كالبيندين

📅 آخر تحديث: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

الكالبيندينات هي ثلاثة بروتينات مختلفة ترتبط بالكالسيوم : الكالبيندين ، والكالريتينين ، و S100G . وُصفت في الأصل بأنها بروتينات ترتبط بالكالسيوم وتعتمد على فيتامين د في أمعاء وكلى الكتاكيت والثدييات. تُصنف الآن في عائلات فرعية مختلفة لاختلافها في عدد نطاقات EF الرابطة لأيونات الكالسيوم (Ca2 +) .

كالبايندين 1

تم اكتشاف بروتين كالبايندين 1، أو ببساطة كالبايندين، لأول مرة في أمعاء الطيور، ثم في كلى الثدييات . كما يُعبر عنه في عدد من الخلايا العصبية والغدد الصماء، وخاصة في المخيخ . وهو بروتين يبلغ وزنه الجزيئي 28 كيلو دالتون، ويُشفّر في الإنسان بواسطة جين CALB1 .

يحتوي الكالبيندين على 4 نطاقات نشطة لربط الكالسيوم ، ونطاقين مُعدَّلين فقدا قدرتهما على ربط الكالسيوم. يعمل الكالبيندين كمنظم ومستشعر للكالسيوم، ويستطيع الاحتفاظ بأربعة أيونات كالسيوم (Ca2 +) في نطاقات EF-hands للحلقات EF1 وEF3 وEF4 وEF5. تم تحديد بنية كالبيندين الفئران لأول مرة باستخدام الرنين المغناطيسي النووي، وكان من أكبر البروتينات التي تم تحديدها بهذه التقنية آنذاك. [ 1 ] يبلغ طول تسلسل الكالبيندين 263 حمضًا أمينيًا، ويتكون من سلسلة واحدة فقط. يتألف التسلسل في معظمه من حلزونات ألفا، ولكنه يحتوي أيضًا على صفائح بيتا. وفقًا لقاعدة بيانات الرنين المغناطيسي النووي للبروتينات (PDB) (المدخل 2G9B) [ 2 ]، فإن 44% من بنيته حلزونية، حيث تتكون من 14 حلزونًا تحتوي على 117 حمضًا أمينيًا، و4% من صفائح بيتا، حيث تتكون من 9 خيوط تحتوي على 13 حمضًا أمينيًا.

في عام ٢٠١٨، نُشرت بنية البلورة بالأشعة السينية للكالبيندين البشري (مدخل PDB: 6FIE). [ ٣ ] [ ٤ ] وقد لوحظت اختلافات بين بنية الرنين المغناطيسي النووي وبنية البلورة على الرغم من تطابق تسلسل الأحماض الأمينية بنسبة ٩٨٪ بين نظائر الكالبيندين في الفئران والبشر. ويشير تشتت الأشعة السينية بزاوية صغيرة إلى أن بنية البلورة تتنبأ بخصائص الكالبيندين في المحلول بشكل أفضل مقارنةً بالبنية المحددة بواسطة الرنين المغناطيسي النووي.

يُعد الكالبيندين جينًا يستجيب لفيتامين د في العديد من الأنسجة، ولا سيما أمعاء الدجاج، حيث يؤدي دورًا واضحًا في تنظيم امتصاص الكالسيوم. [ 5 ] أما في الدماغ، فإن تصنيعه مستقل عن فيتامين د.

كالبايندين 2 (كالريتينين)

الكالريتينين، المعروف أيضاً باسم كالبايندين 2، هو بروتين يبلغ وزنه الجزيئي 29 كيلو دالتون، ويُظهر تشابهاً بنسبة 58% مع كالبايندين 1، ويتواجد بشكل رئيسي في الأنسجة العصبية. [ 6 ] يتم ترميزه في البشر بواسطة جين CALB2، وكان يُعرف سابقاً باسم كالبايندين-D29k .

كالبايندين 3 (S100G)

يوجد بروتين S100G، المعروف سابقًا باسم كالبايندين 3 وكالبايندين- D9k ، في الخلايا المعوية (الخلايا الظهارية للأمعاء) لدى الثدييات. كما يوجد أيضًا في الكلى والرحم لدى بعض أنواع الثدييات. ويُشفّر هذا البروتين في الإنسان بواسطة جين S100G ، الذي يُعرف أيضًا باسم CALB3 . ومع ذلك، لا يوجد تشابه بين كالبايندين 1 وS100G، باستثناء نطاقات ربط الكالسيوم ( EF-hands ): إذ يحتوي S100G على نطاقين من EF-hands، بينما يحتوي كالبايندين 1 على ستة نطاقات. وعلى عكس كالبايندين 1 و2، ينتمي S100G إلى عائلة S100 من البروتينات الرابطة للكالسيوم .

يُسهّل البروتين S100G نقل الكالسيوم عبر الخلايا المعوية من الجانب القمي، حيث يُنظّم دخوله بواسطة قناة الكالسيوم TRPV6 ، إلى الجانب القاعدي الجانبي، حيث تستخدم مضخات الكالسيوم، مثل PMCA 1، الأدينوسين ثلاثي الفوسفات داخل الخلايا لضخ الكالسيوم إلى الدم. [ 7 ] يبدو أن نقل الكالسيوم عبر سيتوبلازم الخلايا المعوية يُحدّد معدل امتصاص الكالسيوم في الأمعاء؛ إذ يزيد وجود الكالبيندين من كمية الكالسيوم العابر للخلية دون رفع تركيزه الحر. [ 8 ] قد يُحفّز S100G أيضًا إنزيمات ATPases القاعدية الجانبية لضخ الكالسيوم . يُحفّز التعبير عن S100G، مثل الكالبيندين 1، بواسطة مستقلب فيتامين د النشط ، الكالسيتريول، على الرغم من أن الآليات الدقيقة لا تزال محل جدل. [ 9 ] في الفئران التي لا يُعبّر فيها عن مستقبل فيتامين د ، يكون S100G أقل وفرة، ولكنه ليس غائبًا.

اكتشاف

اكتشف باحثون، من بينهم روبرت واسرمان من جامعة كورنيل ، بروتينات ربط الكالسيوم المعتمدة على فيتامين د في الأجزاء السيتوبلازمية من أمعاء الدجاج، ولاحقًا في أمعاء وكلى الثدييات. [ 10 ] [ 11 ] ترتبط هذه البروتينات بالكالسيوم بتركيزات ميكرومولية، وتتناقص بشكل كبير في الحيوانات التي تعاني من نقص فيتامين د . ويمكن تحفيز إنتاج هذه البروتينات بمعالجة هذه الحيوانات بمستقلبات فيتامين د، مثل الكالسيتريول .

وقد تبين أنها موجودة بحجمين متميزين بوزن جزيئي يبلغ حوالي 9 كيلو دالتون و 28 كيلو دالتون، وتمت إعادة تسميتها إلى كالبايندين.

مراجع

  1. 1 2 PDB : 2G9B ​;Kojetin DJ, Venters RA, Kordys DR, Thompson RJ, Kumar R, Cavanagh J (يوليو 2006). "بنية، وسطح ارتباط، وتحولات كارهة للماء للكالبيندين-D(28K) المحمل بأيونات الكالسيوم". Nature Structural & Molecular Biology . 13 (7): 641–7 . doi : 10.1038 / nsmb1112 . PMID 16799559. S2CID 29426332 .  
  2. ↑ كوجيتين، دوغلاس جيه؛ فينتيرز، رونالد أ؛ كورديس، ديفيد ر؛ طومسون، ريشيل جيه؛ كومار، راجيف؛ كافانا، جون (يوليو 2006). "بنية، وسطح ارتباط، وتحولات كارهة للماء للكالبيندين-D28K المحمل بأيونات الكالسيوم". مجلة نيتشر للبيولوجيا التركيبية والجزيئية . 13 (7): 641-647 . doi : 10.1038/nsmb1112 . ISSN 1545-9993 . PMID 16799559. S2CID 29426332 .   
  3. ↑ نوبل، جيه دبليو؛ المالكي، ر.؛ رو، إس إم؛ فاغنر، أ.؛ دومان، ر.؛ أتاك، جيه آر (2018). "البنية البلورية للكالبيندين-D28K المحمل بالكالسيوم" . بنك بيانات البروتين العالمي . doi : 10.2210/pdb6fie/pdb .
  4. ↑ نوبل، جيه دبليو، المالكي، آر، رو، إس إم، فاغنر، إيه، دومان، آر، أتاك، جيه آر (أكتوبر 2018). " بنية كالبايندين-D28K البشري بالأشعة السينية: نموذج مُحسَّن" . مجلة أكتا كريستالوغرافيكا، القسم د . 74 (الجزء 10): 1008-1014 . Bibcode : 2018AcCrD..74.1008N . doi : 10.1107/S2059798318011610 . PMC 6173056. PMID 30289411 .  
  5. ↑ واسرمان، آر إتش، وفولمر، سي إس (1989). "حول الآلية الجزيئية لنقل الكالسيوم المعوي". امتصاص المعادن في الجهاز الهضمي أحادي المعدة . التقدم في الطب التجريبي وعلم الأحياء. المجلد 249. الصفحات 45-65 . doi : 10.1007/978-1-4684-9111-1_5 . ISBN   978-1-4684-9113-5PMID 2543194​​ 
  6. ↑ روجرز، جيه إتش (سبتمبر 1987). "كالريتينين: جين لبروتين جديد رابط للكالسيوم يُعبَّر عنه بشكل رئيسي في الخلايا العصبية" . مجلة بيولوجيا الخلية . 105 (3): 1343-1353 . doi : 10.1083/jcb.105.3.1343 . PMC 2114790. PMID 3654755 .  
  7. ↑ واسرمان، آر إتش، تشاندلر، جيه إس، ماير، إس إيه، سميث، سي إيه، برينداك، إم إي، فولمر، سي إس، وآخرون . (مارس 1992). "عمليات نقل الكالسيوم المعوي وإخراج الكالسيوم عند الغشاء القاعدي الجانبي" . مجلة التغذية . 122 (3 ملحق): 662-71 . doi : 10.1093/jn/122.suppl_3.662 . PMID 1311756 .  
  8. ↑ فيهر جيه جيه، فولمر سي إس، واسرمان آر إتش (فبراير 1992). "دور الانتشار المُيسَّر للكالسيوم بواسطة الكالبيندين في امتصاص الكالسيوم المعوي". المجلة الأمريكية لعلم وظائف الأعضاء . 262 (2 الجزء 1): C517-26. doi : 10.1152/ajpcell.1992.262.2.C517 . PMID 1539638 . 
  9. ↑ بارلي، إن. إف.، براثالينغام، إس. آر.، تشي، بي.، ليغون، إس.، هوارد، إيه.، والترز، جيه. آر. (أغسطس 1999). " العوامل المشاركة في التعبير الاثني عشري لجين الكالبيندين-D9k البشري" . المجلة البيوكيميائية . 341 (الجزء 3) (3): 491-500 . doi : 10.1042/0264-6021:3410491 . PMC 1220384. PMID 10417310 .  
  10. ↑ واسرمان، ر. هـ.، وتايلور، أ. ن. (مايو 1966). "بروتين ربط الكالسيوم المُحفَّز بفيتامين د3 في الغشاء المخاطي للأمعاء لدى الدجاج". مجلة ساينس . 152 (3723): 791-793 . Bibcode : 1966Sci...152..791W . doi : 10.1126/science.152.3723.791 . PMID 17797460. S2CID 8221178 .  
  11. ↑ واسرمان، آر إتش، وكورادينو، آر إيه، وتايلور، إيه إن (يوليو 1969). " بروتينات الربط من الحيوانات ذات وظيفة نقل محتملة" . مجلة علم وظائف الأعضاء العامة . 54 (1): 114-137 . doi : 10.1085/jgp.54.1.114 . PMC 2225897. PMID 19873640 .  

تتضمن هذه المقالة نصًا من المكتبة الوطنية الأمريكية للطب ، وهو متاح للعموم .