Las calbindinas son tres proteínas transportadoras de calcio diferentes : calbindina , calretinina y S100G . Originalmente se describieron como proteínas transportadoras de calcio dependientes de la vitamina D en el intestino y el riñón de pollos y mamíferos. Ahora se clasifican en diferentes subfamilias , ya que difieren en el número de manos de EF transportadoras de Ca 2+ .
La calbindina 1 o simplemente calbindina se encontró por primera vez en el intestino de las aves y luego en el riñón de los mamíferos . También se expresa en varias células neuronales y endocrinas, particularmente en el cerebelo . Es una proteína de 28 kDa codificada en humanos por el gen CALB1 .
La calbindina contiene 4 dominios de unión al calcio activos y 2 dominios modificados que han perdido su capacidad de unión al calcio. La calbindina actúa como un tampón de calcio y un sensor de calcio y puede contener cuatro Ca 2+ en las manos EF de los bucles EF1, EF3, EF4 y EF5. La estructura de la calbindina de rata se resolvió originalmente mediante resonancia magnética nuclear y fue una de las proteínas más grandes que se determinó mediante esta técnica. [1] La secuencia de calbindina tiene 263 residuos de longitud y solo tiene una cadena. La secuencia consta principalmente de hélices alfa, pero no faltan láminas beta. Según el PDB de RMN (entrada PDB 2G9B) [2] es 44% helicoidal con 14 hélices que contienen 117 residuos y 4% lámina beta con 9 hebras que contienen 13 residuos.
En 2018 se publicó la estructura cristalina de rayos X de la calbindina humana (PDB entrada 6FIE). [3] [4] Se observaron diferencias entre la resonancia magnética nuclear y la estructura cristalina a pesar de una identidad de secuencia del 98% entre las isoformas de rata y humana. La dispersión de rayos X de ángulo pequeño indica que la estructura cristalina predice mejor las propiedades de la calbindina en solución en comparación con la estructura determinada por resonancia magnética nuclear.
La calbindina es un gen que responde a la vitamina D en muchos tejidos, en particular en el intestino del pollo, donde tiene una función clara en la mediación de la absorción de calcio. [5] En el cerebro, su síntesis es independiente de la vitamina D.
La calretinina, también conocida como calbindina 2, es una proteína de 29 kDa con un 58% de homología con la calbindina 1 y se encuentra principalmente en los tejidos nerviosos. [6] Está codificada en humanos por el gen CALB2 y anteriormente se conocía como calbindina-D29k .
La S100G, anteriormente calbindina 3 y calbindina-D9k , está presente en los enterocitos de los mamíferos (células epiteliales del intestino). La S100G también se puede encontrar en el riñón y el útero de algunas especies de mamíferos. Está codificada en los seres humanos por el gen S100G, que también se ha denominado CALB3 . No obstante, no existe homología entre la calbindina 1 y la S100G, aparte de sus dominios de unión al calcio ( EF-hands ): la S100G tiene dos EF-hands y la calbindina 1 tiene seis. A diferencia de la calbindina 1 y la 2, la S100G es un miembro de la familia S100 de proteínas de unión al calcio .
La S100G media el transporte de calcio a través de los enterocitos desde el lado apical, donde la entrada está regulada por el canal de calcio TRPV6 , hasta el lado basolateral, donde las bombas de calcio como la PMCA 1 utilizan trifosfato de adenosina intracelular para bombear calcio a la sangre. [7] El transporte de calcio a través del citoplasma del enterocito parece ser un factor limitante de la velocidad de absorción de calcio en el intestino; la presencia de calbindina aumenta la cantidad de calcio que cruza la célula sin aumentar la concentración libre. [8] La S100G también puede estimular las ATPasas basolaterales de bombeo de calcio . La expresión de la S100G, como la de la calbindina 1, es estimulada por el metabolito activo de la vitamina D , el calcitriol, aunque los mecanismos precisos aún son controvertidos. [9] En ratones en los que no se expresa el receptor de vitamina D , la S100G es menos abundante, pero no está ausente. [ cita requerida ]
Las proteínas de unión al calcio dependientes de la vitamina D fueron descubiertas en las fracciones citosólicas del intestino de pollo , y más tarde en el intestino y riñón de mamíferos, por investigadores como Robert Wasserman de la Universidad de Cornell . [10] [11] Dichas proteínas se unían al calcio en el rango micromolar y se reducían considerablemente en animales deficientes en vitamina D. La expresión podría inducirse tratando a estos animales con metabolitos de vitamina D como el calcitriol .
Se descubrió que existían en dos tamaños distintos con un peso molecular de aproximadamente 9 kDa y 28 kDa, y se les cambió el nombre a calbindinas.
Este artículo incorpora texto de la Biblioteca Nacional de Medicina de los Estados Unidos , que se encuentra en el dominio público .