Širdies L-tipo Ca2+ kanalai: struktūra ir reguliacija

Abstract

Šiame apžvalginiame straipsnyje analizuojama įtampos valdomų širdies L-tipo Ca2+ kanalų struktūra bei jų reguliacijos mechanizmai. Širdies L-tipo Ca2+ kanalai sudaryti iš keturių skirtingų baltyminių subvienetų, tarp kurių svarbiausias yra kanalo porą suformuojantis subvienetas a1. Širdies ląstelių L-tipo Ca2+ kanalai yra pagrindinis Ca2+ jonų patekimo kelias iš ląstelės išorės į citoplazmą ir yra labai svarbi širdies Ca2+ jonų apykaitą reguliuojanti sistema. Nuo šių kanalų aktyvumo priklauso sarkoplazminio tinklo RyR2 kanalų aktyvumas ir širdies raumens susitraukimo jėga, kartu ir širdies darbas. Vienas svarbiausių L-tipo Ca2+ kanalų aktyvumo reguliavimo būdų yra kanalą sudarančių baltymų fosforilinimas įvairiomis kinazėmis. L-tipo Ca2+ kanalų aktyvumas taip pat priklauso nuo Ca2+ jonų koncentracijos citoplazmoje. Širdies ląstelėms būdinga Ca2+ srovės fasilitacija ir šis procesas priklauso nuo L-tipo Ca2+ kanalų fosforilinimo bei Ca2+ jonų koncentracijos citoplazmoje. L-tipo Ca2+ kanalų reguliacijos sutrikimai ir ląstelinės Ca2+ jonų apykaitos pokyčiai yra tiesiogiai susiję su širdies ligomis, lemia gyvenimo kokybę bei trukmę

This review analyzes the structure and regulation mechanisms of voltage-dependent L-type Ca2+ channel in the heart. L-type Ca2+ channels in the heart are composed of four different polypeptide subunits, and the pore-forming subunit a1 is the most important part of the channel. In cardiac myocytes, Ca2+ enter cell cytoplasm from extracellular space mainly through L-type Ca2+ channels; these channels are very important system in heart Ca2+ uptake regulation. L-type Ca2+ channels are responsible for the activation of sarcoplasmic reticulum channels (RyR2) and force of muscle contraction generation in heart; hence, activity of the heart depends on L-type Ca2+ channels. Phosphorylation of channel-forming subunits by different kinases is one of the most important ways to change the activity of L-type Ca2+ channel. Additionally, the activity of L-type Ca2+ channels depends on Ca2+ concentration in cytoplasm. Ca2+ current in cardiac cells can facilitate, and this process is regulated by phosphorylation of L-type Ca2+ channels and intracellular Ca2+ concentration. Disturbances in cellular Ca2+ transport and regulation of L-type Ca2+ channels are directly related to heart diseases, life quality, and life span