Ca v 1.3 -Cav1.3

CACNA1D
Protein CACNA1D PDB 2be6.png
Mevcut yapılar
PDB Ortologtur arama: PDBe RCSB
tanımlayıcılar
takma adlar CACNA1D , CACH3, CACN4, CACNL1A2, CCHL1A2, Cav1.3, PASNA, SANDD, kalsiyum voltaj kapılı kanal alt birimi alpha1 D
Harici kimlikler OMIM : 114206 MGI : 88293 HomoloGene : 578 GeneCards : CACNA1D
ortologlar
Türler İnsan Fare
Entrika
Topluluk
UniProt
RefSeq (mRNA)

NM_000720
NM_001128839
NM_001128840

NM_001083616
NM_028981
NM_001302637

RefSeq (protein)

NP_000711
NP_001122311
NP_001122312

NP_001077085
NP_001289566
NP_083257

Konum (UCSC) Chr 3: 53.33 – 53.81 Mb Chr 14: 30.04 – 30.49 Mb
PubMed'de arama
Vikiveri
İnsan Görüntüle/Düzenle Fareyi Görüntüle/Düzenle

Gerilime-bağlı kalsiyum kanalı, L tipi, alfa 1D alt birimi (aynı zamanda , Ca v 1.3 ) a, proteinin insanlarda tarafından kodlandığını CACNA1D geni. Ca v 1.3 kanalları , L tipi kalsiyum akımları oluşturan ve dihidropiridinler (DHP) tarafından seçici inhibisyona duyarlı olan Ca v 1 ailesine aittir .

Yapı ve işlev

Her biri altı transmembran alt birimi olan dört homolog alanı gösteren VDCC'lerin alfa alt biriminin şematik gösterimi. P-döngüleri kırmızıyla vurgulanır, S4 alt birimleri, artı yükün bir göstergesiyle işaretlenir.

Voltaj bağımlı kalsiyum kanalları (VDCC), kalsiyum iyonlarına seçici olarak geçirgendir ve bu iyonların uyarılabilir hücrelerin içine ve dışına hareketine aracılık eder. Dinlenme potansiyelinde bu kanallar kapalıdır, ancak zar potansiyeli depolarize olduğunda bu kanallar açılır. Kalsiyum iyonlarının hücreye akışı, kas kasılması , gen ekspresyonu ve salgılanması dahil olmak üzere sayısız kalsiyum bağımlı süreci başlatabilir . Kalsiyuma bağımlı süreçler, örneğin kalsiyum pompaları tarafından gerçekleştirilebilen hücre içi kalsiyum seviyelerinin düşürülmesiyle durdurulabilir .

Voltaj bağımlı kalsiyum kanalları, α1, β, α2δ ve γ alt birimlerinden oluşan çoklu proteinlerdir. Ana alt birim, VDCC'lerin seçicilik gözenekini, voltaj sensörünü ve geçitleme aparatını oluşturan α1'dir. C v 1.3 kanallarında α1 alt birimi α1D'dir. Bu alt birim, Ca v 1.3 kanallarını , bir α1C alt birimine sahip baskın ve daha iyi çalışılmış Ca v 1.2 gibi Ca v 1 ailesinin diğer üyelerinden ayırır. α1 alt biriminin önemi, aynı zamanda, dihidropiridinler gibi kalsiyum kanal blokerleri için birincil hedef olduğu anlamına gelir . Kalan β, α2δ ve γ alt birimlerinin yardımcı işlevleri vardır.

α1 alt birimi , her biri altı transmembran segmenti olan dört homolog alana sahiptir . Her homolog alan içinde, dördüncü transmembran segmenti (S4), diğer beş hidrofobik segmentin aksine pozitif olarak yüklenir . Bu özellik, S4'ün voltaj sensörü olarak işlev görmesini sağlar. Alfa-1D alt birimleri , L tipi kalsiyum akımları ile karakterize edilen Ca v 1 ailesine aittir . Özellikle, a1D alt birimleri , koklea iç tüy hücrelerinde nörotransmiter salınımı gibi belirli fizyolojik işlevler için ideal olan düşük voltajlı aktivasyon ve yavaş yavaş Ca2 + akımlarını etkisiz hale getiren sağlar .

Ca v 1.3 kanallarının biyofiziksel özellikleri, hem aktivasyonun voltaj bağımlılığını hem de Ca2 +'ya bağlı inaktivasyonu etkileyen bir C-terminal modülatör alanı (CTM) tarafından yakından düzenlenir . Ca v 1.3, DHP için düşük bir afiniteye sahiptir ve eşik altı membran potansiyellerinde aktive olur, bu da onları kalp pili yapımında bir rol için ideal hale getirir .

Düzenleme

alternatif ekleme

C v 1.3'ün transkripsiyon sonrası alternatif eklenmesi , kapsamlı ve hayati bir düzenleyici mekanizmadır. Alternatif ekleme, kanalın geçit özelliklerini önemli ölçüde etkileyebilir. Fonksiyonel özgüllük kazandıran C v 1.2 transkriptlerinin alternatif eklenmesiyle karşılaştırıldığında, özellikle C-terminalinde alternatif eklemenin C v 1.3'ün farmakolojik özelliklerini etkilediği yakın zamanda keşfedilmiştir . Çarpıcı bir şekilde, alternatif olarak eklenmiş izoformlar arasında dihidropiridin duyarlılığında 8 kata kadar farklılıklar bildirilmiştir.

Olumsuz geribildirim

Ca v 1.3 kanalları, Ca2 + homeostazını sağlamak için negatif geri besleme ile düzenlenir . Kalsiyum iyonları, hücre içi sinyal iletimine özgü kritik bir ikinci habercidir . Hücre dışı kalsiyum seviyelerinin, hücre içi seviyelerden 12000 kat daha fazla olduğu tahmin edilmektedir. Kalsiyum bağımlı süreçler sırasında, hücre içi kalsiyum seviyesi 100 kata kadar yükselir. Bu kalsiyum gradyanını düzenlemek hayati derecede önemlidir, çünkü yüksek kalsiyum seviyeleri hücre için toksiktir ve apoptozu indükleyebilir .

Ca2 +'ya bağlı kalmodulin (CaM), kalsiyuma bağlı inaktivasyonu (CDI) indüklemek için Ca v 1.3 ile etkileşime girer . Son zamanlarda, CDI için Ca v 1.3 transkriptlerinin RNA düzenlemesinin gerekli olduğu gösterilmiştir . Beklenenin aksine, RNA düzenlemesi sadece CaM'nin bağlanmasını hafifletmez, ancak Ca2 + içermeyen kalmodulin'in (apoCaM) kanallara ön bağlanmasını zayıflatır . Sonuç olarak, CDI, CaM seviyelerindeki değişikliklerle sürekli olarak ayarlanabilir.

Klinik önemi

İşitme

Ca v 1.3 kanalları insanlarda yaygın olarak ifade edilir. Özellikle, ekspresyonları koklea iç tüy hücrelerinde (IHC'ler) baskındır. Ca v 1.3, normal IHC gelişimi ve sinaptik iletim için gerekli olduğu yama kelepçesi deneyleriyle gösterilmiştir . Bu nedenle, uygun işitme için Ca v 1.3 gereklidir.

kromaffin hücreleri

Ca v 1.3, kromaffin hücrelerinde yoğun olarak eksprese edilir . Bu kanalların düşük voltaj aktivasyonu ve yavaş inaktivasyonu, onları bu hücrelerde uyarılabilirliği kontrol etmek için ideal hale getirir. Kromaffin hücrelerinden katekolamin salgılanması, Ca v 1.3 ile ilişkili L tipi akımlara özellikle duyarlıdır . Katekolaminlerin birden fazla organ üzerinde birçok sistemik etkisi vardır. Ayrıca bu hücrelerde ekzositozdan L tipi kanallar sorumludur.

nörodejenerasyon

Parkinson hastalığı , orta beynin substantia nigra bölgesindeki dopamin üreten hücrelerin ölümünün , belki de en iyi şekilde titreme ile karakterize edilen motor fonksiyon bozukluğuna yol açtığı ikinci en yaygın nörodejeneratif hastalıktır . Son kanıtlar, L-tipi Ca v 1.3 Ca2 + kanallarının Parkinson hastalığı olan hastalarda dopaminerjik nöronların ölümüne katkıda bulunduğunu göstermektedir. Bu nöronların bazal aktivitesi ayrıca Ca v 1.3 gibi L tipi Ca2 + kanallarına da bağlıdır . Sürekli kalp pili aktivitesi, dopaminerjik substantia nigra nöronlarını ölümlerine katkıda bulunan stres faktörlerine karşı savunmasız hale getiren kalıcı hücre içi dendritik ve somatik kalsiyum geçişlerini harekete geçirir . Bu nedenle L-tipi kanalların, özellikle C v 1.3'ün inhibisyonu, bazı hayvan modellerinde Parkinson patogenezine karşı koruyucudur. Erken Parkinson hastalarında bu hipotezi test eden bir klinik faz III denemesi ( STEADY-PD III ), Parkinson'un ilerlemesini yavaşlatmada etkinlik gösteremedi.

Ca v 1.3'ün inhibisyonu , dihidropiridinler (DHP'ler) gibi kalsiyum kanal blokerleri kullanılarak gerçekleştirilebilir . Bu ilaçlar on yıllardır arteriyel hipertansiyon ve anjina tedavisinde kullanılmaktadır. Bunun nedeni , arteriyel düz kastaki Ca v 1.2 L-tipi kalsiyum kanallarının inhibisyonunun aracılık ettiği güçlü vazorelaksan özellikleridir . Bu nedenle, beyinde Ca v 1.3 kanalını inhibe etmek için DHP'ler kullanıldığında hipotansif reaksiyonlar (ve bacak ödemi), doz sınırlayıcı yan etkiler olarak kabul edilir . Bu sorun karşısında, seçici C v 1.3 kanal blokerlerini keşfetmeye yönelik girişimlerde bulunulmuştur . Bir adayın, Ca v 1.3'ün güçlü ve oldukça seçici bir inhibitörü olduğu iddia edilmiştir . Bu bileşik, 1-(3-klorofenetil)-3-siklopentilpirimidin-2,4,6-( 1H , 3H , 5H )-trione bu nedenle Parkinson'un gelecekteki tedavisi için bir aday olarak öne sürülmüştür. Bununla birlikte, seçiciliği ve gücü, diğer iki gruptan iki bağımsız çalışmada doğrulanamadı. Hatta bunlardan biri, bu ilaç tarafından indüklenen ve bloke edici etkilerden ziyade kanal aktivasyonunu gösteren geçiş değişiklikleri bildirdi.

Prostat kanseri

İmmün boyama deneylerinden elde edilen son kanıtlar, CACNA1D'nin iyi huylu prostat dokularına kıyasla prostat kanserlerinde yüksek oranda eksprese edildiğini göstermektedir. L tipi kanallarını bloke edilmesi ya da gen ekspresyonunun aşağı vurma arasında CACNA1D prostat kanseri hücrelerinin anlamlı ölçüde hücre büyümesi. Bu ilişkinin, yüksek α1D protein seviyeleri ile prostat kanseri arasında nedensel bir bağlantıyı temsil etmediğini bilmek önemlidir. CACNA1D geninin aşırı ekspresyonunun prostat kanseri hücre büyümesindeki rolünü araştırmak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır .

aldosteronizm

Kanalın gözenek oluşturucu α1-alt biriminin ( CACNA1D) aktivasyon kapısı içindeki korunan bölgelerdeki de novo somatik mutasyonlar , aldosteron üreten adenomlarda (APA) aşırı aldosteron üretimine neden olarak, tedaviye dirençli arteriyel hipertansiyona neden olan birincil aldosteronizm ile sonuçlanır . Bu mutasyonlar , Cav1.3 yoluyla artan Ca2 + girişine izin verir ve bu da Ca2 +'ya bağımlı aldosteron üretimini tetikler . Doğrulanmış APA mutasyonlarının sayısı sürekli artmaktadır. Nadir durumlarda, APA mutasyonları , otizm spektrum bozukluğu dahil olmak üzere farklı şiddette nörogelişimsel bozuklukları olan bireylerde germ hattı mutasyonları olarak da bulunmuştur .

Ayrıca bakınız

Referanslar

daha fazla okuma

Dış bağlantılar

Bu makale , kamu malı olan Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Tıp Kütüphanesinden alınan metinleri içermektedir .