Ca2bindingsproteïnen

Ca2bindingsproteïnen zijn eiwitten die calciumionen (Ca2+) kunnen binden. Door binding veranderen zij van structuur en functie, waardoor calciumsignalen in cellen kunnen worden gedetecteerd en doorgegeven. Sommige Ca2bindingsproteïnen dienen vooral als snelle calciumbuffers, terwijl andere fungeren als calciumsensoren die bij Ca2+-binding interacties met doelwitproteïnen regelen. Veel van deze eiwitten bevatten een EF-hand motief, een kenmerkende helix-lus-helix structuur die Ca2+ bindt.

Belangrijke families en voorbeelden zijn onder meer calmoduline, troponine C, parvalbumine, calretinine en S100-eiwitten. Calmoduline heeft meestal vier EF-handdomänen en werkt als universele calciumsensor die met honderden doelwitten samenwerkt, zoals CaMK-enzymes en calcineurin. Troponine C reguleert spiercontractie door Ca2+-binding en het wijzigen van de troponinemusculaire complexconformatie. Parvalbumine en calretinine dienen als snelle intracellular buffers in neuronen en spiercellen, waardoor snelle Ca2+-pieken kunnen worden afgevlakt. S100-eiwitten bestaan vaak als dimere eiwitten die betrokken zijn bij regulatie van cytoskelet, signaaltransductie en ontstekingsresponsen. Annexinen zijn calciumafhankelijk aan fosfolipiden-bindend en spelen een rol in membraanprocessen en signaalregulatie. Andere calciumbindende domeinen, zoals C2-domeinen in sommige proteïnen, dragen eveneens bij aan Ca2+-afhankelijke interacties.

Functies van Ca2bindingsproteïnen omvatten het decoderen van ruimtelijke en temporele Ca2+-signalen, het blootleggen van bindingsplaatsen voor doelwitten, en het moduleren van enzymatische activiteit, vesicle-afgifte en transcriptie. Door hun variatie in snelheid en affiniteit vormen zij een cruciale component van fysiologische processen zoals zenuwgeleiding, hartwerking, spiercontractie en cellulaire homeostase. Afwijkingen in deze eiwitten zijn in verband gebracht met diverse aandoeningen, waaronder neurodegeneratieve ziekten en hart- en vaatstoornissen.