Calsequestrin: Unterschied zwischen den Versionen

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== Definition ==
== Definition ==
'''Calsequestrin''', kurz CASQ, ist ein [[Kalzium]]-bindendes Protein, das im [[Sarkoplasmatisches Retikulum|sarkoplasmatischen Retikulum]] (SR) der [[Myozyt|Myozyten]] von Wirbeltieren vorkommt. Es besteht aus 362 [[Aminosäuren]].
'''Calsequestrin''', kurz '''CASQ''', ist ein [[Kalzium|Calcium]]-bindendes [[Protein]], das im [[Sarkoplasmatisches Retikulum|sarkoplasmatischen Retikulum]] (SR) von [[Myozyt|Myozyten]] der [[Wirbeltier|Wirbeltiere]] vorkommt. Es dient als Calciumspeicher und wird u.a. für die [[Muskelkontraktion]] benötigt.  


''Es wird vermutet, dass es für die Kalziumregulation im Darm eine Rolle spielt''.
==Einteilung==
Je nach [[Muskel]] werden zwei [[Isoform|Isoformen]] von Calsequestrin unterschieden:


== Formen==
*CASQ1: Typ-II [[Skelettmuskelfaser|Skelettmuskelfasern]]
Je nach Muskeltyp werden zwei Isoformen von Calsequestrin unterschieden:


* In den weißen (typ-II) [[Skelettmuskelfaser|Skelettmuskelfasern]] befindet sich Calsequestrin-I (CASQ1).
*CASQ2: [[Herzmuskel|Herzmuskelfasern]] und Typ-I Skelettmuskelfasern


* In [[Herzmuskel|Herzmuskelfasern]] und roten (Typ-I) Skelettmuskelfasern befindet sich Calsequestrin-2 (CASQ2).
== Biochemie==
Calsequestrin-1 besteht aus 396 [[Aminosäuren]] und wird durch das CASQ1-[[Gen]] in [[Chromosom 1]] an [[Genlokus]] 1q23.2 kodiert.<ref>GeneCards. [https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=CASQ1 CASQ1 Gene - Calsequestrin 1]. Abgerufen am 04.07.2023</ref> Calsequestrin-2 besteht aus 399 Aminosäuren und wird durch das CASQ2-Gen in Chromosom 1 an Genlokus 1q13.1 kodiert.<ref>GeneCards. [https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=CASQ2&keywords=casq2 CASQ2 Gene Calsequestrin 2]. Abgerufen am 04.07.2023</ref>


== Physiologie==
==Physiologie==
Die Kalzium-Ionen wird durch die sogenannten [[SERCA]]s über [[Aktiver Transport|primär aktiven Transport]] in das SR gepumpt. Die Kalziumionenkonzentration innerhalb des SR ist deutlich höher als im [[Sarkoplasma]] der Muskelzelle. Es herrscht also ein starkes Kalziumionenkonzentrationsgefälle zwischen SR und Zytosol. Jedes Calsequestrin Molekül besitzt die Fähigkeit, 18-50 Kalzium-Ionen mit einer geringen [[Affinität]] an sich zu binden. Da die Kalzium-Ionen im SR an Calsequestrin gebunden wird, trägt es nicht mehr zu dem Konzentrationsgradientender Kalzium-Ionen bei, gegen welchen die SERCAs anpumpen. Dieser verringerte Pumpwiderstand ermöglicht eine ca. tausendfach höhere Kalziumionenkonzentration im SR als im Sarkoplasma der Myozyten. Wenn die [[Ryanodin-Rezeptor|Ryanodin-Rezeptoren]] in der Membran des SR durch eine Konformationsänderung für Kalzium-Ionen durchlässig werden, löst sich die schwache Bindung zwischen Calsequestrin und den Kalzium-Ionen wieder und letztere können entlang ihres Konzentrationsgradienten aus dem SR freigesetzt werden.
Für Muskelkontraktionen wird ein Calciumgradient in den Muskelzellen benötigt. Dieser Gradient wird über den primär [[Aktiver Transport|aktiven Transport]] durch [[SERCA|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.


== Pathologie ==
Durch die [[Konformationsänderung]] von [[Ryanodin-Rezeptor|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.
Seltene [[Genmutation|Genmutationen]] des CASQ2 Gens können zur [[Autosomal-rezessiver Erbgang|autosomal rezessiv]] vererbten Form der catecholaminergen polymorphen ventrikulären Tachykardie (CPVT) führen. Diese Krankheit manifestriert sich bei den Betroffenen im Kindes- und Jugendalter und führt unbehandelt in 30-50% der Fälle zum plötzlichen Herztod vor dem 30. Lebensjahr.
 
Es wird vermutet, dass Calsequestrin in Zusammenarbeit mit calciumabhängigen [[ATPase|ATPasen]] im [[Darm]] für die Speicherung und [[Resorption]] von Calcium aus der [[Nahrung]] notwendig ist.
 
==Pathologie==
Seltene [[Genmutation|Genmutationen]] des CASQ2-Gens können zu [[Autosomal-rezessiver Erbgang|autosomal-rezessiv]] vererbten Form der catecholaminergen polymorphen ventrikulären Tachykardie ([[CPVT]]) führen. Diese Krankheit manifestriert sich bei den Betroffenen im Kindes- und Jugendalter und führt unbehandelt in 30 bis 50 % der Fälle zum [[Plötzlicher Herztod|plötzlichen Herztod]] vor dem 30. [[Lebensjahr]].
 
==Quellen==
[[Kategorie:Physiologie]]
[[Kategorie:Physiologie]]
[[Kategorie:Myozyt]]
[[Kategorie:Myozyt]]
[[Kategorie:Sarkoplasmatisches Retikulum]]
[[Kategorie:Sarkoplasmatisches Retikulum]]
<references />
[[Kategorie:Biochemie]]
[[Kategorie:Protein]]
[[Kategorie:Muskelkontraktion]]

Version vom 4. Juli 2023, 11:19 Uhr

Definition

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.

Einteilung

Je nach Muskel werden zwei Isoformen von Calsequestrin unterschieden:

Biochemie

Calsequestrin-1 besteht aus 396 Aminosäuren und wird durch das CASQ1-Gen in 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]

Physiologie

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.

Pathologie

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

Quellen

  1. ↑ GeneCards. CASQ1 Gene - Calsequestrin 1. Abgerufen am 04.07.2023
  2. ↑ GeneCards. CASQ2 Gene Calsequestrin 2. Abgerufen am 04.07.2023