Calmodulin

Calmodulin Interações com Ca2+ e com NºS

CaM é um pequeno Ca2+-proteína de ligação (peso molecular 17 kDa) que consiste de dois semelhante globular lóbulos ligados por uma central de vinculador região. Cada lobo contém Duas Mãos E-F que incluem uma Hélix N-terminal( e helix), um laço de coordenação Ca2+ centralmente localizado, e uma Hélix C-terminal (F helix) (domínios de CaM são geralmente rotulados como 1-4 de N para C terminal). Após a ligação Ca2+, CaM é capaz de se ligar e ativar mais de 30 enzimas alvo, permitindo-lhe regular numerosos segundos mensageiros e funções celulares. A ligação e ativação completa das proteínas alvo por CaM normalmente requer a ocupação de todos os quatro locais de ligação Ca2+em CaM. O lobo carboxi-terminal contém dois locais de ligação Ca2+de alta afinidade, enquanto o lobo amino-terminal contém dois locais com afinidade Ca2+ mais baixa. Mudanças conformacionais ocorrem na CaM depois que ela se liga Ca2+: os resíduos de superfície hidrofóbicos ficam expostos a fim de formar interações cruciais de van der Waals com a face hidrofóbica do local de reconhecimento do péptido-alvo.

CaM liga-se a cada subunidade NOS numa estequiometria de 1:1 com afinidade razoavelmente elevada. Estudos de afinidade de ligação com peptídeos que correspondem a sequências de reconhecimento da CAM NOS mostram que os três NOSs apresentam afinidades diferentes em relação à CaM com a ordem geral sendo nos iNOS indutíveis da citocina (iNOS) ≫ neuronal NOS (nNOS) ≈ endotelial NOS (eNOS). O peptídeo iNOS liga-se bem à CaM tanto na presença e ausência de Ca2+, mas os peptídeos eNOS e nNOS ligam-se à CaM apenas na presença de Ca2+.

cada lóbulo de CaM liga–se a NOS de forma independente e apresenta diferentes afinidades em relação a NOS. a interacção CaM-nNOS foi investigada usando mutantes CaM e proteínas vegetais CaM. nNos exibe um alto grau de especificidade estrutural em relação aos domínios CaM 1, 3, e possivelmente 4 em relação à ativação da redução de heme e sem síntese. As interações CaM-nNOS são particularmente importantes para a transferência de elétrons e envolvem a região de fechamento do CaM (formado pelos domínios CaM 1 e 3) e um resíduo de metionina no domínio 4. Estas regiões de CaM parecem interagir com regiões ainda desconhecidas em nNOS que são distintas de sua seqüência canônica de ligação CaM. A carga e comprimento do linker central também são encontrados para afetar a ligação e ativação do iNOS através da interação eletrostática na linker central e interações hidrofóbicas no domínio globular do CaM, que parece responsável por sua estreita associação com o iNOS. A dissociação de Ca2+ da CaM nos-bound ocorre em duas etapas sequenciais: a dissociação rápida de Ca2+ do lobo N-terminal ocorre em primeiro lugar e corresponde à inactivação de nenhuma síntese, seguida por uma dissociação mais lenta de Ca2+ do lobo C-terminal, que leva à dissociação de CaM a partir de NOS. As alterações conformacionais ocorrem nos peptídeos de ligação da CAM NOS quando se ligam à CaM. Tipicamente, os peptídeos adquirem uma conformação α-helicoidal após interação com a CaM ligada Ca2+. Uma mudança conformacional induzida por CaM no domínio da NOS reductase também ocorre como indicado por alterações na fluorescência proteica e flavina e por uma alteração no padrão de proteólise de tripsina.

está disponível uma estrutura cristalográfica de CaM carregada Ca2+ligada a um peptídeo de 20 resíduos correspondente à sequência de reconhecimento da CaM eNOS. A estrutura revelou que o α-helicoidais eNOS peptídeo liga a CaM em um antiparallel orientação, através de uma extensa hidrofóbico medicamentosas: o N-terminal e C-terminal lobos de CaM envoltório em torno do limite de peptídeos, interagindo com o C – e N-terminal metades do peptídeo, respectivamente. Os resíduos de CaM específicos na região de fecho e no domínio 4 foram posicionados de forma consistente com a sua importância, determinada por estudos de mutagénese. A estrutura de cristal também sugeriu uma base para uma maior ligação de CaM em iNOS: porque iNOS contém um maior número de hidrofóbico resíduos dentro de suas correspondentes CaM sequência de reconhecimento, argumentou-se que estes seriam um apoio mais ampla de van der Waals contatos com CaM e minimizar desfavorável solvente exposição de resíduos hidrofóbicos, a fim de favorecer mais apertado associação entre o CaM e a iNOS CaM sequência de reconhecimento.

a estrutura cristalina de um complexo entre Ca2+/CaM e o domínio FMN do iNOS humano também está disponível. Quatro diferentes conformações foram identificadas na estrutura do complexo, o que demonstra a natureza flexível das interações CaM e FMN domínio–domínio. Uma ponte salina formada entre CaM e o domínio FMN é aparente na estrutura e pode ser importante para a transdução do efeito de ligação CaM nas funções NOS.