A calmodulina (CaM) é uma pequena proteína encontrada no interior das células eucariotas e que tem como função detectar e ligar-se aos iões de cálcio (Ca2+) presentes no citoplasma e, em seguida, interagir e regular a função de diversas proteínas alvo da célula.
Estrutura da calmodulina
A CaM é uma pequena proteína expressa em todas as células eucariotas e encontra-se distribuída pelo citoplasma e pelo núcleo. A sua sequência de aminoácidos encontra-se altamente conservada ao longo da evolução. Esta conservação sugere a importância da função desta proteína.
A CaM humana contém 148 aminoácidos e é codificada por três genes e a sua sequência de aminoácidos é idêntica em todos os vertebrados. Nas plantas e fungos, a proteína apresenta diversas isoformas mas, também, todas elas são altamente conservadas.
A proteína apresenta um peso molecular de aproximadamente 16,7 kDa e um ponto isoelétrico de cerca de 4,5, o que significa que é uma proteína acídica devido ao seu alto teor (cerca de 35%) de resíduos de glutamato e aspartato. Adicionalmente, a CaM é uma proteína termo-estável.
A proteína compreende dois domínios cada qual com dois motivos estruturais chamados de mãos EF, perfazendo, no total, quatro mãos EF. As primeiras duas mãos EF associam-se e formam o domínio N-terminal de forma globular. O domínio C-terminal é formado pelas outras duas mãos EF. Os dois domínios são ligados por um pequeno e flexível linker.
O domínio C-terminal apresenta maior afinidade para os iões de cálcio do que o N-terminal.
Função da calmodulina
A calmodulina é uma das mais importantes proteínas das células eucariotas que se liga aos iões de cálcio. Cada molécula de CaM pode ligar-se até quatro iões de cálcio. A ligação aos iões de cálcio altera a configuração da proteína, permitindo que a CaM interaja com outras proteínas da célula.
A CaM pode associar-se com diversas proteínas e enzimas (incluindo diversas cinases e fosfatases) e com alguns recetores membranares, alguns canais iónicos e alguns fatores de transcrição.
As enzimas que interagem com a CaM são designadas por enzimas dependentes de calmodulina (ou CaM-dependentes).
Células diferentes possuem diferentes proteínas que se ligam à CaM e, por isso, a resposta da célula a variações de cálcio vai depender do tipo de proteínas que estejam presentes. Assim, nalguns casos a CaM pode ter um efeito estimulatório e, noutros, inibitório.
Proteínas alvo da calmodulina
Existem diversos mecanismos pelos quais a CaM ativa as suas proteínas alvo. Assim, os efetores (isto é, as enzimas que efetuam uma resposta após a interação com a CaM) são divididos em diferentes classes:
- Classe A – são proteínas (e.g., a fosforilase cinase) que se associam irreversivelmente com a CaM independentemente da presença de cá Deste modo, a CaM pode ser entendida como uma subunidade.
- Classe B – são proteínas (e.g., a neuromodulina) que se ligam com a CaM apenas na ausência de calcio. Quando há influxo de cálcio, libertam a CaM que se liga ao cálcio .
- Classe C e D – são proteínas que se ligam fracamente à CaM na ausência de cálcio e fortemente na presença de cálcio.
References:
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- Walsh, M.P. (1983). Calmodulin and its roles in skeletal muscle function. CAN. ANAESTH. SOC. J., 30(4):390-398.
