Calmodulina

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Struttura tridimensionale della calmodulina

La calmodulina è una proteina particolarmente abbondante nelle cellule eucariotiche (fino all' 1% delle proteine totali). È particolarmente importante nei processi di segnalazione intracellulare, dove lega ioni Ca2+ con alta affinità. Il legame di due o più ioni ne determina un cambiamento conformazionale che la rende adatta a legare proteine bersaglio. I bersagli della Ca2+/calmodulina sono generalmente proteine di trasporto di membrana, come per esempio le pompe Ca2+ della membrana plasmatica. Una volta attivate queste spingono gli ioni Ca2+ fuori dalla cellula ripristinando il livello normale di ioni nel citosol. Altri importanti bersagli sono le protein-chinasi dipendenti da Ca2+/calmodulina, la CaM-chinasi. Questa chinasi trasferisce gruppi fosfato su altre proteine in corrispondenza di serine e treonine selezionate (fosforilazione).

Vi sono tre tipi principali di canali ionici che portano l'ingresso di Ca2+ nel citosol:

  • Canali del Ca2+ dipendenti da voltaggio, presenti nella membrana plasmatica, si aprono quando la cellula viene depolarizzata.
  • Canali di rilascio di Ca2+ regolati da inositolo 1,4,5-trifosfato (IP3), sono presenti nel reticolo endoplasmatico che, tra le varie funzioni, funge da riserva di ioni Ca2+. La via dell'IP3 viene attivata da particolari recettori collegati a proteine G, che a loro volta attivano un enzima attaccato alla membrana plasmatica, la fosfolipasi C-β. La fosfolipasi agisce tagliando un fosfolipide di membrana, il fosfatidilinositolo 4,5-bisfosfato (PI(4,5)P2) generando IP3 e diacilglicerolo. L'IP3 lega i canali ionici del reticolo endoplasmatico aprendoli.
  • Recettori della rianodina, responsabili principalmente della contrazione muscolare, rilasciano Ca2+ dal reticolo sarcoplasmatico in risposta a un cambiamento del potenziale di membrana.