骨格および心筋のカルセストリンとカルシウム放出チャネル

カルセクストリンは、骨格筋および心筋の筋細胞質網状体（SR）における最も豊富なCa（2+） - 結合タンパク質です。収縮に必要なCa2+を最大20mmの総濃度で保存することができますが、遊離Ca2+濃度は約1mmのままです。この貯蔵容量は、緊張の最小限のランダウンで頻繁に収縮する能力を筋肉に付与します。Calechestestrinは非常に酸性で、最大50のCa（2+）の結合部位が含まれており、2つ以上の酸性残基のクラスタリングによって形成されます。Ca2+結合のKDは、アイソフォーム、種、および他のカチオンの存在に応じて、1〜100ミクロムです。カルセクストリンモノマーの分子量は約40 kDaで、約400残基が含まれています。モノマーには、Ca2+の存在下で安定したコンパクトなアルファヘリカル/ベータシートのチオレドキシンfoldを備えた3つのドメインが含まれています。タンパク質は、Ca2+濃度が1mmに近づくと重合します。ポリマーは、固有の膜タンパク質のトリアジンとjunctinを介して、またはRYRに直接結合することにより、リアノジン受容体（RYR）Ca2+放出チャネルに一端に固定されています。CA2+バッファーとしてのよく認識された役割に加えて、CaleShesteStrinがSRの内腔にいくつかの機能を持っていることが明らかになりつつあります。第一に、それはRYR活動の管腔レギュレーターです。トライアジンとジャンクンが存在する場合、カルセクストリンは、SRルーメンの遊離Ca2+濃度が1mmの場合、Ca2+放出チャネルを最大限に阻害します。Ca2+濃度が変化すると、Ca2+濃度が変化すると抑制が緩和されます。これらのCaleStrinのRYR増幅との関連の変化は、RYR活性に対する管腔Ca2+濃度の直接的な影響を増幅します。さらに、カルセストリンは、トリアジンとジャンクンを欠く精製RYRを活性化します。カルセクストリンのさらなる役割は、タンパク質のキナーゼ活性、そのチオレドキシン様構造、および貯蔵型Ca2+侵入に対するその影響によって示されます。明らかに、カルセストリンは、Ca2+イオンを緩衝する能力をはるかに超えるカルシウム恒常性において主要な役割を果たしています。

Calsequestrin is by far the most abundant Ca(2+)-binding protein in the sarcoplasmic reticulum (SR) of skeletal and cardiac muscle. It allows the Ca2+ required for contraction to be stored at total concentrations of up to 20mM, while the free Ca2+ concentration remains at approximately 1mM. This storage capacity confers upon muscle the ability to contract frequently with minimal run-down in tension. Calsequestrin is highly acidic, containing up to 50 Ca(2+)-binding sites, which are formed simply by clustering of two or more acidic residues. The Kd for Ca2+ binding is between 1 and 100 microM, depending on the isoform, species and the presence of other cations. Calsequestrin monomers have a molecular mass of approximately 40 kDa and contain approximately 400 residues. The monomer contains three domains each with a compact alpha-helical/beta-sheet thioredoxin fold which is stable in the presence of Ca2+. The protein polymerises when Ca2+ concentrations approach 1mM. The polymer is anchored at one end to ryanodine receptor (RyR) Ca2+ release channels either via the intrinsic membrane proteins triadin and junctin or by binding directly to the RyR. It is becoming clear that calsequestrin has several functions in the lumen of the SR in addition to its well-recognised role as a Ca2+ buffer. Firstly, it is a luminal regulator of RyR activity. When triadin and junctin are present, calsequestrin maximally inhibits the Ca2+ release channel when the free Ca2+ concentration in the SR lumen is 1mM. The inhibition is relieved when the Ca2+ concentration alters, either because of small changes in the conformation of calsequestrin or its dissociation from the junctional face membrane. These changes in calsequestrin's association with the RyR amplify the direct effects of luminal Ca2+ concentration on RyR activity. In addition, calsequestrin activates purified RyRs lacking triadin and junctin. Further roles for calsequestrin are indicated by the kinase activity of the protein, its thioredoxin-like structure and its influence over store operated Ca2+ entry. Clearly, calsequestrin plays a major role in calcium homeostasis that extends well beyond its ability to buffer Ca2+ ions.