Б<strong>И</strong>ОХ<strong>И</strong>М<strong>И</strong>Я <strong>И</strong> МОЛЕКУЛЯРНА Б<strong>И</strong>ОЛОГ<strong>И</strong>ЯСа 2+ / калмодулинзависими протеин киназиПроф. д-рВаньо МитевД-р СилвияКалендероваРЕЗЮМЕCa2+/калмодулин зависимите протеин кинази, или СаМ кинази са Ser/Тhrпротеин кинази, които се активират от комплекса калций/калмодулин.Те са групирани в зависимост от броя на субстратите, които фосфорилиратна кинази, притежаващи един субстрат – фосфорилазокиназа(phosphorylase kinase-PK), киназата на леката верига на миозина (myosinlightchain kinase-MLCK) и CaMK III, и мултифункционални кинази - CaMK I, II иIV. Ca2+/калмодулин киназите контролират множество клетъчни функциикато пролиферация, диференциация, миграция на съдовите гладкомускулниклетки, невротрансмитерното освобождаване и други важни физиологичнипроцеси.SUMMARYCalcium/calmodulin-dependent protein kinasesTendon damages is a commonCa2+/calmodulin-dependent protein kinases or CaM kinases are Ser/Тhr-specificprotein kinases that are primarily regulated by the Ca2+/calmodulin complex. Twotypes of CaM kinases are:Specialized CaM kinases- myosin-light chain kinase(MLCK) that phosphorylates myosin, phosphorylase kinase (PK) and CaMK III;Multifunctional CaM kinases- CaMK I, II и IV. Ca2+/calmodulin-kinases controllinga variety of cellular functions as cellular proliferation, differentiation, neurotransmittersecretion, cytoskeletal arrangements, muscle contraction and other fundamentalphysiological processes.КЛЮЧОВ<strong>И</strong> ДУМ<strong>И</strong>: Сa2+/калмодулин зависима протеин киназа, фосфорилиране, пролиферация, мускулно съкращение.KEY WORDS: Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase, рhosphorylation, proliferation, muscle contraction.Са 2+ -йони са едни от основнитевидове вторични посредницив еукариотните клетки. Теучастват в регулацията на процесикато сигнална трансдукция,мускулно съкращение, отделянена невромедиатори, генна експресия,делене, диференцировкаи апоптоза. Цитозолната концентрацияна Ca 2+ е около 100nM, приблизително 20,000-пътипо-ниска от екстрацелуларната,и подлежи на стриктен контрол.АТФ-зависима Ca 2+ помпа намалявавътреклетъчния Ca 2+ , катого изпомпва в ендоплазматичнияретикулум (ЕР) и екстрацелуларнотопространство. Различнисигнали стимулират вълни илипикове на увеличен вътреклетъченCa 2+ , достигащ до 1-2 μM.<strong>И</strong>зточникът на Ca 2+ зависи отстимула. Рецептори тирозинкинази и G-протеин-свързанитерецептори увеличават Ca 2+ нивачрез продуциране на инозитол-3-фосфат (IP 3), който индуцира16 Медицина и Спортосвобождаване на Ca 2+ от ЕР следсвързване с IP 3-рецептор. Лигандзависимитеи потенциал-зависимитейонни канали на плазменатамембрана инициират Ca 2+инфлукс от екстрацелуларнотопространство. Част и от дватавида канали са отговорни за освобождаванетона Ca 2+ и от вътреклетъчнитедепа чрез IP 3–рецептора,както и чрез Рианодиновиярецептор (1).Един от ключовите белтъци,провеждащ сигнали в отговор наувеличен вътреклетъчен Ca 2+ , екалмодулинът (СаМ). Калмодулинъте изграден от 148-аминокиселини(16,680 Da) и притежава 4helix-loop-helix мотива, наречениEF hands. Всеки един от четиритеEF hands свързва един Ca 2+йон. При свързването на Ca 2+ къмСаМ се наблюдава кооперативенефект. Ca 2+ най-вероятно сесвързва първо на III място in vivo,въпреки че in vitro се свързва почтиедновременно с III и IV място,които имат 10 пъти по-високафинитет към Ca 2+ от I и II място.Ca 2+ -то свързване към СаМ индуциране само конформационнипромени в EF hands, улесняващисвързването му към останалитеместа, но и глобални структурнипромени, необходими за свързванетоим с прицелни протеини.Калмодулинът е обиквитеренпротеин, регулиращ забележителноразнообразие от физиологичнипроцеси в немускулнитеклетки, а именно: организация нацитоскелета, клетъчен растеж,пролиферация, диференциация,оцеляване, подвижност и мембранентрафик.Една от функциите на СаМ еактивиране на семейство Ser/Тhrпротеин кинази, наречени Ca 2+ /СаМ-зависими протеин киназиили СаМ кинази (СаМК). В него севключват фосфорилазокиназата(phosphorylase kinase-PK), киназатана леката верига на миозина(myosin-light chain kinase-MLCK) и
Медицина и Спорт 17