Calcium-ATPase

Englisch: Calcium-ATPase

Definition

Calcium-ATPasen sind Ionenkanäle, die ATP-abhängig Calciumionen gegen den elektrochemischen Gradienten pumpen können und so der Calciumhomöostase dienen.

Biochemie

Man unterscheidet zwei Klassen von Calcium-ATPasen:

PMCA: Plasmamembran-Calcium-ATPasen
SERCA: Calcium-ATPasen des sarkoplasmatischen und endoplasmatischen Retikulums

Beiden Ionenkanälen ist gemeinsam, dass sie ihren Calciumtransport energetisch durch Hydrolyse von ATP ermöglichen.

PMCA

PMCAs kommen ubiquitär in eukaryotischen Zellen vor und dienen dazu, den starken elektrochemischen Gradienten von Calcium zu erhalten, um beispielsweise die Erregbarkeit und andere Funktionen (z.B. Signaltransduktion) der Zelle aufrechtzuerhalten. Sie bewerkstelligen dies, indem sie die Calciumionen aus dem Zytosol in den Extrazellularraum pumpen.

SERCA

Die SERCA befindet sich an der Plasmamembran des sarkoplasmatischen Retikulums (SR) und pumpt die Calciumionen, die nach einer Muskelkontraktion im Zytosol der Muskelzellen vorliegen, zurück in das SR. Die Calciumkonzentration in Muskelzellen unterliegt einer Feinregulation, geringe Unterschiede beeinflussen den Zustand einer Muskelzelle hinsichtlich Kontraktion bzw. Relaxation.

Klinik

Versagen Calcium-ATPasen, kann dies im Fall der PMCA zu einer Exzitotoxizität führen, da die Zelle vom erregten Zustand nicht ausreichend in den unerregten überführt werden kann. Mutationen der SERCA führen zum Krankheitsbild der myotonen Dystrophie.