S2CID 3050392 .
^ Гонно, Фабрис; Булонь, Лаура; Брун, Камилла; Диа, Майя; Гуриу, Ив; Бидо, Габриэль; Шуабе, Кристоф; Крола да Силва, Клэр; Дюкре, Сильви; Пиллот, Бруно; Качмарчик, Андреа; Леон, Кристель; Шанон, Стефани; Перре, Корали; Шиандра, Франк (8 июня 2023 г.). «Фосфорилирование SERCA2 по серину 663 является ключевым регулятором гомеостаза Ca2+ при заболеваниях сердца» . Природные коммуникации . 14 (1): 3346. doi : 10.1038/s41467-023-39027-x . ISSN 2041-1723 . ПМЦ 10250397 . ПМИД 37291092 .
^ Арруда, АП; Оливейра, генеральный менеджер; Карвальо, ДП; Де Мейс, Л. (ноябрь 2005 г.). «Гормоны щитовидной железы по-разному регулируют распределение изоформ Са(2+)-АТФазы (SERCA) скелетных мышц кролика в легком и тяжелом саркоплазматическом ретикулуме» . Молекулярная мембранная биология . 22 (6): 529–37. дои : 10.1080/09687860500412257 . ПМИД 16373324 . S2CID 29949157 .
^ Чанг, КЦ; Фигередо, ВМ; Шрер, Дж. Х.; Кария, К; Вайнер, М.В.; Симпсон, ПК; Камачо, ЮАР (1 октября 1997 г.). «Гормон щитовидной железы улучшает функцию и обработку Ca2+ при гипертрофии перегрузки давлением. Ассоциация с увеличением Ca2+-АТФазы саркоплазматического ретикулума и тяжелой цепи альфа-миозина в сердцах крыс» . Журнал клинических исследований . 100 (7): 1742–9. дои : 10.1172/JCI119699 . ПМК 508357 . ПМИД 9312172 .
^ Жаль, Аллен; Минаева, Птица; Паю, Калью; Эймре, Маргус; Сеппет, Энн К. (1997). «Гормоны щитовидной железы по-разному влияют на функцию саркоплазматического ретикулума в предсердиях и желудочках крыс». Молекулярная и клеточная биохимия . 176 (1/2): 119–126. дои : 10.1023/А:1006887231150 . ПМИД 9406153 . S2CID 8199751 .
^ Мюллер, Патрик; Леу, Мелвин Хи-Шинг; Дитрих, Йоханнес В. (15 августа 2022 г.). «Незначительные нарушения гомеостаза щитовидной железы и основные сердечно-сосудистые конечные точки — физиологические механизмы и клинические данные» . Границы сердечно-сосудистой медицины . 9 : 942971. дои : 10.3389/fcvm.2022.942971 . ПМЦ 9420854 . ПМИД 36046184 .

Внешние ссылки

Саркоплазматический + ретикулум + транспортирующий кальций + АТФазы в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)

[:0-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Марин-Гарсия, Хосе (01.01.2014), Марин-Гарсия, Хосе (ред.), «Глава 23 - Генная и клеточная терапия сердечно-сосудистых заболеваний» , Постгеномная кардиология (второе издание) , Бостон: Academic Press, стр. 783–833, doi : 10.1016/b978-0-12-404599-6.00023-8 , ISBN. 978-0-12-404599-6 , получено 28 декабря 2020 г.

[2] де Мейс Л; Оливейра ГМ; Арруда АП; Сантос Р; Коста Р.М.; Бенчимол М (2005). «Термогенная активность бурой жировой ткани крысы и кальция белых мышц кролика» ²⁺-АТФаза» . IUBMB Life . 57 (4–5): 337–45. doi : 10.1080/15216540500092534 . PMID 16036618 .

[3] Арруда АП; Нигро М; Оливейра ГМ; Мейс Л. (июнь 2007 г.). «Термогенная активность Ca ²⁺-АТФаза из тяжелого саркоплазматического ретикулума скелетных мышц: роль рианодина Са ²⁺ канал» . Biochim. Biophys. Acta . 1768 (6): 1498–505. doi : 10.1016/j.bbamem.2007.03.016 . PMID 17466935 .

[Bal2020-4] Бал, Нареш К.; Периасами, Мутху (02 марта 2020 г.). «Развязка активности кальций-АТФазы саркоэндоплазматического ретикулума сарколипином как основа мышечного несократительного термогенеза» . Философские труды Королевского общества B: Биологические науки . 375 : 20190135.doi : (1793 ) 10.1098/rstb.2019.0135 . ПМК 7017432 . ПМИД 31928193 .

[Legendre2020-5] Лежандр, Лукас Дж.; Давен, Дональд (02 марта 2020 г.). «Эволюция механизмов, участвующих в эндотермии позвоночных» . Философские труды Королевского общества B: Биологические науки . 375 (1793): 20190136. doi : 10.1098/rstb.2019.0136 . ПМК 7017440 . ПМИД 31928191 .

[6] МакЛеннан, Дэвид Х.; Краниас, Евангелия Г. (июль 2003 г.). «Фосфоламбан: важнейший регулятор сократимости сердца». Nature Reviews Молекулярно-клеточная биология . 4 (7): 566–577. дои : 10.1038/nrm1151 . ПМИД 12838339 . S2CID 3050392 .

[7] Гонно, Фабрис; Булонь, Лаура; Брун, Камилла; Диа, Майя; Гуриу, Ив; Бидо, Габриэль; Шуабе, Кристоф; Крола да Силва, Клэр; Дюкре, Сильви; Пиллот, Бруно; Качмарчик, Андреа; Леон, Кристель; Шанон, Стефани; Перре, Корали; Шиандра, Франк (8 июня 2023 г.). «Фосфорилирование SERCA2 по серину 663 является ключевым регулятором гомеостаза Ca2+ при заболеваниях сердца» . Природные коммуникации . 14 (1): 3346. doi : 10.1038/s41467-023-39027-x . ISSN 2041-1723 . ПМЦ 10250397 . ПМИД 37291092 .

[8] Арруда, АП; Оливейра, генеральный менеджер; Карвальо, ДП; Де Мейс, Л. (ноябрь 2005 г.). «Гормоны щитовидной железы по-разному регулируют распределение изоформ Са(2+)-АТФазы (SERCA) скелетных мышц кролика в легком и тяжелом саркоплазматическом ретикулуме» . Молекулярная мембранная биология . 22 (6): 529–37. дои : 10.1080/09687860500412257 . ПМИД 16373324 . S2CID 29949157 .

[9] Чанг, КЦ; Фигередо, ВМ; Шрер, Дж. Х.; Кария, К; Вайнер, М.В.; Симпсон, ПК; Камачо, ЮАР (1 октября 1997 г.). «Гормон щитовидной железы улучшает функцию и обработку Ca2+ при гипертрофии перегрузки давлением. Ассоциация с увеличением Ca2+-АТФазы саркоплазматического ретикулума и тяжелой цепи альфа-миозина в сердцах крыс» . Журнал клинических исследований . 100 (7): 1742–9. дои : 10.1172/JCI119699 . ПМК 508357 . ПМИД 9312172 .

[10] Жаль, Аллен; Минаева, Птица; Паю, Калью; Эймре, Маргус; Сеппет, Энн К. (1997). «Гормоны щитовидной железы по-разному влияют на функцию саркоплазматического ретикулума в предсердиях и желудочках крыс». Молекулярная и клеточная биохимия . 176 (1/2): 119–126. дои : 10.1023/А:1006887231150 . ПМИД 9406153 . S2CID 8199751 .

[11] Мюллер, Патрик; Леу, Мелвин Хи-Шинг; Дитрих, Йоханнес В. (15 августа 2022 г.). «Незначительные нарушения гомеостаза щитовидной железы и основные сердечно-сосудистые конечные точки — физиологические механизмы и клинические данные» . Границы сердечно-сосудистой медицины . 9 : 942971. дои : 10.3389/fcvm.2022.942971 . ПМЦ 9420854 . ПМИД 36046184 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]