кальмодулин

КАЛЬМОДУЛИН

Ca2+-связывающий белок эукариот (все организмы, за исключением бактерий и синезеленых водорослей). У всех позвоночных молекула К. состоит из 148 аминокислотных остатков (первичная структура этого белка у большинства из них одинакова). К. из др. источников отличаются на 12–14 аминокислотных остатков. Ок. 30–40% аминокислотных последовательностей у К. и др. Ca2+-связывающих белков (парвальбуминов, тропонина С, белка S 100) идентичны. У К. животных отсутствуют остатки цистеина и триптофана, высоко содержание остатков аспарагиновой (16 остатков) и глутаминовой (22 остатка) кислот, в положении 115 находится необычный для белков остаток ε-N-триметиллизина (метилат ε-N-диметиллизина). К. выдерживает кратковременное кипячение в воде и длит. хранение в растворах детергентов без потери биол. активности. Содержится К. во всех тканях животных в концентрации 10−6–10−5 М. В процессе онтогенеза (развития особи) содержание К. снижается, а при вирусной трансформации клеток его концентрация повышается в неск. раз. Локализуется преим. в цитоплазме, однако при изменении функционального состояния клеток может обратимо связываться с мембранами. В составе К. находятся 4 Са-связывающих участка: два участка высокого сродства и два — низкого. Считается, что при действии на клетку нервных импульсов или некоторых гормонов концентрация Ca в цитоплазме повышается, в результате чего происходит связывание Ca2+ с К. Насыщение ионами Ca двух или четырех участков приводит к изменению конформации К. (в 2 раза повышается количество а-спиралей, изменяются спектры поглощения и флуоресценции, электрофоретич. подвижность, устойчивость к протеолитич. расщеплению). После связывания Ca2+ К. приобретает высокое сродство к белкам-мишеням, присоединяется к ним и тем самым изменяет их регуляторную или каталитич. активность. При связывании с К. др. двухвалентных катионов подобные конформационные и биол. эффекты не проявляются. Снижение в клетке концентрации Ca2+ приводит к элиминированию Ca2+ из К., в результате чего комплекс между К. и белками-мишенями распадается. Осн. функция К. — активация мн. ферментов: аденилатциклазы, фосфодиэстеразы циклич. нуклеотидов, киназы фосфорилаз и легких цепей миозина (киназы — ферменты, катализирующие перенос фосфорильной группы с АТФ на субстрат), Ca2+-зависимой протеинкиназы цитоплазмы и мембран, фосфолипазы А2 и др. Благодаря этому он влияет на гликогенолиз и липолиз, секрецию нейромедиаторов, адренергич. передачу регуляторного сигнала, изменяет функциональные свойства рецепторов, ускоряет активный транспорт Ca2+ в сердце и мозге, препятствует гуанозинтрифосфатзависимой полимеризации тубулина (белок, из которого состоят жгутики и реснички клеток животных и растений), влияет на скорость деления клеток.

Лит.: Ленинджер А., Основы биохимии, пер. с англ., т. 3, М„ 1985, с. 794–807; "В мире науки", 1986, №1, с. 28–38; Wai Yiu Cheung, "Scientific American", 1982, v. 246, № 6, p. 62–81; Kincaid R. [a.o.], "J. Biol. Chem.", 1982, № 257, № 8, p. 10638.

В. А. Ткачук

Источник: Химическая энциклопедия на Gufo.me