Calponin 1
| CNN1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Identifierare | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| , HEL-S-14, SMCC, Sm-Calp, calponin 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Externa IDs | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wikidata | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Calponin 1 är ett grundläggande glatt muskelprotein som hos människor kodas av CNN1 -genen .
CNN1 - genen är belägen vid 19p13.2-p13.1 i det humana kromosomala genomet och innehåller 7 exoner , som kodar för proteinet calponin 1, ett aktinfilamentassocierat regulatoriskt protein. Humant kalponin 1 är ett 33,2-KDa-protein som består av 297 aminosyror med en isoelektrisk punkt på 9,1, därför är kalponin 1 också känt som basiskt kalponin.
Evolution
Tre homologa gener, Cnn1 , Cnn2 och Cnn3 , har utvecklats i ryggradsdjur , som kodar för tre isoformer av calponin : calponin 1, calponin 2 , calponin 3 , respektive. Proteinsekvensanpassning visar att kalponin 1 är mycket konserverat i däggdjur men mer divergerat bland lägre ryggradsdjur .
Smidig muskelspecifikt uttryck
Uttrycket av CNN1 är specifikt för differentierade mogna glatta muskelceller, vilket tyder på en roll i kontraktila funktioner . Calponin 1 är uppreglerad i glatt muskelvävnad under postnatal utveckling med ett högre innehåll i fasisk glatt muskulatur i matsmältningskanalen .
Struktur-funktion relation
Majoriteten av struktur-funktionsstudier av kalponin var med experiment med kycklingkalponin 1. Den primära strukturen för kalponin består av en konserverad N-terminal kalponinhomologi (CH) domän, en konserverad mellanregion som innehåller två aktinbindningsställen och en C -terminal variabel region som bidrar till skillnaderna mellan isoformer.
CH-domänen
CH-domänen hittades i ett antal aktinbindande proteiner (såsom a-aktinin , spektrin och filamin ) för att bilda den aktinbindande regionen eller fungera som en regulatorisk struktur. CH-domänen i kalponin är emellertid inte bindningsstället för aktin och reglerar inte heller sätten för bindning av kalponin-F-aktin. Icke desto mindre befanns CH-domänen i kalponin binda till extracellulärt reglerat kinas (ERK) för att kalponin skulle spela en möjlig roll som ett adapterprotein i ERK-signalkaskaderna.
Aktinbindande platser
Calponin binder aktin för att främja och upprätthålla polymerisation . Bindningen av kalponin till F-aktin hämmar MgATPas -aktiviteten hos myosin i glatt muskulatur . Kalponin binder F-aktin genom två ställen vid resterna 144-162 och 171-188 i kycklingkalponin 1. De två aktinbindande ställena är konserverade i de tre kalponinisoformerna.
Det finns tre repeterande sekvensmotiv i kalponin bredvid den C-terminala regionen. Denna repeterande struktur är bevarad i alla tre isoformer och över arter . Som skisseras i fig. 2 överlappar det första upprepande motivet det andra aktinbindningsstället och innehåller proteinkinas C (PKC) fosforyleringsställen Ser175 och Thr184 som inte finns i det första aktinbindningsstället. Denna egenskap överensstämmer med hypotesen att det andra aktinbindningsstället spelar en reglerande roll i bindningen av kalponin till aktinfilamentet . Liknande sekvenser såväl som potentiella fosforyleringsställen är närvarande i upprepningar 2 och 3 medan deras funktion är okänd.
C-terminal variabel region
Det C-terminala segmentet av kalponin har avvikit signifikant mellan de tre isoformerna. De variabla längderna och aminosyrasekvenserna för det C-terminala segmentet producerar skillnaderna i storlek och laddning mellan kalponinisoformerna. Motsvarande laddning har återgivna kalponin 1, 2 och 3 namnen på basiska, neutrala och sura kalponiner.
Det C-terminala segmentet av kalponin har en effekt på att försvaga bindningen av kalponin till F-aktin. Deletion av den C-terminala svansen förstärkte kraftigt aktinbindnings- och buntningsaktiviteterna för alla tre isoformer av kalponin. Den C-terminala svansen reglerar interaktionen med F-aktin genom att ändra funktionen hos det andra aktinbindande stället för kalponin.
Reglering av glatt muskelkontraktilitet
Många in vitro experimentella data indikerar att kalponin 1 fungerar som en hämmande regulator av glatt muskelkontraktilitet genom att hämma aktomyosininteraktioner . I denna reglering dissocierar bindning av Ca 2+ -calmodulin och PKC-fosforylering kalponin 1 från aktinfilamentet och underlättar sammandragning av glatt muskulatur.
In vivo -data stöder också rollen av calponin 1 som regulator av glatt muskelkontraktilitet. Medan glatt muskulatur i aorta hos vuxna Wistar Kyoto- råttor , som naturligt saknar kalponin 1, är helt sammandragande, har den en minskad känslighet för noradrenalinaktivering . Matrismetalloproteinas-2 - proteolys av kalponin 1 resulterade i vaskulär hypokontraktilitet till fenylefrin . Vas deferens glatt muskulatur från calponin 1 knockout möss visade snabbare maximal förkortningshastighet. Calponin 1 knockout-möss uppvisade trubbigt MAP- svar på fenylefrinadministrering.
Fosforyleringsreglering
Det finns en stor samling in vitro-bevis som visar fosforyleringsregleringen av kalponin. De primära fosforyleringsställena är Ser175 och Thr184 i det andra aktinbindningsstället (Fig. 2). Experimentella data visade att Ser175 och Thr184 i kalponin 1 fosforyleras av PKC in vitro. Direkt samband hittades mellan kalponin 1 och PKCα och PKCε . Kalmodulinberoende kinas II och Rho-kinas har också visat sig fosforylera kalponin vid Ser175 och Thr184 in vitro. Av dessa två rester är huvudstället för regulatorisk fosforylering av kalmodulinberoende kinas II och Rho-kinas Ser175. Defosforylering av kalponin katalyseras av typ 2B proteinfosfatas
Ofosforylerat kalponin binder till aktin och hämmar aktomyosin MgATPas. Ser175-fosforylering förändrar den molekylära konformationen av kalponin och dissocierar kalponin från F-aktin. Konsekvensen är att frigöra hämningen av actomyosin MgATPas och öka produktionen av kraft.
Trots de överväldigande bevisen för fosforyleringsreglering av kalponin som erhållits från in vitro-studier, är fosforylerat kalponin inte lätt detekterbart in vivo eller i levande celler under fysiologiska förhållanden. Baserat på observationen att PKC-fosforylering av kalponin 1 försvagar bindningsaffiniteten för aktinfilamenten, kan det hända att det fosforylerade kalponinet inte är stabilt i aktincytoskelettet och därför bryts ned i cellen.
Anteckningar