Las bombas de calcio son una familia de transportadores de iones que se encuentran en la membrana celular de todas las células animales. Son responsables del transporte activo de calcio fuera de la célula para el mantenimiento del pronunciado gradiente electroquímico de Ca 2+ a través de la membrana celular. Las bombas de calcio desempeñan un papel crucial en la señalización celular adecuada al mantener la concentración de calcio intracelular aproximadamente 10.000 veces menor que la concentración extracelular. [1] La falla en este proceso es una de las causas de los calambres musculares .
La ATPasa de Ca 2+ de la membrana plasmática y el intercambiador de sodio-calcio son juntos los principales reguladores de las concentraciones de Ca 2+ citoplasmáticas . [2]
El Ca 2+ tiene muchas funciones importantes como mensajero intracelular . La liberación de una gran cantidad de Ca 2+ libre puede desencadenar el desarrollo de un óvulo fertilizado , la contracción de las células del músculo esquelético , la secreción por células secretoras y las interacciones con proteínas sensibles al Ca 2+ como la calmodulina . [3] Para mantener bajas concentraciones de Ca 2+ libre en el citosol , las células utilizan bombas de membrana como la ATPasa de calcio que se encuentra en las membranas del retículo sarcoplásmico del músculo esquelético . Estas bombas son necesarias para proporcionar el gradiente electroquímico pronunciado que permite que el Ca 2+ se precipite hacia el citosol cuando una señal de estímulo abre los canales de Ca 2+ en la membrana. Las bombas también son necesarias para bombear activamente el Ca 2+ fuera del citoplasma y devolver la célula a su estado previo a la señal. [3]
La estructura de las bombas de calcio que se encuentran en el retículo sarcoplásmico del músculo esquelético fue dilucidada en 2000 por Toyoshima, et al. utilizando microscopía de cristales tubulares y microcristales 3D. La bomba tiene una masa molecular de 110.000 uma , muestra tres dominios citoplasmáticos bien separados , con un dominio transmembrana que consta de diez hélices alfa y dos sitios de unión transmembrana de Ca 2+ . [4]
Teoría clásica del transporte activo para las ATPasas de tipo P [5]
Datos de estudios de cristalografía de Chikashi Toyoshima aplicados al ciclo anterior [6] [7]