Calmodulin: Struktur, calciumsignalering og cellulære funktioner

Overblik

Calmodulin (CaM) er et lille (148 aminoacider, ~16,7 kDa), højt konserveret, surt protein, der udtrykkes i alle eukaryotiske celler. Det fungerer som den primære intracytoplasmiske Ca²⁺-sensor.

Struktur og mekanisme

• To globulære domæner (N- og C-loben), hver med to EF-hånd Ca²⁺-bindende motiver (fire Ca²⁺ i alt).
• Ca²⁺-binding afslører hydrofobe pleister, hvilket muliggør interaktion med målproteiner.
• Apo-calmodulin (Ca²⁺-frit) binder også nogle mål (f.eks. neuromodulin, MARCKS).

Vigtige regulerede processer

Proces	CaM-mål
Muskelkontraktion	Myosin let-kæde kinase (MLCK) → glat/strieret muskel
Neurotransmitterudløsning	Synapsin, spændingsgatede Ca²⁺-kanaler
Gen-transkription	CaMKIV → CREB; calcineurin → NFAT
Cellecyklus/proliferation	CaMKII, calcineurin
Stofskifte	Fosforylase kinase, nitric oxid synthase
Jonkanalmodulering	Ryanodin-receptorer, IP₃-receptorer, SK-kanaler

Sygdomsforbindelser

• Calmodulinopatier: Mutationer i CALM1/2/3 forårsager katecholaminerg polymorph ventrikulær takykardi (CPVT), long QT-syndrom, idiopatisk ventrikulær fibrillering.
• Neurodegeneration: Dysreguleret Ca²⁺/CaM-signalering er involveret ved Alzheimer og Parkinson.
• Hjertehypertrofi/hjertesvigt: CaMKIIδ-overaktivering.

Calmodulin er en central hub, der oversætter Ca²⁺-signaler til diverse cellulære svar.