Ca2abhängig

Ca2abhängig, auch Ca2+-abhängig genannt, beschreibt Prozesse oder Enzyme, deren Aktivität durch Calciumionen (Ca2+) beeinflusst wird. Calcium dient als intrazellulärer Second Messenger und übersetzt Reize in zelluläre Antworten. Viele Proteine besitzen Calcium-bindende Motive, häufig EF-Hand-Domänen, und verändern bei Ca2+-Binding ihre Konformation, was die Aktivierung von Enzymen wie CaMKs (Ca2+/Calmodulin-abhängige Proteinkinasen) und Calcineurin ermöglicht und Stoffwechsel, Genexpression sowie synaptische Plastizität reguliert.

In anderen Fällen bindet Ca2+ direkt an Zielproteine, was zu Antworten führt, etwa Troponin C in der Muskelkontraktion oder Synaptotagmin, das die Freisetzung von Neurotransmittern aus sekretorischen Zellen auslöst.

Ca2+-Signale werden durch kontrollierte Freisetzung und Zufluss von Ca2+ aus intrazellulären Speichern (Endoplasmatisches Retikulum über IP3-Rezeptoren und RYR) sowie durch Plasmamembran-Kanäle erzeugt. Cytosolisches Ca2+ wird rasch wieder reduziert und abgepuffert durch Pumpen und Austauscher wie SERCA, PMCA und NCX.

Ca2+-abhängige Prozesse sind essenziell für Muskelkontraktion, Sekretion, Neurotransmission und aktivitätsabhängige Genexpression. Dysregulation der Ca2+-Signale wird mit Herzrhythmusstörungen, neurodegenerativen Erkrankungen und bestimmten Stoffwechselstörungen in Verbindung gebracht.

Zur Untersuchung dienen Ca2+-Indikatoren und bildgebende Methoden, mit denen Ca2+-Transienten gemessen und Signaldynamiken quantifiziert werden.