કેલમોડ્યુલિન: કાર્ય અને રોગો

જીવંત જીવોમાં જટિલ સેલ્યુલર અને શારીરિક પ્રક્રિયાઓ માટે પરમાણુ સ્તરે બારીકાઈથી નિયમિત નિયમન જરૂરી છે, ઉદાહરણ તરીકે, પ્રાણી અથવા છોડ તેના નિવાસસ્થાનમાં અનુકૂલનશીલતાની ખાતરી કરે છે. આ માટે, અસંખ્ય પરમાણુઓ અસ્તિત્વમાં છે જે સેલ કમ્યુનિકેશન, મેટાબોલિઝમ અથવા સેલ ડિવિઝન જેવી પ્રક્રિયાઓમાં દખલ કરે છે. આ માનું એક પરમાણુઓ પ્રોટીન કેલમોડ્યુલિન છે, જેની મદદથી કેલ્શિયમ, અન્ય ઘણા જૈવિક સક્રિયના કાર્યને પ્રભાવિત કરે છે પ્રોટીન.

કેલમોડ્યુલિન એટલે શું?

કાલ્મોડ્યુલિન એક ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર રેગ્યુલેટરી પ્રોટીન છે જે બાંધે છે કેલ્શિયમ આયનો તેની રચનાના આધારે, તે ઇએફ-હેન્ડના જૂથની છે પ્રોટીન. કેલ્મોડ્યુલિનનો આકાર, જેમાં 148 નો સમાવેશ થાય છે એમિનો એસિડ અને 6.5 એનએમ લાંબી છે, એક ડમ્બલની જેમ દેખાય છે. પરમાણુ સમૂહ આ પ્રોટીન પરમાણુ લગભગ 17 કેડીએ છે. કોષોની અંદર સંકેત સંક્રમણમાં તેના જૈવિક કાર્યને કારણે, કેલમોડ્યુલિનને બીજા સંદેશવાહક તરીકે વર્ગીકૃત કરી શકાય છે, એટલે કે ગૌણ સંદેશવાહક જે પોતે એન્ઝાઇમેટિકલી સક્રિય નથી. પ્રોટીનના બે ગોળાકાર ડોમેન્સમાં, ત્યાં પ્રત્યેક 1.1 એનએમ અંતરે બે હેલિક્સ-લૂપ-હેલિક્સ પ્રધાનતત્ત્વ છે, જે કુલ ચાર કેલ્શિયમ આયનો બાંધી શકાય છે. આ રચનાને ઇએફ-હેન્ડ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. ઇએફ-હેન્ડ સ્ટ્રક્ચર્સ દ્વારા જોડાયેલ છે હાઇડ્રોજન કેલ્મોડ્યુલિનના એન્ટિપેરેંસીલ બીટા-શીટ્સ વચ્ચેના બોન્ડ્સ.

કાર્ય, ક્રિયા અને ભૂમિકા

કાલ્મોડ્યુલિનને સક્રિય થવા માટે પરમાણુ દીઠ ત્રણથી ચાર બાઉન્ડ કેલ્શિયમ આયનોની જરૂર હોય છે. જ્યારે સક્રિય થાય છે, ત્યારે બનાવેલ કેલ્શિયમ-કેલ્મોડ્યુલિન સંકુલ વિવિધ રીસેપ્ટર્સના નિયમનમાં સામેલ છે, ઉત્સેચકો, અને વિધેયોની વિશાળ શ્રેણી સાથે આયન ચેનલો. વચ્ચે ઉત્સેચકો નિયમન એ ફોસ્ફેટ કેલ્સેન્યુરિન છે, જે રોગપ્રતિકારક પ્રતિક્રિયાના નિયમનમાં અને ભૂમિકાની અંતર્ગત નાઈટ્રિક ઑકસાઈડ સિન્થેસ (ઇએનઓએસ), જે કોઈ નિર્માણ કરે છે, જે, અન્ય વસ્તુઓની વચ્ચે, માટે જવાબદાર છે છૂટછાટ સરળ સ્નાયુ અને તેથી ના વિસ્તરણ માટે રક્ત વાહનો. આ ઉપરાંત, ઓછી કેલ્શિયમ સાંદ્રતામાં enડેનીલેટ સાયક્લેઝ (એસી) સક્રિય થાય છે, જ્યારે ઉચ્ચ કેલ્શિયમ સાંદ્રતામાં તેનું એન્ઝાઇમેટિક પ્રતિરૂપ, ફોસ્ફોડીસ્ટેરેઝ (પીડીઈ) સક્રિય થાય છે. આમ, નિયમનકારી મિકેનિઝમ્સનો અસ્થાયી ક્રમ પ્રાપ્ત થાય છે: શરૂઆતમાં, એસી ચક્રીય એએમપી (સીએએમપી) ના ઉત્પાદન દ્વારા સંકેત માર્ગનો આરંભ કરે છે; પાછળથી, આ માર્ગ ફરીથી તેના સમકક્ષ PDE દ્વારા સીએએમપી અધોગતિ દ્વારા ફરીથી બંધ કરવામાં આવે છે. જો કે, સીએએમ કિનેઝ II અથવા માયોસિન લાઇટ ચેઇન કિનાઝ (એમએલસીકે) જેવા પ્રોટીન કિનાસેસ પર કેલ્મોડ્યુલિનની નિયમિત અસર ખાસ કરીને જાણીતી છે અને નીચે થોડી વિગતવાર ચર્ચા કરવામાં આવશે. કેમિકી બાંધી શકે છે a ફોસ્ફેટ વિવિધ અવશેષો પ્રોટીન અને ત્યાં પ્રભાવ energyર્જા ચયાપચય, આયનોની અભેદ્યતા અને કોષોમાંથી ન્યુરોટ્રાન્સમીટરનું પ્રકાશન. કેમિકી ખાસ કરીને ઉચ્ચ સાંદ્રતામાં છે મગજ, જ્યાં તે ન્યુરોનલ પ્લાસ્ટિસિટી એટલે કે બધામાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવતું હોવાનું માનવામાં આવે છે શિક્ષણ પ્રક્રિયાઓ. પરંતુ કેલમોડ્યુલિન ચળવળ પ્રક્રિયાઓ માટે પણ અનિવાર્ય છે. બાકીના રાજ્યમાં, આ એકાગ્રતા સ્નાયુ કોષમાં કેલ્શિયમ આયનોનું પ્રમાણ ખૂબ ઓછું છે અને તેથી કેલ્મોડ્યુલિન નિષ્ક્રિય છે. જો કે, જ્યારે સ્નાયુ કોષ ઉત્સાહિત હોય છે, ત્યારે કેલ્શિયમ સેલ પ્લાઝ્મામાં વહે છે અને કોફactક્ટર તરીકે કેલ્મોડ્યુલિન પર ચાર બંધનકર્તા સ્થળો ધરાવે છે. આ હવે માયોસિન લાઇટ ચેન કિનાઝને સક્રિય કરી શકે છે, પરિણામે કોષમાં કોન્ટ્રાક્ટાઇલ રેસામાં ફેરબદલ થાય છે, આમ સ્નાયુઓના સંકોચનને સક્ષમ કરે છે. અન્ય ઓછા જાણીતા ઉત્સેચકો કેલ્મોડ્યુલિનના પ્રભાવ હેઠળ ગ્યુએનેટલેટ સાયક્લેઝ, સીએ-એમજી-એટીપીઝ અને ફોસ્ફોલિપેસ A2.

રચના, ઘટના, ગુણધર્મો અને શ્રેષ્ઠ સ્તર

કેલમોડ્યુલિન બધા યુકેરિઓટ્સમાં જોવા મળે છે, જેમાં બધા છોડ, પ્રાણીઓ, ફૂગ અને એમોબોઇડ સજીવોના જૂથનો સમાવેશ થાય છે. કારણ કે આ સજીવોમાં કેલ્મોડ્યુલિન પરમાણુ સામાન્ય રીતે રચનામાં સમાન હોય છે, એવું માની શકાય છે કે તે વિકાસશીલ પ્રાચીન પ્રોટીન છે જે ઉત્ક્રાંતિની શરૂઆતમાં aroભી થાય છે. એક નિયમ મુજબ, સેલના પ્લાઝ્મામાં કેલ્મોડ્યુલિન પ્રમાણમાં મોટી માત્રામાં હોય છે. ચેતા કોષોના સાયટોસોલમાં, ઉદાહરણ તરીકે, સામાન્ય એકાગ્રતા લગભગ 30-50 μM, અથવા 0.03-0.05 મોલ / એલ છે. પ્રોટીન CALM માધ્યમ દ્વારા ટ્રાંસ્ક્રિપ્શન અને અનુવાદ સંદર્ભમાં બનાવવામાં આવે છે જનીન, જેમાંથી આજ સુધી જાણીતા ત્રણ એલીલ છે, નિયુક્ત CALM-1, CALM-2, અને CALM-3.

રોગો અને વિકારો

કેટલાક રાસાયણિક પદાર્થો છે જે કેલમોડ્યુલિન પર અવરોધક અસર લાવી શકે છે અને તેથી તેને કેલમોડ્યુલિન અવરોધકો તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં, તેમની અવરોધક અસર એ હકીકત પર આધારિત છે કે તેઓ કેલિયમને કોષની બહાર લઈ જાય છે અને તેથી તે કેલમોડ્યુલિનથી પાછો ખેંચી લે છે, જે છે. પછી ફક્ત નિષ્ક્રિય સ્થિતિમાં જ હાજર રહેવું. આ અવરોધક પદાર્થોમાં, ઉદાહરણ તરીકે, ડબલ્યુ -7 શામેલ છે. વધુમાં, કેટલાક ફેનોથિઆઝિન સાયકોટ્રોપિક દવાઓ કેલમોડ્યુલિન અટકાવે છે. કેલ્મોડ્યુલિનના નિયમનકારી કાર્યો જેટલા વ્યાપક છે, તેટલું વૈવિધ્યસભર ખામી અને વિકાર છે જ્યારે પ્રોટીન હવે કોફેક્ટર કેલ્શિયમ દ્વારા સક્રિય થઈ શકતું નથી અને આમ નિયમનકારી લક્ષ્ય ઉત્સેચકો બદલામાં ઓછા સક્રિય થાય છે. કેમકેઆઈની ofણપત્રીય સક્રિયકરણ, ઉદાહરણ તરીકે, ન્યુરોનલ પ્લાસ્ટિસિટીના પ્રતિબંધમાં પરિણમી શકે છે, જેનો આધાર બનાવે છે શિક્ષણ પ્રક્રિયાઓ. એમએલસીકેનું ઓછું સક્રિયકરણ સ્નાયુઓના સંકોચનને વિક્ષેપિત કરે છે, જે આ કરી શકે છે લીડ ચળવળ વિકૃતિઓ માટે. કેલ્મોડ્યુલિનની ઉણપને કારણે એન્ઝાઇમ કેલ્સીન્યુરિનની નીચી સક્રિયતા શરીરના રોગપ્રતિકારક પ્રતિભાવને અસર કરશે, અને ઇએનઓ નીચલા સક્રિયકરણ કરશે. લીડ કોઈ સાંદ્રતા ઓછી કરવા માટે. બાદમાં મુશ્કેલીઓ especiallyભી કરે છે ખાસ કરીને જ્યાં નાઈટ્રિક ઑકસાઈડ અન્યથા અનિચ્છનીય અટકાવવા માનવામાં આવે છે રક્ત ગંઠાઈ જવું અને વિરામ કરવો વાહનો લોહીના સારા પ્રવાહના હેતુ માટે. જો કે, આ તબક્કે તેનો પણ ઉલ્લેખ કરવો જોઈએ કે અમુક પરિસ્થિતિઓમાં કેલ્શિયમ સેન્સર ફ્રીક્વિનિન કેલ્મોડ્યુલિનના જૈવિક કાર્યોને લઈ શકે છે અને તે રીતે પરમાણુને બદલી શકે છે.