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Messagers intermédiaires
Calmoduline : rôles

Sommaire
  1. En construction

 

définition

La calmoduline (CaM ou Calcium-Modulated protein) est une messager intermédiaire multifonctionnelle de liaison aux ions Ca++ exprimée dans toutes les cellules eucaryotes.

Vue d'ensemble des rôles de la CaM

1. La CaM est la cible du Ca++, considéré comme un second messager dans les processus de transduction du signal intracellulaire dépendant du calcium, qui modifient les interactions avec de nombreuses protéines cibles.

Calmoduline
Calmoduline
(Figure : vetopsy.fr)

2. Le rôle de la CaM est d'informer les canaux et les transporteurs des modifications de concentration intracellulaire de Ca++ en se liant aux domaines cytoplasmiques de ces protéines pour moduler leur fonction : on parle de calmodulation.

Quand le Ca++ se lie à la CaM, le complexe Ca++/CaM peut ensuite se lier et réguler ses cibles enzymatiques.

CaM et canaux ioniques

La liaison de CaM aux canaux ioniques dépend des canaux ioniques.

Inactivation CaM-dépendante (CDI)
Inactivations CaM-dépendante des Cav
(Figure : vetopsy.fr d'après Ben Johny et coll)

1. Dans les Cav, canaux calcium voltage-dépendants, le processus est complexe (loupe).

livre

Un chapitre spécial est consacré aux relations de la calmoduline avec les canaux Cav1 et Cav2.

La CaM, sans ions Ca++, est liée au canal :

Selon l'activation ou l'inactivation du canal, la CaM peut se lier à l'extrémité C-terminale, mais aussi au domaine NSCaTE (N-terminal spatial Ca++ transforming element) de l'extrémité N-terminale.

2. Dans les KCa, canaux potassiques à faible conductance, comme dans les canaux IK ou SK, c'est le lobe C qui se lie de manière constitutive au domaine CaMBD dans la région proximale membranaire de l'extrémité C intracellulaire du canal (CaMBD).

  • La structure du CaMBD isolé en complexe avec Ca++/CaM révèle une organisation dimérique de deux CaMBD et deux CaM, avec uniquement les mains E-F du lobe N occupées par les ions Ca++.
  • Chaque sous-unité du canal tétramérique lie un CaM, et la liaison et la déliaison des ions Ca++ aux mains-EF du lobe N de CaM provoquent des changements conformationnels pour l'ouverture et la fermeture du canal, respectivement.
Liaison de CaM à CaMBD
Liaison de CaM à CaMBD du IK
(Figure : vetopsy.fr d'après Morales et coll)

3. Dans certains canaux Nav, on trouve aussi des modulations par la calmoduline (Conservation of Ca2+/Calmodulin Regulation across Na and Ca2+ channels 2014).

4. D'autres canaux sont modulés par la CaM :

Densité postsynaptique

1. La " densité postsynaptique " (PSD) est un échafaudage des molécules de signalisation attachées à la membrane postsynaptique.

2. Une des principales cibles des CaM des épines dendritiques est la protéine kinase II Ca++/CaM-dépendante (CaMKII).

Elle joue un rôle central dans l'initiation de changements synaptiques persistants comme dans (A Dynamic Model of Interactions of Ca2+, Calmodulin, and Catalytic Subunits of Ca2+/Calmodulin-Dependent Protein Kinase II 2010) :

En construction