Кальциевый канал, потенциал-зависимый, L-типа, субъединица альфа 1C (также известная как Ca v 1.2 ) — это белок , который у людей кодируется геном CACNA1C . [ 5] Ca v 1.2 — это субъединица потенциал-зависимого кальциевого канала L-типа . [6]
Субъединица альфа-1 состоит из 24 трансмембранных сегментов и образует пору, через которую ионы проходят в клетку. Кальциевый канал состоит из комплекса субъединиц альфа-1, альфа-2/дельта и бета в соотношении 1:1:1. Линкеры S3-S4 Cav1.2 определяют фенотип ворот и модулированную кинетику ворот канала. [8] Cav1.2 широко экспрессируется в гладких мышцах , клетках поджелудочной железы , фибробластах и нейронах . [9] [10] Однако он особенно важен и хорошо известен своей экспрессией в сердце, где он опосредует токи L-типа, что вызывает вызванное кальцием высвобождение кальция из хранилищ ЭР через рецепторы рианодина . Он деполяризуется при -30 мВ и помогает определить форму потенциала действия в сердечной и гладких мышцах. [8] Белок, кодируемый этим геном, связывается с дигидропиридином и ингибируется им . [11] В артериях мозга высокий уровень кальция в митохондриях повышает активность ядерного фактора каппа B NF-κB и транскрипцию CACNA1c, а также увеличивается функциональная экспрессия Cav1.2. [12] Cav1.2 также регулирует уровни остеопротегерина . [13]
Активность каналов CaV1.2 строго регулируется сигналами Ca 2+ , которые они производят. Увеличение внутриклеточной концентрации Ca 2+ вовлечено в облегчение Cav1.2, форму положительной обратной связи, называемую Ca 2+ -зависимым облегчением, которая усиливает приток Ca 2+ . Кроме того, увеличение притока внутриклеточной концентрации Ca 2+ вовлечено в оказание противоположного эффекта Ca2+-зависимой инактивации. [15] Оба эти механизма активации и инактивации включают связывание Ca 2+ с кальмодулином (CaM) в домене IQ в C-концевом хвосте этих каналов. [16] Каналы Cav1.2 расположены в среднем в кластере по восемь штук в клеточной мембране. Когда ионы кальция связываются с кальмодулином, который, в свою очередь, связывается с каналом Cav1.2, это позволяет каналам Cav1.2 внутри кластера взаимодействовать друг с другом. [17] Это приводит к тому, что каналы работают совместно, когда они открываются одновременно, пропуская больше ионов кальция, а затем закрываются вместе, позволяя клетке расслабиться. [17]
Для простоты показаны только два кальциевых канала, иллюстрирующие кластеризацию. Когда происходит деполяризация, ионы кальция текут через канал, и некоторые из них связываются с кальмодулином. Связывание кальция/кальмодулина с C-концевым пре-IQ доменом канала Cav1.2 способствует взаимодействию между каналами, которые находятся рядом друг с другом.
Клиническое значение
Мутация в гене CACNA1C, однонуклеотидный полиморфизм, расположенный в третьем интроне гена Cav1.2, [18] связаны с вариантом синдрома удлиненного интервала QT , называемым синдромом Тимоти [19] и, в более широком смысле, с другими расстройствами, связанными с CACNA1C , [19] , а также с синдромом Бругада . [20] Крупномасштабные генетические анализы показали возможность того, что CACNA1C связан с биполярным расстройством [21] и впоследствии также с шизофренией . [22] [23] [24] Кроме того, аллель риска CACNA1C был связан с нарушением связей в мозге у пациентов с биполярным расстройством, в то время как у их здоровых родственников или здоровых лиц контрольной группы не было связи или она была лишь в незначительной степени связана. [25] В первом исследовании среди индийской популяции было обнаружено, что исследование ассоциаций генома, связанных с шизофренией (GWAS), не связано с этим заболеванием. Кроме того, было обнаружено, что основной эффект rs1006737 связан с показателями эффективности пространственных способностей . Было обнаружено, что субъекты с генотипами, несущими аллель риска rs1006737 (G/A и A/A), имеют более высокие показатели эффективности пространственных способностей по сравнению с субъектами с генотипом G/G. В то время как в здоровой контрольной группе у лиц с генотипами G/A и A/A были обнаружены более высокие показатели скорости обработки пространственной памяти , чем у лиц с генотипами G/G, у первых были более низкие показатели, чем у последних у субъектов с шизофренией. В том же исследовании генотипы с аллелем риска rs1006737, а именно A/A, были связаны со значительно более низкими показателями шкалы выравнивания, преобразованной по шкале ненормальных и непроизвольных движений (AIMS) поздней дискинезии (TD). [26]
Интерактивная карта маршрутов
Нажмите на гены, белки и метаболиты ниже, чтобы перейти к соответствующим статьям Википедии. [§ 1]
^ Интерактивную карту путей можно редактировать на WikiPathways: «NicotineActivityonChromaffinCells_WP1603».
^ abc ENSG00000285479 GRCh38: Ensembl выпуск 89: ENSG00000151067, ENSG00000285479 – Ensembl , май 2017 г.
^ abc GRCm38: Ensembl выпуск 89: ENSMUSG00000051331 – Ensembl , май 2017 г.
^ "Human PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
^ "Mouse PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
^ Lacerda AE, Kim HS, Ruth P, Perez-Reyes E, Flockerzi V, Hofmann F, Birnbaumer L, Brown AM (август 1991 г.). «Нормализация кинетики тока путем взаимодействия между альфа-1 и бета-субъединицами дигидропиридин-чувствительного канала Ca2+ скелетных мышц». Nature . 352 (6335): 527–30. Bibcode :1991Natur.352..527L. doi :10.1038/352527a0. PMID 1650913. S2CID 4246540.
^ Catterall WA, Perez-Reyes E, Snutch TP, Striessnig J (декабрь 2005 г.). «Международный союз фармакологии. XLVIII. Номенклатура и структурно-функциональные связи потенциалзависимых кальциевых каналов». Pharmacological Reviews . 57 (4): 411–25. doi :10.1124/pr.57.4.5. PMID 16382099. S2CID 10386627.
^ Shaw RM, Colecraft HM (май 2013 г.). « Нацеливание кальциевых каналов L-типа и локальная передача сигналов в сердечных миоцитах». Cardiovascular Research . 98 (2): 177–86. doi :10.1093/cvr/cvt021. PMC 3633156. PMID 23417040.
^ ab Lipscombe D, Helton TD, Xu W (ноябрь 2004 г.). «Кальциевые каналы L-типа: низы». Журнал нейрофизиологии . 92 (5): 2633–41. doi :10.1152/jn.00486.2004. PMID 15486420. S2CID 52887174.
^ Кристель С, Ли А (август 2012 г.). «Ca2+-зависимая модуляция потенциал-зависимых Ca2+-каналов». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects . 1820 (8): 1243–52. doi :10.1016/j.bbagen.2011.12.012. PMC 3345169. PMID 22223119 .
^ Berger SM, Bartsch D (август 2014 г.). «Роль потенциалзависимых кальциевых каналов L-типа Cav1.2 и Cav1.3 в нормальной и патологической функции мозга». Cell and Tissue Research . 357 (2): 463–76. doi :10.1007/s00441-014-1936-3. PMID 24996399. S2CID 15914718.
^ «Ген Энтреза: потенциалзависимый, тип L, субъединица альфа 1C».
^ Narayanan D, Xi Q, Pfeffer LM, Jaggar JH (сентябрь 2010 г.). «Митохондрии контролируют функциональную экспрессию CaV1.2 в гладкомышечных клетках церебральных артерий». Circulation Research . 107 (5): 631–41. doi :10.1161/CIRCRESAHA.110.224345. PMC 3050675. PMID 20616314 .
^ Bergh JJ, Xu Y, Farach-Carson MC (январь 2004 г.). «Экспрессия и секреция остеопротегерина регулируются притоком кальция через потенциал-чувствительный кальциевый канал L-типа». Эндокринология . 145 (1): 426–36. doi : 10.1210/en.2003-0319 . PMID 14525906.
^ Cahalan MD (октябрь 2010 г.). «Клеточная биология. Как СТИМУЛИРОВАТЬ кальциевые каналы». Science . 330 (6000): 43–4. doi :10.1126/science.1196348. PMC 3133971 . PMID 20929798.
^ Исаев Д, Солт К, Гуртовая О, Ривз Дж. П., Широков Р. (май 2004). «Модуляция датчика напряжения L-типа Ca2+-каналов внутриклеточным Ca2+». Журнал общей физиологии . 123 (5): 555–71. doi :10.1085/jgp.200308876. PMC 2234499. PMID 15111645 .
^ Kim EY, Rumpf CH, Van Petegem F, Arant RJ, Findeisen F, Cooley ES, Isacoff EY, Minor DL (декабрь 2010 г.). «Множественные C-терминальные хвосты Ca(2+)/CaM регулируют функцию Ca(V)1.2, но не опосредуют димеризацию каналов». The EMBO Journal . 29 (23): 3924–38. doi :10.1038/emboj.2010.260. PMC 3020648 . PMID 20953164.
^ ab Dixon RE, Moreno CM, Yuan C, Opitz-Araya X, Binder MD, Navedo MF, Santana LF (2015). "Градированное Ca²⁺/кальмодулин-зависимое сопряжение потенциал-зависимых каналов CaV1.2". eLife . 4 . doi : 10.7554/eLife.05608 . PMC 4360655 . PMID 25714924.
^ Имбричи П., Камерино Д.К., Трикарико Д. (2013-05-07). "Основные каналы, вовлеченные в нейропсихиатрические расстройства и терапевтические перспективы". Frontiers in Genetics . 4 : 76. doi : 10.3389/fgene.2013.00076 . PMC 3646240. PMID 23675382.
^ ab Napolitano C, Timothy KW, Bloise R, Priori SG (1993). Adam MP, Everman DB, Mirzaa GM, Pagon RA, Wallace SE, Bean LJ, Gripp KW, Amemiya A (ред.). CACNA1C-связанные расстройства. Сиэтл (WA): Университет Вашингтона, Сиэтл. PMID 20301577 . Получено 12.12.2022 .{{cite book}}: |work=проигнорировано ( помощь )
^ Hedley PL, Jørgensen P, Schlamowitz S, Moolman-Smook J, Kanters JK, Corfield VA, Christiansen M (сентябрь 2009 г.). «Генетическая основа синдрома Бругада: обновление мутации». Human Mutation . 30 (9): 1256–66. doi :10.1002/humu.21066. PMID 19606473. S2CID 25207473.
^ Ferreira MA, O'Donovan MC, Meng YA, Jones IR, Ruderfer DM, Jones L и др. (сентябрь 2008 г.). «Совместный анализ ассоциаций по всему геному подтверждает роль ANK3 и CACNA1C в биполярном расстройстве». Nature Genetics . 40 (9): 1056–8. doi :10.1038/ng.209. PMC 2703780 . PMID 18711365.
"Channeling Mental Illness: GWAS Links Ion Channels, Bipolar Disorder". Форум по исследованию шизофрении . Архивировано из оригинала 2010-12-18.
^ Green EK, Grozeva D, Jones I, Jones L, Kirov G, Caesar S, Gordon-Smith K, Fraser C, Forty L, Russell E, Hamshere ML, Moskvina V, Nikolov I, Farmer A, McGuffin P, Holmans PA, Owen MJ, O'Donovan MC, Craddock N (октябрь 2010 г.). «Аллель риска биполярного расстройства в CACNA1C также несет риск рецидивирующей большой депрессии и шизофрении». Молекулярная психиатрия . 15 (10): 1016–22. doi :10.1038/mp.2009.49. PMC 3011210. PMID 19621016 .
^ Curtis D, Vine AE, McQuillin A, Bass NJ, Pereira A, Kandaswamy R, Lawrence J, Anjorin A, Choudhury K, Datta SR, Puri V, Krasucki R, Pimm J, Thirumalai S, Quested D, Gurling HM (февраль 2011 г.). «Анализ ассоциаций по геному случай-случай показывает маркеры, дифференциально связанные с шизофренией и биполярным расстройством, и подразумевает гены кальциевых каналов». Psychiatric Genetics . 21 (1): 1–4. doi :10.1097/YPG.0b013e3283413382. PMC 3024533 . PMID 21057379.
^ Рабочая группа по шизофрении Консорциума психиатрической геномики (2014-07-24). «Биологические идеи из 108 генетических локусов, связанных с шизофренией». Nature . 511 (7510): 421–427. Bibcode :2014Natur.511..421S. doi :10.1038/nature13595. ISSN 1476-4687. PMC 4112379 . PMID 25056061.
^ Радуа Дж., Сургуладзе СА., Маршалл Н., Уолш М., Брамон Э., Кольер ДА., Прата Д.П., Мюррей Р.М., Макдональд К. (май 2013 г.). «Влияние аллельной вариации CACNA1C на эффективную связность во время эмоциональной обработки при биполярном расстройстве». Молекулярная психиатрия . 18 (5): 526–7. doi : 10.1038/mp.2012.61 . PMID 22614292.
^ Punchaichira TJ, Kukshal P, Bhatia T, Deshpande SN (2023). «Влияние rs1108580 гена DBH и rs1006737 гена CACNA1C на когнитивные функции и позднюю дискинезию у больных шизофренией в Северной Индии». Молекулярная нейробиология . 60 (12): 6826–6839. doi :10.1007/s12035-023-03496-4. PMID 37493923. S2CID 260162784.
Дальнейшее чтение
Кемптон М.Дж., Руберто Г., Вассос Э., Татарелли Р., Жирарди П., Колльер Д., Франгу С. (декабрь 2009 г.). «Влияние аллеля риска CACNA1C биполярного расстройства на объем серого вещества головного мозга у здоровых людей». Американский журнал психиатрии . 166 (12): 1413–4. doi :10.1176/appi.ajp.2009.09050680. PMID 19952088.
Солдатов Н.М. (май 1992). «Молекулярное разнообразие транскриптов L-типа Ca2+-каналов в фибробластах человека». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 89 (10): 4628–32. Bibcode :1992PNAS...89.4628S. doi : 10.1073/pnas.89.10.4628 . PMC 49136 . PMID 1316612.
Powers PA, Gregg RG, Hogan K (сентябрь 1992 г.). «Картирование сцепления человеческого гена для альфа-1-субъединицы сердечного DHP-чувствительного Ca2+-канала (CACNL1A1) с хромосомой 12p13.2-pter с использованием динуклеотидного повтора». Genomics . 14 (1): 206–7. doi :10.1016/S0888-7543(05)80312-X. PMID 1330882.
Sun W, McPherson JD, Hoang DQ, Wasmuth JJ, Evans GA, Montal M (декабрь 1992 г.). «Картирование потенциалзависимого кальциевого канала человеческого мозга на хромосоме 12p13-pter человека». Genomics . 14 (4): 1092–4. doi :10.1016/S0888-7543(05)80135-1. PMID 1335957.
Powers PA, Gregg RG, Lalley PA, Liao M, Hogan K (июль 1991 г.). «Присвоение гена человека для альфа-1-субъединицы сердечного DHP-чувствительного Ca2+-канала (CCHL1A1) хромосоме 12p12-pter». Genomics . 10 (3): 835–9. doi :10.1016/0888-7543(91)90471-P. PMID 1653763.
Перес-Рейес Э., Вэй XY, Кастеллано А., Бирнбаумер Л. (ноябрь 1990 г.). «Молекулярное разнообразие кальциевых каналов L-типа. Доказательства альтернативного сплайсинга транскриптов трех неаллельных генов». Журнал биологической химии . 265 (33): 20430–6. doi : 10.1016/S0021-9258(17)30522-7 . PMID 2173707.
Солдатов Н.М., Бурон А., Рейтер Х. (май 1995 г.). «Различное зависимое от напряжения ингибирование дигидропиридинами вариантов сплайсинга человеческого канала Ca2+». Журнал биологической химии . 270 (18): 10540–3. doi : 10.1074/jbc.270.18.10540 . PMID 7737988.
Солдатов Н.М. (июль 1994). "Геномная структура человеческого L-типа Ca2+ канала". Геномика . 22 (1): 77–87. doi :10.1006/geno.1994.1347. PMID 7959794.
Tang S, Mikala G, Bahinski A, Yatani A, Varadi G, Schwartz A (июнь 1993 г.). «Молекулярная локализация участков ионной селективности в порах сердечного кальциевого канала L-типа человека». Журнал биологической химии . 268 (18): 13026–9. doi : 10.1016/S0021-9258(19)38613-2 . PMID 8099908.
Schultz D, Mikala G, Yatani A, Engle DB, Iles DE, Segers B, Sinke RJ, Weghuis DO, Klöckner U, Wakamori M (июль 1993 г.). «Клонирование, хромосомная локализация и функциональная экспрессия субъединицы альфа 1 потенциал-зависимого кальциевого канала L-типа из нормального человеческого сердца». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 90 (13): 6228–32. Bibcode : 1993PNAS...90.6228S. doi : 10.1073/pnas.90.13.6228 . PMC 46901. PMID 8392192 .
Perets T, Blumenstein Y, Shistik E, Lotan I, Dascal N (апрель 1996 г.). "Потенциальное место функциональной модуляции протеинкиназой A в субъединице альфа 1C сердечного канала Ca2+". FEBS Letters . 384 (2): 189–92. Bibcode : 1996FEBSL.384..189P. doi : 10.1016/0014-5793(96)00303-1. PMID 8612821. S2CID 40550657.
Andersson B, Wentland MA, Ricafrente JY, Liu W, Gibbs RA (апрель 1996 г.). «Метод «двойного адаптера» для улучшенного построения библиотеки дробовика». Аналитическая биохимия . 236 (1): 107–13. doi :10.1006/abio.1996.0138. PMID 8619474.
Солдатов Н.М., Цюльке РД, Бурон А., Рейтер Х. (февраль 1997 г.). «Молекулярные структуры, участвующие в инактивации кальциевых каналов L-типа. Роль карбоксильно-концевой области, кодируемой экзонами 40-42 в субъединице альфа1С, в кинетике и зависимости инактивации от Ca2+». Журнал биологической химии . 272 (6): 3560–6. doi : 10.1074/jbc.272.6.3560 . PMID 9013606.
Klöckner U, Mikala G, Eisfeld J, Iles DE, Strobeck M, Mershon JL, Schwartz A, Varadi G (март 1997). "Свойства трех вариантов сплайсинга COOH-терминала альфа-1-субъединицы L-типа Ca2+-канала сердца человека". The American Journal of Physiology . 272 (3 Pt 2): H1372–81. doi :10.1152/ajpheart.1997.272.3.H1372. PMID 9087614.
Yu W, Andersson B, Worley KC, Muzny DM, Ding Y, Liu W, Ricafrente JY, Wentland MA, Lennon G, Gibbs RA (апрель 1997 г.). "Крупномасштабное конкатенационное секвенирование ДНК". Genome Research . 7 (4): 353–8. doi :10.1101/gr.7.4.353. PMC 139146 . PMID 9110174.
Gao T, Yatani A, Dell'Acqua ML, Sako H, Green SA, Dascal N, Scott JD, Hosey MM (июль 1997 г.). "цАМФ-зависимая регуляция сердечных Ca2+-каналов L-типа требует мембранного нацеливания PKA и фосфорилирования субъединиц канала". Neuron . 19 (1): 185–96. doi : 10.1016/S0896-6273(00)80358-X . PMID 9247274. S2CID 3253007.
Zühlke RD, Bouron A, Soldatov NM, Reuter H (май 1998). «Чувствительность Ca2+-канала к блокатору исрадипину зависит от альтернативного сплайсинга гена субъединицы альфа1С человека». FEBS Letters . 427 (2): 220–4. Bibcode : 1998FEBSL.427..220Z. doi : 10.1016/S0014-5793(98)00425-6. PMID 9607315. S2CID 32580111.
Meyers MB, Puri TS, Chien AJ, Gao T, Hsu PH, Hosey MM, Fishman GI (июль 1998). "Сорцин ассоциируется с порообразующей субъединицей потенциал-зависимых каналов L-типа Ca2+". Журнал биологической химии . 273 (30): 18930–5. doi : 10.1074/jbc.273.30.18930 . PMID 9668070.
Liu WS, Soldatov NM, Gustavsson I, Chowdhary BP (1999). "Анализ Fiber-FISH 3'-концевой области гена альфа-1C субъединицы человеческого L-типа Ca2+-канала". Hereditas . 129 (2): 169–75. doi : 10.1111/j.1601-5223.1998.00169.x . PMID 10022083.
