calmodulin

जीवित प्राणियों में जटिल सेलुलर और शारीरिक प्रक्रियाओं को आणविक स्तर पर सूक्ष्मता से विनियमित करने की आवश्यकता होती है ताकि किसी जानवर या पौधे के अनुकूलन को सुनिश्चित किया जा सके, उदाहरण के लिए, निवास स्थान के लिए। इस प्रयोजन के लिए, कई अणु होते हैं जो कोशिका संचार, चयापचय या कोशिका विभाजन जैसी प्रक्रियाओं में हस्तक्षेप करते हैं। इन अणुओं में से एक प्रोटीन है calmodulinजो कैल्शियम की मदद से कई अन्य जैविक रूप से सक्रिय प्रोटीन के कार्य को प्रभावित करता है।

शांतिकुलिन क्या है?

कैलमोडुलिन एक इंट्रासेल्युलर नियामक प्रोटीन है जो कैल्शियम आयनों को बांधता है। इसकी संरचना के कारण, यह ईएफ-हैंड प्रोटीन के समूह के अंतर्गत आता है। शांतोदुलिन का आकार, जिसमें 148 अमीनो एसिड होते हैं और 6.5 एनएम लंबा होता है, डंबल जैसा दिखता है। इस प्रोटीन अणु का आणविक द्रव्यमान लगभग 17 kDa है।

कोशिकाओं के भीतर सिग्नल ट्रांसमिशन में अपने जैविक कार्य के कारण, शांतोडुलिन को एक दूसरे दूत के रूप में भी वर्गीकृत किया जा सकता है, अर्थात एक माध्यमिक दूत पदार्थ जो हालांकि, स्वयं एंजाइमेटिक रूप से सक्रिय नहीं है। प्रोटीन के दो गोलाकार डोमेन में 1.1 एनएम की दूरी पर दो हेलिक्स-लूप-हेलिक्स रूपांकनों हैं, जिनसे कुल चार कैल्शियम आयन बंधे हो सकते हैं। इस संरचना को ईएफ हाथ के रूप में जाना जाता है। EF- हाथ संरचनाएं हाइड्रोजन बॉन्ड्स के बीच शांतोडुलिन के एंटीपैरल समानांतर बीटा-शीट के साथ जुड़ी हुई हैं।

कार्य, प्रभाव और कार्य

सक्रिय होने के लिए कैलमोडुलिन को प्रति अणु में तीन से चार बाध्य कैल्शियम आयनों की आवश्यकता होती है। सक्रिय अवस्था में, गठित कैल्शियम-शांतोडुलिन परिसर बड़ी संख्या में रिसेप्टर्स, एंजाइमों और आयन चैनलों की एक विस्तृत विविधता के साथ विनियमन में शामिल है। विनियमित एंजाइमों में फॉस्फेट कैलिसरीन शामिल है, जो प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को विनियमित करने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, और एंडोथेलियल नाइट्रिक ऑक्साइड सिंथेज़ (ईएनओएस), जो NO पैदा करता है, जो अन्य चीजों के बीच चिकनी मांसपेशियों की छूट के लिए उपयोग किया जाता है और इस तरह से विस्तार के लिए उपयोग किया जाता है। रक्त वाहिकाएं।

कम कैल्शियम सांद्रता में, उच्च कैल्शियम सांद्रता पर एडिनाइलेट साइक्लेज (एसी) भी सक्रिय होता है, दूसरी ओर, एंजाइमैटिक समकक्ष, फॉस्फोडिएस्टरेज़ (पीडीई)। इस तरह, नियामक तंत्र का एक कालानुक्रमिक क्रम हासिल किया जाता है: शुरू में एसी चक्रीय एएमपी (सीएमपी) के उत्पादन के माध्यम से गति में एक सिग्नल पथ निर्धारित करता है, बाद में इसे प्रतिद्वंद्वी पीडीई द्वारा सीएमपी कमी के माध्यम से फिर से बंद कर दिया जाता है। हालाँकि, प्रोटीन किनेसेस जैसे किम किनेज II या मायोसिन लाइट चेन किनेज (MLCK) पर शांतोडुलिन का विनियामक प्रभाव, जिसे नीचे अधिक विस्तार से समझाया जाएगा, विशेष रूप से जाना जाता है।

CAMKII विभिन्न प्रोटीनों के लिए एक फॉस्फेट अवशेषों को बांध सकता है और जिससे ऊर्जा चयापचय, आयनों के लिए पारगम्यता और कोशिकाओं से न्यूरोट्रांसमीटर की रिहाई को प्रभावित करता है। CAMKII मस्तिष्क में विशेष रूप से उच्च सांद्रता में पाया जाता है, जहां यह न्यूरोनल प्लास्टिसिटी में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, अर्थात। सभी सीखने की प्रक्रिया। लेकिन आंदोलन प्रक्रियाओं के लिए शांतोडुलिन भी अपरिहार्य है। आराम करते समय, एक मांसपेशी कोशिका में कैल्शियम आयनों की एकाग्रता बहुत कम होती है और इसलिए शांत होता है। यदि मांसपेशी कोशिका उत्तेजित होती है, हालांकि, कैल्शियम सेल प्लाज्मा में प्रवाहित होता है और, कोफ़ेक्टर के रूप में, शांतिकुलिन पर चार बाध्यकारी साइटों पर कब्जा कर लेता है।

यह अब मायोसिन प्रकाश श्रृंखला किनेज को सक्रिय कर सकता है, जो कोशिका में सिकुड़ते तंतुओं को स्थानांतरित करता है और इस प्रकार मांसपेशियों के संकुचन को सक्षम बनाता है। अन्य, कम प्रसिद्ध एंजाइम जो कि शांतोडुलिन के प्रभाव में होते हैं, वे हैं- ग्लानिलेक्ट साइक्लेज, सीए-एमजी-एटीपीस और फॉस्फोलिपेज़ ए 2।

शिक्षा, घटना, गुण और इष्टतम मूल्य

कैलमोडुलिन सभी यूकेरियोट्स में होता है, जिसमें सभी पौधे, जानवर, कवक और अमीबॉइड जीवों का समूह शामिल है। चूंकि इन जीवों में शांतिकुलिन अणु आमतौर पर अपेक्षाकृत समान तरीके से संरचित होता है, इसलिए यह माना जा सकता है कि यह एक विकासवादी बहुत पुराना प्रोटीन है जो एक प्रारंभिक अवस्था में उत्पन्न हुआ था।

एक नियम के रूप में, सेल के प्लाज्मा में शांत मात्रा में अपेक्षाकृत बड़ी मात्रा में मौजूद है। तंत्रिका कोशिकाओं के साइटोसोल में, उदाहरण के लिए, सामान्य एकाग्रता लगभग 30-50 ofM है, अर्थात। 0.03-0.05 मोल / एल। CALM जीन का उपयोग करते हुए प्रतिलेखन और अनुवाद के दौरान प्रोटीन का निर्माण होता है, जिनमें से तीन एलील आज तक ज्ञात हैं, जिन्हें CALM-1, CALM-2 और CALM-3 कहा जाता है।

रोग और विकार

कुछ रसायन होते हैं जो कि शांतिकुशल पर एक निरोधात्मक प्रभाव डाल सकते हैं और इसलिए उन्हें शांतोदुलिन अवरोधक के रूप में जाना जाता है। ज्यादातर मामलों में, उनका निरोधात्मक प्रभाव इस तथ्य पर आधारित होता है कि वे कैल्शियम को कोशिका से बाहर निकालते हैं और इस तरह इसे शांत शरीर से निकाल देते हैं, जो तब केवल निष्क्रिय अवस्था में मौजूद होता है।

इन निरोधात्मक पदार्थों में शामिल हैं, उदाहरण के लिए, डब्ल्यू -7। इसके अलावा, कुछ साइकोट्रोपिक फ़िनोथियाज़िन दवाएं शांतोडुलिन को रोकती हैं। शांतिकुलिन के विनियामक कार्यों के रूप में व्यापक है, इसलिए विविध बोधगम्य दोष और विकार हैं जब प्रोटीन अब कोफ़ेक्टर कैल्शियम द्वारा सक्रिय नहीं किया जा सकता है और विनियमित लक्ष्य एंजाइम स्वयं कम सक्रिय हैं। उदाहरण के लिए, CAMKII की अपर्याप्त सक्रियता, तंत्रिका प्लास्टिसिटी की सीमा को जन्म दे सकती है, जो सीखने की प्रक्रियाओं का आधार बनती है।

MLCK की सक्रियता कम होने से मांसपेशियों के संकुचन में बाधा आती है, जिससे आंदोलन विकार हो सकते हैं। एक शांत शरीर की कमी के कारण एंजाइम कैल्सिनुरिन की कम सक्रियता शरीर की प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को प्रभावित करती है और ईएनओ के कम सक्रियण से कम संकेन्द्रण नहीं होगा। उत्तरार्द्ध मुख्य रूप से समस्याओं का कारण बनता है जहां अन्यथा नाइट्रिक ऑक्साइड अवांछित रक्त के थक्के को रोकने और बेहतर रक्त परिसंचरण के उद्देश्य से जहाजों को पतला करने के लिए माना जाता है। हालांकि, इस बिंदु पर यह भी उल्लेख किया जाना चाहिए कि कैल्शियम सेंसर फ़्रीक्विनिन कुछ शर्तों के तहत शांतोदुलिन के जैविक कार्यों को ले सकता है और इस प्रकार अणु को प्रतिस्थापित करता है।