Ca2pumpar

Ca2+-pumpar, eller calcium pumps, är membranbundna enzymer som aktivt transporterar Ca2+-joner ut ur cytosolen med energi från ATP-hydrolys. De bidrar till att upprätthålla låga cytosoliska Ca2+-nivåer och formar Ca2+-signaler som är grundläggande för cellfunktioner som muskelkontraktion, neurotransmission och enzymaktivering. Ca2+-pumpar tillhör familjen P-type ATPaser och genomgår en fosforyleringsmekanism där pumpen blir fosforylerad under transportcykeln och återgår till utgångsläget.

De viktigaste pumparna är PMCA (plasmamembranets Ca2+-ATPase), SERCA (sarkoplasmatisk/endoplasmisk retikulum Ca2+-ATPase) och SPCA (secretory pathway Ca2+-ATPase). PMCA-pumparna finns i plasmamembranen och exported Ca2+ ur cellen. De har hög affinitet för Ca2+ och reglerar basal Ca2+-extrusion och avslutning av Ca2+-signaler. PMCA finns i flera isoformer (PMCA1–PMCA4) med vävnadsspecifik uttryckning.

SERCA-pumparna är lokaliserade i membranet till sarkoplasmatisk eller endoplasmatiskt retikel och avsätter Ca2+ i intracellulära lagringsrum, vilket möjliggör muskelavslappning och återfyllning av Ca2+-lager. Isoformer inkluderar SERCA1–SERCA3; SERCA2a är särskilt viktigt i hjärtmuskulatur, medan andra isoformer är mer allmänt uttryckta.

SPCA-pumparna finns i Golgiapparaten och sekretoriska vesiklar och pumpar Ca2+ (och Mn2+) in i Golgi-lumen, vilket stödjer Golgifunktion och proteintillverkning. Isoform SPCA1 är bredt uttryckt medan SPCA2 har mer begränsad förekomst.

Mekanism och reglering: Alla tre är P-type ATPaser som bildar ett aspartatfosforyleringsintermediär under transport, med växel mellan E1- och E2-konformationer för Ca2+-bindning på cytosoliska sidan och frisättning på motsatt sida. PMCA-regleras av calmodulin; SERCA regleras av små proteiner som fosfolamban och andra signalvägar. Thapsigargin hämmar främst SERCA. Ca2+-pumparna är centrala för att kontrollera cytosolik Ca2+-homeostas och därmed Ca2+-beroende processer över många vävnader.