SERCA
P-ATPasa de tipo ATPasa de calcio

SERCA , o Ca 2+ - ATPasa del retículo sarcoplásmico / endoplasmático , o SR Ca 2+ - ATPasa , es una P-ATPasa de tipo calcio ATPasa . Su función principal es transportar calcio desde el citosol al retículo sarcoplásmico.

Función

SERCA es una ATPasa de tipo P. [1] Reside en el retículo sarcoplásmico (SR) dentro de los miocitos . [1] Es una ATPasa de Ca 2+ que transfiere Ca 2+ desde el citosol de la célula hasta el lumen del SR. [1] Esto utiliza energía de la hidrólisis de ATP durante la relajación muscular. [1]

Hay tres dominios principales en la cara citoplasmática de SERCA: los dominios de fosforilación y unión de nucleótidos, que forman el sitio catalítico , y el dominio actuador, que está involucrado en la transmisión de los principales cambios conformacionales .

Además de sus funciones de transporte de calcio, SERCA1 genera calor en el tejido adiposo pardo y en los músculos esqueléticos . [2] [3] Junto con el calor que produce naturalmente debido a su ineficiencia en el bombeo de Ca2+
Los iones, cuando se unen a un regulador llamado sarcolipina, dejan de bombear y funcionan únicamente como hidrolasa de ATP. Este mecanismo de termogénesis está muy extendido en mamíferos y en peces endotérmicos . [4] [5]

Regulación

La velocidad a la que SERCA mueve Ca 2+ a través de la membrana del SR puede ser controlada por la proteína reguladora fosfolamban (PLB/PLN). SERCA no es tan activa cuando PLB está unida a ella. El aumento de la estimulación β-adrenérgica reduce la asociación entre SERCA y PLB por la fosforilación de PLB por PKA . [6] Cuando PLB se asocia con SERCA, la velocidad de movimiento de Ca 2+ se reduce; tras la disociación de PLB, el movimiento de Ca 2+ aumenta.

La regulación de la actividad de SERCA también puede implicar la fosforilación de SERCA misma mediante la interacción con GSK3β . Se ha demostrado que la fosforilación de SERCA2a en S663 reduce la actividad de SERCA2a. [7]

Otra proteína, la calsecuestrina , se une al calcio dentro del SR y ayuda a reducir la concentración de calcio libre dentro del SR, lo que ayuda a SERCA a no tener que bombear contra un gradiente de concentración tan alto . El SR tiene una concentración mucho mayor de Ca 2+ (10 000x) en su interior en comparación con la concentración de Ca 2+ citoplasmático . SERCA2 puede ser regulada por microARN; por ejemplo, miR-25 suprime SERCA2 en la insuficiencia cardíaca.

Con fines experimentales, SERCA puede ser inhibida por tapsigargina e inducida por istaroxima .

La función de SERCA se regula positivamente en el músculo esquelético de conejos [8] y en el miocardio de roedores [9] [10] por las hormonas tiroideas. Este mecanismo puede contribuir al efecto proarritmogénico de la tirotoxicosis. [11]

Parálogos

Hay tres parálogos principales , SERCA1-3, que se expresan en diversos niveles en diferentes tipos de células.

Existen isoformas postraduccionales adicionales de SERCA2 y SERCA3, que sirven para introducir la posibilidad de respuestas de recaptación de Ca 2+ específicas del tipo de célula , además de aumentar la complejidad general del mecanismo de señalización de Ca 2+ .

Referencias

  1. ^ abcd Marín-García, José (2014-01-01), Marín-García, José (ed.), "Capítulo 23 - Terapia basada en genes y células para enfermedades cardiovasculares", Cardiología postgenómica (segunda edición) , Boston: Academic Press, pp. 783–833, doi :10.1016/b978-0-12-404599-6.00023-8, ISBN 978-0-12-404599-6, consultado el 28 de diciembre de 2020
  2. ^ de Meis L; Oliveira GM; Arruda AP; Santos R; Costa RM; Benchimol M (2005). "La actividad termogénica del tejido adiposo marrón de rata y la Ca2+-ATPasa del músculo blanco de conejo". IUBMB Life . 57 (4–5): 337–45. doi : 10.1080/15216540500092534 . PMID  16036618.
  3. ^ Arruda AP; Nigro M; Oliveira GM; de Meis L (junio de 2007). "Actividad termogénica de la Ca2+-ATPasa del retículo sarcoplásmico pesado del músculo esquelético: el papel del canal de Ca2+ de rianodina". Biochim. Biophys. Acta . 1768 (6): 1498–505. doi : 10.1016/j.bbamem.2007.03.016 . PMID  17466935.
  4. ^ Bal, Naresh C.; Periasamy, Muthu (2 de marzo de 2020). "Desacoplamiento de la actividad de la bomba de ATPasa de calcio del retículo sarcoendoplasmático por la sarcolipina como base para la termogénesis muscular sin temblores". Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences . 375 (1793): 20190135. doi :10.1098/rstb.2019.0135. PMC 7017432 . PMID  31928193. 
  5. ^ Legendre, Lucas J.; Davesne, Donald (2 de marzo de 2020). "La evolución de los mecanismos implicados en la endotermia de los vertebrados". Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences . 375 (1793): 20190136. doi : 10.1098/rstb.2019.0136 . PMC 7017440 . PMID  31928191. 
  6. ^ MacLennan, David H.; Kranias, Evangelia G. (julio de 2003). "Fosfolambano: un regulador crucial de la contractilidad cardíaca". Nature Reviews Molecular Cell Biology . 4 (7): 566–577. doi :10.1038/nrm1151. PMID  12838339. S2CID  3050392.
  7. ^ Gonnot, Fabrice; Boulogne, Laura; Brun, Camille; Día, Maya; Gouriou, Yves; Bidaux, Gabriel; Chouabé, Christophe; Crola Da Silva, Claire; Ducreux, Sylvie; Piloto, Bruno; Kaczmarczyk, Andrea; León, Christelle; Chanón, Stephanie; Perret, Coralie; Sciandra, Franck (8 de junio de 2023). "La fosforilación de SERCA2 en la serina 663 es un regulador clave de la homeostasis del Ca2+ en las enfermedades cardíacas". Comunicaciones de la naturaleza . 14 (1): 3346. doi : 10.1038/s41467-023-39027-x. ISSN  2041-1723. PMC 10250397 . PMID  37291092. 
  8. ^ Arruda, AP; Oliveira, GM; Carvalho, DP; De Meis, L (noviembre de 2005). "Las hormonas tiroideas regulan de manera diferencial la distribución de las isoformas de Ca(2+)-ATPasa (SERCA) del músculo esquelético de conejo en el retículo sarcoplásmico ligero y pesado". Biología molecular de membranas . 22 (6): 529–37. doi : 10.1080/09687860500412257 . PMID  16373324. S2CID  29949157.
  9. ^ Chang, KC; Figueredo, VM; Schreur, JH; Kariya, K; Weiner, MW; Simpson, PC; Camacho, SA (1 de octubre de 1997). "La hormona tiroidea mejora la función y el manejo del Ca2+ en la hipertrofia por sobrecarga de presión. Asociación con el aumento de la Ca2+-ATPasa del retículo sarcoplásmico y la cadena pesada de alfa-miosina en corazones de rata". The Journal of Clinical Investigation . 100 (7): 1742–9. doi :10.1172/JCI119699. PMC 508357 . PMID  9312172. 
  10. ^ Kaasik, Allen; Minajeva, Ave; Paju, Kalju; Eimre, Margus; Seppet, Enn K. (1997). "Las hormonas tiroideas afectan de manera diferencial la función del retículo sarcoplásmico en las aurículas y ventrículos de rata". Bioquímica Molecular y Celular . 176 (1/2): 119–126. doi :10.1023/A:1006887231150. PMID  9406153. S2CID  8199751.
  11. ^ Müller, Patrick; Leow, Melvin Khee-Shing; Dietrich, Johannes W. (15 de agosto de 2022). "Pequeñas perturbaciones de la homeostasis tiroidea y principales criterios de valoración cardiovasculares: mecanismos fisiológicos y evidencia clínica". Frontiers in Cardiovascular Medicine . 9 : 942971. doi : 10.3389/fcvm.2022.942971 . PMC 9420854 . PMID  36046184. 
  • ATPasas transportadoras de calcio del retículo sarcoplásmico en los encabezados de temas médicos (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.
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