Calmoduline

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Structure d'une calmoludine humaine (PDB 1CLL[1]).

La calmoduline (CaM) est une protéine ubiquitaire, capable de s'associer aux ions calcium présents dans le milieu cellulaire. Elle possède en effet 4 motifs en main EF, chacun étant capable de s'associer avec un atome de calcium.

Structure[modifier | modifier le code]

Elle comprend 148 acides aminés constituant deux sous-unités globulaires[2].

Rôles[modifier | modifier le code]

La liaison avec l'ion calcium induit un changement de conformation de la protéine et forme un complexe calcium-calmoduline (Ca2+-CaM). Ce complexe permet l'activation, par changement de conformation, de nombreuses protéines, dont l'adénylate cyclase.

Elle fait partie de plusieurs canaux ioniques modulés par le calcium[3], dont le KCNQ1[4], canal potassique dont la dysfonction provoque certains troubles du rythme cardiaque. Le complexe Ca2+/calmoduline assure la régulation de la Protéine kinase Ca2+/calmoduline-dépendante.

La plupart des calmodulines sont capables de fixer quatre ions Ca2+ par liaison coopérative.

La calmoduline possède un rôle dans le métabolisme énergétique en se liant à la phosphorylase kinase afin d'activer la glycogénolyse. Ayant par ailleurs une structure homologue à 70 % à celle de la troponine C, elle permet la synchronisation de la contraction musculaire et de la glycogénolyse.

Les gènes[modifier | modifier le code]

La calmoduline humaine est codée par trois gènes, CALM1, CALM2 et CALM3, respectivement situés sur le chromosome 14, 2 et 19.

Rôle dans les maladies humaines[modifier | modifier le code]

Les mutations d'un des gènes peuvent provoquer des troubles du rythme cardiaque graves chez l'enfant[5].

Protéines dérivées[modifier | modifier le code]

Associée au peptide synthétique M13 et à deux protéines fluorescentes (par exemple YFP et CFP), elle constitue une protéine synthétique dite « Caméléon » en raison du changement de couleur lié à la fixation du calcium.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. (en) Rajagopal Chattopadhyaya, William E. Meador, Anthony R. Means et Florante A. Quiocho, « Calmodulin structure refined at 1.7 Å resolution », Journal of Molecular Biology, vol. 228, no 4,‎ , p. 1177-1192 (PMID 1474585, DOI 10.1016/0022-2836(92)90324-D, lire en ligne)
  2. Kuboniwa H, Tjandra N, Grzesiek S et al. Solution structure of calcium-free calmodulin, Nat Struct Biol, 1995;2:768–776
  3. Saimi Y, Kung C, Calmodulin as an ion channel subunit, Annu Rev Pysiol, 2002;64:289–311
  4. Ghosh S, Nunziato DA, Pitt GS, KCNQ1 assembly and function is blocked by long-QT syndrome mutations that disrupt interaction with calmodulin, Circ Res, 2006;98:1048–1054
  5. Crotti L, Johnson CN, Graf E et al. Calmodulin mutations associated with recurrent cardiac arrest in infants, Circulation, 2013;127:1009-1017