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SERCA、または筋小胞体 Ca 2+ - ATPase、またはSR Ca 2+ - ATPase は、カルシウム ATPase型P-ATPaseです。その主な機能は、カルシウムを細胞質から筋小胞体へ輸送することです。
関数
SERCAはP型ATPaseです。[1]これは、筋細胞内の筋小胞体（SR）に存在します。[1]これは、Ca 2+を細胞の細胞質からSRの内腔に転送するCa 2+ ATPaseです。 [1]これは、筋弛緩中のATP加水分解からのエネルギーを使用します。[1]
SERCA の細胞質面には3 つの主要なドメインがあります。触媒部位を形成するリン酸化ドメインとヌクレオチド結合ドメイン、および主要な構造変化の伝達に関与するアクチュエータ ドメインです。
SERCA1はカルシウム輸送機能に加えて、褐色脂肪組織と骨格筋で熱を生成する。[2] [3]カルシウムポンプの非効率性により自然に生成される熱に加えて、2歳以上
イオンがサルコリピンと呼ばれる調節因子に結合すると、ポンプ作用が停止し、ATP加水分解酵素としてのみ機能します。この熱産生のメカニズムは、哺乳類や恒温性魚類に広く見られます。[4] [5]
規制
SERCAがSR膜を越えてCa 2+を移動させる速度は、調節タンパク質ホスホランバン（PLB/PLN）によって制御されます。SERCAは、PLBが結合しているときはそれほど活性ではありません。βアドレナリン刺激が増加すると、 PKAによるPLBのリン酸化によってSERCAとPLBの結合が減少します。[6] PLBがSERCAと結合すると、Ca 2+の移動速度が低下し、PLBが解離するとCa 2+の移動が増加します。
SERCAの活性調節には、 GSK3βとの相互作用によるSERCA自体のリン酸化も関与する。SERCA2aのS663のリン酸化はSERCA2aの活性を低下させることが示されている。[7]
別のタンパク質であるカルセクエストリンは、SR 内のカルシウムと結合し、SR 内の遊離カルシウム濃度を低下させるのに役立ちます。これにより、SERCA がこのような高い濃度勾配に逆らってポンプする必要がなくなります。SR の内部には、細胞質の Ca 2+濃度と比較してはるかに高い濃度 (10,000 倍) の Ca 2+が含まれています。SERCA2 はマイクロ RNA によって制御され、たとえば miR-25 は心不全で SERCA2 を抑制します。
実験目的では、SERCA はタプシガルギンによって阻害され、イスタロキシムによって誘導される可能性があります。
SERCA機能は、ウサギの骨格筋[8]およびげっ歯類の心筋[9] [10]において甲状腺ホルモンによって亢進する。このメカニズムは、甲状腺中毒症の不整脈誘発作用に寄与している可能性がある。[11]
パラログ
3 つの主要なパラログ(SERCA1-3)があり、異なる細胞タイプでさまざまなレベルで発現します。
SERCA2 と SERCA3 の両方には追加の翻訳後アイソフォームがあり、細胞タイプ特異的な Ca 2+再取り込み応答の可能性を導入し、Ca 2+シグナル伝達メカニズムの全体的な複雑さを増大させます。
参考文献
- ^ abcd Marín-García, José (2014-01-01)、Marín-García, José (ed.)、「第23章 心血管疾患に対する遺伝子および細胞ベースの治療」、Post-Genomic Cardiology (第2版)、ボストン：Academic Press、pp. 783–833、doi :10.1016/b978-0-12-404599-6.00023-8、ISBN 978-0-12-404599-6、 2020年12月28日取得
- ^ de Meis L; Oliveira GM; Arruda AP; Santos R; Costa RM; Benchimol M (2005). 「ラットの褐色脂肪組織とウサギの白色筋のCa2+-ATPaseの熱産生活性」IUBMB Life . 57 (4–5): 337–45. doi : 10.1080/15216540500092534 . PMID 16036618.
- ^ Arruda AP; Nigro M; Oliveira GM; de Meis L (2007 年 6 月). 「骨格筋重筋小胞体 Ca2+-ATPase の熱産生活性: リアノジン Ca2+ チャネルの役割」. Biochim. Biophys. Acta . 1768 (6): 1498–505. doi : 10.1016/j.bbamem.2007.03.016 . PMID 17466935.
- ^ Bal, Naresh C.; Periasamy, Muthu (2020-03-02). 「筋非震え熱産生の基礎としてのサルコリピンによる筋小胞体カルシウムATPaseポンプ活性の分離」. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences . 375 (1793): 20190135. doi :10.1098/rstb.2019.0135. PMC 7017432 . PMID 31928193.
- ^ Legendre, Lucas J.; Davesne, Donald (2020-03-02). 「脊椎動物の内温性運動に関与するメカニズムの進化」. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences . 375 (1793): 20190136. doi : 10.1098/rstb.2019.0136 . PMC 7017440 . PMID 31928191.
- ^ MacLennan, David H.; Kranias, Evangelia G. (2003 年 7 月). 「ホスホランバン: 心臓収縮力の重要な調節因子」. Nature Reviews Molecular Cell Biology . 4 (7): 566–577. doi :10.1038/nrm1151. PMID 12838339. S2CID 3050392.
- ^ ゴノット、ファブリス;ブローニュ、ローラ。ブラン、カミーユ。ディア、マヤ。ゴウリウ、イヴ。ビドー、ガブリエル。シュアベ、クリストフ。クロラ・ダ・シルバ、クレア。デュクルー、シルヴィ。パイロット、ブルーノ。カチマルチク、アンドレア。レオン、クリステル。チャノン、ステファニー。ペレット、コラリー。シアンドラ、フランク (2023-06-08)。 「SERCA2 のセリン 663 のリン酸化は、心臓病における Ca2+ 恒常性の重要な調節因子です。」ネイチャーコミュニケーションズ。14 (1): 3346.土井:10.1038/s41467-023-39027-x。ISSN 2041-1723。PMC 10250397。PMID 37291092。
- ^ Arruda, AP; Oliveira, GM; Carvalho, DP; De Meis, L (2005 年 11 月)。「甲状腺ホルモンはウサギ骨格筋の Ca(2+)-ATPase (SERCA) アイソフォームの軽筋小胞体と重筋小胞体における分布を異なる方法で制御する」。 分子膜生物学。22 (6): 529–37。doi : 10.1080/ 09687860500412257。PMID 16373324。S2CID 29949157 。
- ^ Chang, KC; Figueredo, VM; Schreur, JH; Kariya, K; Weiner, MW; Simpson, PC; Camacho, SA (1997 年 10 月 1 日)。「甲状腺ホルモンは圧負荷肥大における機能と Ca2+ 処理を改善する。ラット心臓における筋小胞体 Ca2+-ATPase およびアルファミオシン重鎖の増加との関連」。The Journal of Clinical Investigation。100 ( 7 ): 1742–9。doi :10.1172/JCI119699。PMC 508357。PMID 9312172。
- ^ アレン・カーシック;ミナヘバ、アベニュー;坡州、カルジュ。エイムレ、マーガス。セペット、Enn K. (1997)。 「甲状腺ホルモンは、ラットの心房と心室の筋小胞体の機能に異なった影響を与えます。」分子および細胞生化学。176 (1/2): 119-126。土井:10.1023/A:1006887231150。PMID 9406153。S2CID 8199751 。
- ^ Müller, Patrick; Leow, Melvin Khee-Shing; Dietrich, Johannes W. (2022年8月15日). 「甲状腺恒常性の軽微な変動と主要な心血管エンドポイント - 生理学的メカニズムと臨床的証拠」. Frontiers in Cardiovascular Medicine . 9 : 942971. doi : 10.3389/fcvm.2022.942971 . PMC 9420854. PMID 36046184 .
外部リンク
- 米国国立医学図書館の医学主題標目(MeSH)における筋小胞体カルシウム輸送 ATPase