Flexibilita kalmodulinu. Kalmodulin se může vázat na na kalmodulinu závislou proteinkinázu II-alfa (vlevo nahoře, PDB kód=1cm1); může se vázat na myosinový světelný řetězec (vlevo dole, 2bbm); může se vázat na toxin faktoru edému z bakterií antraxu (vpravo, 1k93) více detailů…
Calmodulin (CaM) (zkratka pro CALcium MODULated proteIN) je protein vázající vápník, který je exprimován ve všech eukaryotických buňkách. Může se vázat na řadu různých proteinových cílů a regulovat je, čímž ovlivňuje mnoho různých buněčných funkcí.
CaM zprostředkovává procesy, jako je zánět, metabolismus, apoptóza, stahy svalů, intracelulární pohyb, krátkodobá a dlouhodobá paměť, růst nervů a imunitní odpověď. CaM je exprimován v mnoha typech buněk a může mít různá subcelulární umístění, včetně cytoplazmy, uvnitř organel nebo spojená s plazmatickými nebo organelovými membránami. Mnoho proteinů, které se CaM váže, není schopno vázat vápník samo a jako takové využívá CaM jako vápníkový senzor a převodník signálů. CaM může také využívat zásoby vápníku v endoplazmatickém retikulu a sarkoplazmatickém retikulu. CaM prochází konformační změnou při vazbě na vápník, která mu umožňuje vázat se na specifické proteiny pro specifickou odpověď. CaM se může vázat až na čtyři vápníkové ionty a může projít posttranslačními modifikacemi, jako je fosforylace, acetylace, metylace a proteolytické štěpení, z nichž každý může potenciálně modulovat své působení. Calmodulin se také může vázat na toxin faktoru edému z bakterie antraxu.
Kalmodulin je malý kyselý protein dlouhý přibližně 148 aminokyselin (16706 Dalton) a jako takový je oblíbený pro testování softwaru pro simulaci proteinů. Obsahuje čtyři EF-hand „motivy“, z nichž každý váže Ca2+ iont. Protein má dvě přibližně symetrické domény, oddělené flexibilní „pantovou“ oblastí. Vápník se podílí na intracelulárním signalizačním systému tím, že působí jako difuzní druhý posel počátečních podnětů.
Vápník se váže pomocí EF ručního motivu, který poskytuje elektronegativní prostředí pro iontovou koordinaci. Po navázání vápníku se hydrofobní methylové skupiny ze zbytků methioninu konformační změnou vystavují proteinu. To představuje hydrofobní povrchy, které se zase mohou vázat na základní amfifilní šroubovice (BAA helices) na cílovém proteinu. Tyto šroubovice obsahují komplementární hydrofobní oblasti. Flexibilita kloubové oblasti Calmodulinu umožňuje molekule „omotat“ svůj cíl. Tato vlastnost jí umožňuje pevně se vázat na širokou škálu různých cílových proteinů.
Jiné bílkoviny vázající vápník
Kalmodulin patří do jedné ze dvou hlavních skupin proteinů vázajících vápník, nazývaných EF hand proteins. Druhá skupina, nazývaná annexiny, váže vápník a fosfolipid (např. lipokortin). Mnoho dalších proteinů váže vápník, i když vázání vápníku nemusí být považováno za jejich hlavní funkci v buňce.
kosterní svalstvo/obecně: epimysium, fascikulum, perimysium, endomysium, svalové vlákno, myofibril
sarkomer (a, i a h pásma; z a m linie), myofilamenty (tenké vlákno/aktin, silné vlákno/myosin, elastické vlákno/titin), tropomyosin, troponin
neuromuskulární spojení, intrafuzní svalové vlákno, extrafuzní svalové vlákno, motorická jednotka, svalové vřeteno, mechanismus posuvného vlákna
myoblast, satelitní buňky, sarkoplazma, sarkolemma, sarkoplazmatické retikulum, T-tubule
srdeční sval: myokardium, interkalátový disk
hladké svalstvo: kalmodulin, hladké svalstvo cév