Рисунок 1. Координация ионов Zn2 +: ионы цинка серого цвета, цепь А пурпурного цвета, цепь B синего цвета.
Кальмодулин - высококонсервативный кальций-связывающий белок, содержащийся во всех эукариотических клетках. Он является посредником во многих жизненно-важных процессах, таких как: метаболизм, апоптоз, сокращение гладких мышц, внутриклеточные движения, краткосрочная и долгосрочная память, рост нервов, подвижность клеток, рост, пролиферация и иммунный ответ.
В таблице ниже представлены наиболее содержательные запросы, которые я сделала, чтобы найти полезную информацию о белке.
| Запрос | Запрос как его понял PubMed из Search details | Всего находок | Всего в открытом доступе | Всего обзоров |
| calmodulin[Title] AND function[Title] | calmodulin[Title] AND function[Title] AND ("2003/03/12"[PDat] : "2013/03/08"[PDat]) | 44 | 26 | 2 |
| calmodulin[Title] AND function[Title] | calmodulin[Title] AND function[Title] AND ("2008/03/10"[PDat] : "2013/03/08"[PDat]) | 16 | 8 | 0 |
| calmodulin[Title] AND calcium binding protein [Title] | calmodulin[Title] AND calcium binding protein[Title] AND ("2008/03/10"[PDat] : "2013/03/08"[PDat]) | 3 | 2 | 0 |
| calmodulin[Title] AND binding protein[Title/Abstract] | calmodulin[Title] AND binding protein[Title/Abstract] AND ("2008/03/10"[PDat] : "2013/03/08"[PDat]) | 119 | 51 | 0 |
| calmodulin[Title] AND review | calmodulin[Title] AND ("review"[Publication Type] OR "review literature as topic"[MeSH Terms] OR "review"[All Fields]) AND ("2008/03/10"[PDat] : "2013/03/08"[PDat]) | 50 | 21 | 20 |
| calmodulin[Title] AND properties | calmodulin[Title] AND properties[All Fields] AND ("2008/03/10"[PDat] : "2013/03/08"[PDat]) | 90 | 44 | 3 |
В результате поиска публикаций о белке была создана коллекция из наиболее содержательных и интересных статей, посвященных Calmodulin.
Введение
Кальмодулин (Calmodulin, CaM) - белок, содержащийся во всех эукариотических клетках, который был тщательно изучен в качестве основного кальций-связывающего белка. Он принимает участие в различных процессах, таких как, метаболизм, апоптоз, сокращение гладких мышц, внутриклеточные движения, краткосрочная и долгосрочная память, рост нервов, подвижность клеток, рост, пролиферация и иммунный ответ. Функции белка зависят от посттрансляционной модификации (ковалентная химическая модификация белка после его синтеза на рибосоме), а именно, от фосфорилирования, ацетилирования, метилирования и от протеолитического расщепления. Молекула белка состоит из двух глобулярных долей (доменов), разделённых центральным спиральным шарниром. Каждая глобулярная доля имеет по два Ca2+-связывающих сайта, содержащих мотив спираль-петля-спираль (EF-hand) Важную роль в функции Кальмодулина играет его способность принимать самые различные виды конформации. ЯМР и другие спектроскопические методы исследования показали, что участок центральной альфа-спирали между Lys77-Asp80 может менять свою конформацию. Хотя и считается, что Кальмодулин известен как кальций-связывающий белок, ряд исследований показал, что он также может связываться с другими ионами металлов. Также, белок способен выборочно связывать Са2 +, даже несмотря на то, что в покоящейся клетке, присутствуют высокие концентрации других катионов, в частности магния (Mg 2+) Нейромодулин и Нейрогранин - кальмодулин-связывающие белки, которые связываются с CaM в отсутствии Ca2+. В данном исследовании с помощью пептидов IQ, полученных из Нейромодулина и Нейрогранина, был проделан эксперимент, показавший, что существует кристаллическая структура Кальмодулина, в которой пептидный субстрат не связан и эта структура имеет уникальную транс-конформацию.
Материалы и методыЭксперимент проводился в 2 этапа. Первый этап был посвящен экспрессии и очистке белка, авторы подробно расписали свой пошаговый план действий и при каких условиях проводилась очистка. Второй этап посвящен кристаллизации и определению структуры белка, целью работы было кристаллизовать Кальмодулин в комплексе с пептидами, полученными из Нейромодулина и Нейрогранина. Однако были получены кристаллы только самого белка. В этом разделе авторы также подробно описали их действия.
Результаты и обсужденияБыла выявлена совершенно новая конформация Кальмодулина (транс конформация), также впервые было обнаружено присутствие иона Zn2+ вблизи His108.(рис.1)
Рисунок 1. Координация ионов Zn2 +: ионы цинка серого цвета, цепь А пурпурного цвета, цепь B синего цвета.
В транс-конформации Кальмодулина спиральные мотивы EF были перпендикулярны друг другу (рис. 2)
Рисунок 2. Открытая транс-конформация Кальмодулина.
Авторы пытались найти структурных гомологов в PDB базы данных с помощью программы DALI, но никаких подобных структур выявлено не было. В структуре, открытой авторами, Кальмодулин принимает уникальную конформацию, благодаря, взаимному расположению двух долей(доменов), и тем самым полностью отличается от любой из ранее изученных структур.(рис. 3).
Рисунок 3. Сравнение между различными структурами Кальмодулина.
Интересно, что если сравнить каждый домен из цис и транс конформации в отдельности , то никаких существенных различий мы не увидим. (рис.4)
Рисунок 4. Сравнение цис и транс конформаций белка.
Далее авторы описывают сравнение цис и транс конформации белка, одним из основных отличий является переориентирование остатков Ala74-Asp79, излом структуры наблюдается вблизи Arg75, что является уникальным. Изгиб центральной спирали является ключевой особенностью в изменении конформации, как утверждают авторы. Таким образом, это статья сообщает нам о существовании транс-конформации Кальмодулина, как одной из многих возможных его конформаций, что до сих пор не наблюдалось.