Calsequestrin

Calsequestrin, kurz CASQ, ist ein Calcium-bindendes Protein, das im sarkoplasmatischen Retikulum (SR) von Myozyten der Wirbeltiere vorkommt. Es dient als Calciumspeicher und wird u.a. für die Muskelkontraktion benötigt.

Je nach Muskel werden zwei Isoformen von Calsequestrin unterschieden:

• CASQ1: Typ-II Skelettmuskelfasern

• CASQ2: Herzmuskelfasern und Typ-I Skelettmuskelfasern

Calsequestrin-1 besteht aus 396 Aminosäuren und wird durch das CASQ1-Gen auf Chromosom 1 an Genlokus 1q23.2 kodiert.^[1] Calsequestrin-2 besteht aus 399 Aminosäuren und wird durch das CASQ2-Gen in Chromosom 1 an Genlokus 1q13.1 kodiert.^[2]

Für Muskelkontraktionen wird ein Calciumgradient in den Muskelzellen benötigt. Dieser Gradient wird über den primär aktiven Transport durch SERCAs hergestellt, die Calcium unter ATP-Verbrauch in das SR pumpen. Unterstützt wird die Herstellung und Aufrechterhaltung des Gradienten durch Calsequestrin. Jedes einzelne Calsequestrin-Molekül besitzt die Fähigkeit, 60 bis 80 Calcium-Ionen mit einer geringen Affinität zu binden, wodurch dieses Calcium aus dem Gleichgewicht entfernt wird und ein bis zu 1.000-facher Konzentrationsgradient in den Myozyten ermöglicht wird.

Durch die Konformationsänderung von Ryanodin-Rezeptoren in der Membran des SR, wird diese für Calcium durchlässig. Die schwache Bindung von Calcium an Calsquestrin wird gelöst und es kommt zum Ausstrom von Calcium in das Zytosol entlang des Konzentrationsgradienten.

Es wird vermutet, dass Calsequestrin in Zusammenarbeit mit calciumabhängigen ATPasen im Darm für die Speicherung und Resorption von Calcium aus der Nahrung notwendig ist.

Seltene Genmutationen des CASQ2-Gens können zur autosomal-rezessiv vererbten Form der katecholaminergen polymorphen ventrikulären Tachykardie (CPVT) führen. Diese Krankheit manifestiert sich bei den Betroffenen im Kindes- und Jugendalter und führt unbehandelt in 30 bis 50 % der Fälle zum plötzlichen Herztod vor dem 30. Lebensjahr.