Ca2riippuvaisesti

Ca2riippuvaisesti tarkoittaa tilaa, prosessia tai reaktiota, joka riippuu kalsiumioneista (Ca2+). Kalsium toimii soluissa tärkeänä signaalimolekyylinä, ja sen pitoisuudet voivat nopeasti muuttua soluulko- ja solujenvälisten tapahtumien mahdollistamiseksi. Usein Ca2+ toimii toissijaisena viestijänä, jonka muutokset johtavat proteiinien konformaatioiden muutoksiin ja siten entsyymien, kanavien tai muiden effectorproteiinien aktivaatioon tai inaktivaation.

Keskeisiä mekanismeja ovat kalsiumin sitoutuminen kalmoduliinissa (Ca2+-sitoiset proteiinit) sekä Ca2+-riippuvat entsyymit, kuten CaMK:it (kalsium-kalmoduliini- riippuvat proteiinikinaasit) ja calcineuriini (kalsiumin ja kalmoduliinin toimittama fosfataasi). Näiden sensorien avulla Ca2+ voi säädellä monimutkaisia signaalipolkuja, jotka vaikuttavat esimerkiksi geenin-ilmaisuun, proteiinien fosforylaatioon ja solujen toimintaan.

Esimerkkejä Ca2riippuvaisista prosesseista ovat synaptinen neurotransmitteri- vapautuminen, sydämen ja lihasten supistuminen sekä eräiden entsyymien aktivaatio ja sääteleminen. Myös kasveissa Ca2+-signaalit ohjaavat vasteita ympäristötekijöihin, kuten valoon ja stressiin.

Soluissa Ca2+-homeostaasin ylläpitämiseksi on useita mekanismeja: Ca2+-kanavat (esim. volttia avautuvat kanavat, IP3- ja ryanodiini-reseptorit), Ca2+- pumput (SERCA, PMCA) sekä kalsiumia sitovat bufferit ja sensorit. Häiriöt Ca2+-riippuvuudessa voivat liittyä moniin sairauksiin, kuten neurologisiin ja sydän- ja verisuonitauteihin, ja niillä on keskeinen rooli sekä tutkimuksessa että hoidossa.