الكالمودولين 1

الكالمودولين 1 هو بروتين في البشر يتم ترميزه بواسطة جين CALM1 . ^{[ 3 ]}

يلعب الكالمودولين ^{[ 4 ]} دورًا في مسارات نقل إشارات الكالسيوم من خلال تنظيم قنوات الأيونات والإنزيمات والأكوابورينات وغيرها من البروتينات. وهو بروتين رابط للكالسيوم ، وينتمي إلى وحدة EF-hand الموجودة في الخلايا حقيقية النواة. يؤدي الكالمودولين دورًا هامًا في العديد من المسارات الخلوية، ويعمل ككاشف للكالسيوم داخل الخلايا، ويتفاعل مع بروتينات مستهدفة متنوعة. بالإضافة إلى ذلك، يحفز ^{[ 5 ]} تنشيط أكثر من عشرين حمضًا أمينيًا ، مما يساعد في التحكم في وظائف فيزيولوجية مختلفة. كما أنه ضروري لأدوار تنظيمية متعددة في تكاثر الخلايا، وفي مراحل عديدة من دورة الخلية.

عند ارتباط الكالمودولين بالكالسيوم المستهدف (حيث يعمل كربيطة)، فإنه يخضع لتغير في شكله يسمح له بالتفاعل مع أنواع متعددة من البروتينات، بما في ذلك الفوسفاتازات وقنوات الأيونات والكينيزات . ويرتبط هذا التغير في الشكل بعمليات خلوية متنوعة، منها انقباض العضلات، وإطلاق النواقل العصبية في مجرى الدم، والتعبير الجيني.

يُعد الكالمودولين 1 النموذج الأولي لعائلة البروتينات المُعدَّلة بالكالسيوم ( الكالمودولين )، والتي تم اكتشاف ما يقرب من 20 عضوًا منها. تُعرف هذه البروتينات بوجودها في السيتوسول أو على الأغشية المُقابلة للسيتوسول، وبميلها الشديد للكالسيوم . يتكون الكالمودولين من 149 حمضًا أمينيًا، ويحتوي على 4 وحدات ربط بالكالسيوم من نوع EF hand . تشمل وظائفه أدوارًا في النمو ودورة الخلية ، بالإضافة إلى نقل الإشارات وتخليق وإطلاق النواقل العصبية . ^{[ 6 ]}

يوجد لدى البشر ثلاثة أشكال جينية متماثلة من الكالمودولين، تُشفّر بواسطة جينات متماثلة: CALM1 وCALM2 وCALM3. ينتج كل شكل من هذه الأشكال الثلاثة أنواعًا مختلفة، وإن كانت متقاربة، من الكالمودولين. على مستوى الحمض النووي، تختلف المناطق المشفرة بنسبة 15% بين CALM1 وCALM2، وبنسبة 13% بين CALM2 وCALM3. ^{[ 7 ]}

يقع الكالمودولين الأول، المختصر بـ CALM1، على الكروموسوم 14 من الجينوم البشري، وهو أحد الأشكال الثلاثة للكالمودولين. يوجد في جميع أنسجة الجسم البشري، على الرغم من أن مستوى التعبير عنه يختلف باختلاف نوع النسيج. وتُسجل مستويات تعبير عالية في الدماغ والعضلات والدم.

يلعب بروتين CALM1 دورًا هامًا في انقباض وانبساط العضلات الهيكلية والملساء في جميع أنحاء الجسم. في عضلة القلب، يُعدّ CALM1 ضروريًا لتنظيم إشارات الكالسيوم، ما يُسهم في كفاءة وظائف القلب. تعمل كينازات بروتين الكالسيوم/الكالمودولين (CaMKs) ^{[ 8 ]} بشكل تكافلي لتنظيم إشارات الكالسيوم في جميع أنحاء الجسم. يوجد CAMKII ، وهو النظير الأكثر انتشارًا ، في أنسجة القلب حيث يتحكم في اقتران الإثارة والانقباض . كما يلعب الكالمودولين I دورًا هامًا في الجهاز المناعي من خلال الخلايا الليمفاوية (خلايا الدم البيضاء)، حيث يُساهم في وظائف الخلايا المناعية وتنشيطها. في أنسجة العظام، يرتبط الكالمودولين I بالخلايا البانية للعظم ، والخلايا الهادمة للعظم ، والخلايا العظمية ، وذلك من خلال دوره في إشارات الكالسيوم داخل الخلايا لضمان تمعدن العظام، وامتصاصها ، وإعادة تشكيلها .

يمكن التعبير عن الكالمودولين 1 ^{[ 7 ]} بنوعين من النسخ، يمكن تمييزهما حسب الطول وموقع النسيج. توجد النسخة الرئيسية في جميع الأنسجة ويبلغ طولها 1.7 كيلوبايت. أما النسخة الثانوية، فيبلغ طولها إما 4.1 كيلوبايت أو 4.4 كيلوبايت، وتوجد فقط في أنسجة الدماغ والعضلات الهيكلية. ويعود اختلاف أطوال النسخ إلى إشارات الاستبدال والتذييل المتعدد الأدينين (APA)، مما يسمح بتكوين أشكال مختلفة من الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA).

• تحديد البروتين: P62158 (المعروف أيضًا باسم CALM_HUMAN)
• تحديد الجين: 114180

ثبت أن الكالمودولين 1 يتفاعل مع:

• AKAP9 ، ^{[ 12 ]}
• مستقبلات الأندروجين ، ^{[ 13 ]}
• IQGAP1 ، ^{[ 14 ] [ 15 ]}
• PPEF1 ، ^{[ 16 ]} و
• TRPV1 . ^{[ 17 ]}

قد تؤدي الطفرات في جينات CALM1 أو CALM2 أو CALM3 إلى قصور قلبي خطير، بما في ذلك متلازمة كيو تي الطويلة ( LQTS ) وتسرع القلب البطيني متعدد الأشكال الكاتيكولاميني ( CPVT ). ^{[ 18 ]} وقد كشفت الدراسات التي تبحث في الأمراض المرتبطة بالكالمودولين عن بروتينات متعددة معدلة بواسطة الكالمودولين، والتي تحدد مدى ضراوة الطفرات، بما في ذلك قناة الكالسيوم من النوع L القلبية (LTCC) Cav1.2، وقناة إطلاق الكالسيوم في الشبكة الساركوبلازمية، ومستقبل الريانودين 2 ( RyR2 ).

غالباً ما تُشخَّص طفرات مرض CALM1 لدى المرضى الذين تبلغ أعمارهم عشر سنوات أو أقل، بينما تتطور طفرات CALM2 وCALM3 عادةً في مرحلة البلوغ. وتؤدي عيوب وظيفة الكالمودولين إلى خلل في إشارات الكالسيوم الحيوية داخل عضلة القلب، مما يُعطِّل قنوات الأيونات الغشائية. وقد تُؤدي هذه الاضطرابات في إشارات الخلايا إلى اضطرابات قلبية خطيرة قد تُهدد الحياة في فترة المراهقة.

• UniProt. ^{[ 1 ]} جين Calm1 البشري