¿Qué es la Calmodulina? – Definición y estructura

¿Qué es la Calmodulina?

Imagínese no poder bombear sangre a través de sus arterias o digerir su comida. Estas funciones están reguladas, en parte, por calmodulina . Esta proteína de unión al calcio generalizada es capaz de unirse y regular muchos objetivos proteicos diferentes, lo que afecta a muchas funciones corporales diferentes. Es importante que los niveles celulares de calcio estén regulados para mantener la homeostasis , un ambiente interno estable dentro del cuerpo. La calcodulina actúa como mediador entre la liberación de calcio y las respuestas del tejido diana. Este mediador transmite señales que nos permiten contraer los músculos que mueven nuestra comida no digerida sin nuestro control consciente. La función de la calmodulina está determinada por su estructura.

Estructura de la calcodulina

Examinemos primero la estructura molecular. Puede resultar sorprendente que los humanos compartan secuencias de calmodulina idénticas con otras especies, incluidos peces, ranas y aves. La calcodulina está formada por una cadena de péptidos y 148 residuos de aminoácidos . Las cadenas de péptidos son cadenas cortas de aminoácidos y los aminoácidos son los componentes básicos de las proteínas. Cuando dos o más aminoácidos se combinan para crear un péptido, se elimina el agua y lo que queda se denomina residuo de aminoácido.

¿Alguna vez ha levantado pesas como mancuernas? La forma de las mancuernas es similar a la calmodulina que está unida al calcio. Si imagina que cada extremo redondeado de la mancuerna representa dos partes, con otra parte conectando estos extremos, hay tres partes en total. Estas ‘partes’ se denominan dominios. Un dominio es parte de una determinada secuencia y estructura de proteínas que puede funcionar independientemente del resto de la cadena de proteínas. Los extremos globulares de la mancuerna contienen cada uno dos sitios de unión de calcio de alta afinidad conocidos como manos EF . La afinidad describe la atracción de estos sitios de unión por el calcio. Debido a estos extremos globulares, hay cuatro sitios de unión de calcio totales por molécula de calmodulina.

A diferencia de una mancuerna, la región media de la calmodulina es flexible. La investigación sugiere que la hélice alfa flexible interconectada es responsable de las interacciones entre la calmodulina y otras proteínas, y podría desempeñar un papel en la capacidad de la calmodulina para unirse al calcio. Si miramos dentro de los extremos redondeados y el conector de la mancuerna, veríamos varias hélices alfa. Una hélice alfa es una cadena de polipéptidos enrollada, similar a una escalera de caracol. Cada extremo redondeado de la mancuerna tiene tres hélices alfa y dos manos EF, con una hélice alfa interconectada entre estos extremos.

Funciones de la calcodulina

Al igual que los guardias que regulan la capacidad de un lugar durante los eventos, la calmodulina funciona para regular los niveles de calcio dentro de nuestras células. Los iones de calcio juegan un papel muy importante en funciones como el envío de señales nerviosas y la contracción muscular. La calcodulina es una proteína modulada por calcio. Se encuentra en muchos tipos de células y se encuentra en el citoplasma, dentro de los orgánulos o dentro de las membranas. Calmodulin transmite mensajes como un juego de teléfono. Esta molécula detecta los niveles de calcio y envía señales a diferentes enzimas, canales iónicos o proteínas.

A nivel molecular, este juego de teléfono se denomina vías de señalización intracelular. La señalización comienza con una señal externa (externa a una célula del cuerpo), que provoca un aumento en los niveles de calcio dentro de una célula. Por lo general, el calcio por sí solo no ejerce sus efectos sobre otros tejidos. Las proteínas reguladoras en la célula detectan el cambio en la concentración de calcio y se unen a los iones de calcio. Las proteínas reguladoras unidas al calcio , como la calmodulina, pueden unirse a objetivos específicos, transmitiendo la señal química a la siguiente vía en este juego continuo de teléfono celular. La calcodulina ayuda a convertir las señales de calcio en esta secuencia de la vía. Estas señales pueden conducir a muchos resultados, como bombear sangre a través de los vasos o ayudarnos a digerir nuestros alimentos.

Resumen de la lección

La calcodulina es una proteína reguladora vital que ayuda a equilibrar los niveles normales de calcio intracelular, así como las diversas funciones corporales afectadas por el calcio. El mantenimiento de entornos corporales estables se denomina homeostasis . El mantenimiento del calcio se realiza a través de vías de señalización intracelular. Las proteínas están compuestas por los componentes básicos de los aminoácidos, que están unidos en cadenas de péptidos . Esta estructura incluye tres dominios , dos de los cuales tienen forma globular y tienen sitios de unión llamados EF-manos para dos iones de calcio cada uno. Están vinculados por un tercer dominio, una hélice alfa., que probablemente sea la fuente de interacciones entre las proteínas de calmodulina y otras proteínas. La estructura única de esta molécula dicta su función, incluida la regulación de la presión arterial y el movimiento de los alimentos durante el proceso de digestión.