कैल्शियम पंप: कार्य, प्रकार, संरचना और संचालन - जीवविज्ञान - 2025

कैल्शियम पंप एक प्रोटीन प्रकृति कि कोशिका झिल्ली के माध्यम से कैल्शियम के परिवहन के लिए जिम्मेदार है की एक संरचना है। यह संरचना ATP पर निर्भर है और इसे ATPase जैसी प्रोटीन माना जाता है, जिसे Ca ²⁺ -ATPase भी कहा जाता है ।

Ca ²⁺ -ATPase यूकेरियोटिक जीवों की सभी कोशिकाओं में पाया जाता है और सेल में कैल्शियम होमोस्टेसिस के लिए आवश्यक है। यह प्रोटीन प्राथमिक सक्रिय परिवहन करता है, क्योंकि कैल्शियम अणुओं का संचलन उनकी सांद्रता प्रवणता के विरुद्ध जाता है।

SERCA क्रिस्टलोग्राफिक संरचना।

स्रोत: Wcnsaffo

कैल्शियम पंप के कार्य

सीए ²⁺ सेल में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, इसलिए उनके भीतर इसका विनियमन इसके उचित कार्य के लिए आवश्यक है। अक्सर दूसरे दूत के रूप में कार्य करता है।

बाह्य रिक्त स्थान में, सीए ²⁺ एकाग्रता कोशिकाओं के भीतर की तुलना में लगभग 10,000 गुना अधिक है। सेल साइटोप्लाज्म में इस आयन की बढ़ी हुई एकाग्रता विभिन्न प्रतिक्रियाओं को ट्रिगर करती है, जैसे मांसपेशियों में संकुचन, न्यूरोट्रांसमीटर की रिहाई और ग्लाइकोजन का टूटना।

इन आयनों को कोशिकाओं से स्थानांतरित करने के कई तरीके हैं: निष्क्रिय परिवहन (निरर्थक निकास), आयन चैनल (उनके विद्युत रासायनिक ढाल के पक्ष में आंदोलन), विरोधी-समर्थन प्रकार (Na / Ca) के माध्यमिक सक्रिय परिवहन, और पंप के साथ प्राथमिक परिवहन। एटीपी निर्भर।

अन्य सीए ^{2 +} विस्थापन तंत्रों के विपरीत, पंप वेक्टर रूप में संचालित होता है। अर्थात्, आयन केवल एक दिशा में चलता है ताकि यह केवल उन्हें निष्कासित करके काम करे।

सेल सीए ^{2 +} एकाग्रता में परिवर्तन के लिए बेहद संवेदनशील है । इस तरह के एक चिह्नित अंतर को उनके बाह्य एकाग्रता के साथ पेश करके, इसलिए यह महत्वपूर्ण है कि उनके सामान्य साइटोसोलिक स्तरों को कुशलतापूर्वक बहाल किया जाए।

प्रकार

जानवरों के कोशिकाओं में तीन प्रकार के सीए ² -एटपीस का वर्णन किया गया है, कोशिकाओं में उनके स्थानों के अनुसार; प्लाज़्मा झिल्ली (पीएमसीए) में स्थित पंप, जो एंडोप्लाज़मिक रेटिकुलम और न्यूक्लियर मेम्ब्रेन (एसआरसीए) में स्थित होते हैं, और जो गोल्गी उपकरण झिल्ली (एसपीसीए) में पाए जाते हैं।

SPCA पंप Mn ²⁺ आयनों को भी परिवहन करते हैं जो गोल्गी उपकरण मैट्रिक्स में विभिन्न एंजाइमों के कोफ़ैक्टर्स हैं।

खमीर कोशिकाएं, अन्य यूकेरियोटिक जीव और पादप कोशिकाएं अन्य प्रकार के बहुत ही विशेष Ca ²⁺ -ATPases पेश करती हैं।

संरचना

पीएमसीए पंप

प्लाज्मा झिल्ली में हम सक्रिय एंटीपॉर्टिक ना / सीए परिवहन पाते हैं, जो आराम और गतिविधि में कोशिकाओं में सीए ²⁺ की एक महत्वपूर्ण राशि के विस्थापन के लिए जिम्मेदार है । एक आराम करने की स्थिति में अधिकांश कोशिकाओं में, बाहर तक कैल्शियम ले जाने के लिए पीएमसीए पंप जिम्मेदार है।

ये प्रोटीन लगभग 1,200 अमीनो एसिड से बना होता है, और इसमें 10 ट्रांसमेम्ब्रेन सेगमेंट होते हैं। साइटोसोल में 4 मुख्य इकाइयाँ होती हैं। पहली इकाई में टर्मिनल अमीनो समूह शामिल है। दूसरी में बुनियादी विशेषताएं हैं, जो इसे एसिड फॉस्फोलिपिड्स को सक्रिय करने के लिए बाध्य करती है।

तीसरी इकाई में कैटेलिटिक फ़ंक्शन के साथ एक एसपारटिक एसिड होता है, और एटीपी बाध्यकारी डोमेन में यह एक फ़्लोरेसिन आइसोटोसायनेट बाइंडिंग बैंड का "डाउनस्ट्रीम" होता है।

चौथी इकाई में शांतोडुलिन बाइंडिंग डोमेन है, कुछ किनेसेस (ए और सी) की मान्यता स्थल और एलॉस्टरिक सीए ²⁺ बाइंडिंग बैंड ।

SERCA पंप

SERCA पंप मांसपेशियों की कोशिकाओं के सारकोप्लास्मिक जालिका में बड़ी मात्रा में पाए जाते हैं और उनकी गतिविधि मांसपेशियों के आंदोलन चक्र में संकुचन और विश्राम से संबंधित होती है। इसका कार्य सेल साइटोसोल से रेटिकुलम मैट्रिक्स में सीए ²⁺ परिवहन करना है।

इन प्रोटीन्स में 10 पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला वाले 10 पॉलीपेप्टाइड चेन होते हैं। इसकी संरचना मूल रूप से पीएमसीए प्रोटीन के समान है, लेकिन यह इस बात में भिन्न है कि उनके पास साइटोप्लाज्म के भीतर केवल तीन इकाइयां हैं, जो सक्रिय साइट तीसरी इकाई में है।

इस प्रोटीन के कामकाज के लिए आयनों के परिवहन के दौरान आरोपों के संतुलन की आवश्यकता होती है। दो सीए ²⁺ (हाइड्रोलाइज्ड एटीपी द्वारा) साइटोसोल से रेटिकुलम मैट्रिक्स तक विस्थापित किया जाता है, एक बहुत ही उच्च सांद्रता ढाल के खिलाफ।

यह परिवहन एक एंटीपॉर्टल तरीके से होता है, क्योंकि एक ही समय में दो एच ⁺ मैट्रिक्स से साइटोसोल के लिए निर्देशित होते हैं।

संचालन का तंत्र

SERCA पंप

परिवहन तंत्र को दो राज्यों E1 और E2 में विभाजित किया गया है। ई 1 में बाध्यकारी साइटों में सीए ^{2+ के} लिए एक उच्च संबंध है, साइटोसोल की ओर निर्देशित होते हैं। ई 2 में, बाध्यकारी साइटों को रेटिकुलम के लुमेन की ओर निर्देशित किया जाता है, सीए ^{2+ के} लिए कम आत्मीयता पेश करता है । स्थानांतरण के बाद दो सीए ²⁺ आयन बांड।

सीए के बंधन और स्थानांतरण के दौरान ^{2 +}, गठनात्मक परिवर्तन प्रोटीन है, जो कोशिका की ओर है के एम डोमेन के उद्घाटन सहित होते हैं। आयन तब उक्त डोमेन की दो बाध्यकारी साइटों पर अधिक आसानी से बाँधते हैं।

दो सीए ²⁺ आयनों का संघ प्रोटीन में संरचनात्मक परिवर्तनों की एक श्रृंखला को बढ़ावा देता है। उनमें से कुछ डोमेन (डोमेन ए) का रोटेशन होता है जो पंप की इकाइयों को पुनर्गठित करता है, जिससे आयनों को रिहा करने के लिए रेटिकुलम मैट्रिक्स की ओर खुलने में सक्षम होता है, जो बाध्यकारी साइटों पर आत्मीयता में कमी के लिए धन्यवाद के बिना अनछुए होते हैं।

एच ⁺ प्रोटॉन और पानी के अणुओं को स्थिर सीए ^{2 +} बाध्यकारी साइट, उसकी मूल स्थिति में घुमाने वापस करने के लिए एक डोमेन के कारण, जालिका के लिए उपयोग बंद करने।

PMCA पंप

इस प्रकार का पंप सभी यूकेरियोटिक कोशिकाओं में पाया जाता है और कोशिकाओं के भीतर इसकी एकाग्रता को स्थिर रखने के लिए बाह्य अंतरिक्ष की ओर सीए ²⁺ के निष्कासन के लिए जिम्मेदार है।

इस प्रोटीन में, सीए ²⁺ आयन को हाइड्रोलाइज्ड एटीपी द्वारा ले जाया जाता है। साइटोप्लाज्म में शांतिकुलिन प्रोटीन के स्तर से परिवहन को नियंत्रित किया जाता है।

साइटोसोलिक Ca ²⁺ की सांद्रता बढ़ाने से, शांतोदुलिन का स्तर बढ़ जाता है, जो कैल्शियम आयनों को बांधता है। Ca ²⁺ -calmodulin जटिल तब PMCA पंप के बंधन स्थल पर इकट्ठा होता है। पंप में एक विरूपण परिवर्तन होता है जो उद्घाटन को बाह्य अंतरिक्ष में उजागर करने की अनुमति देता है।

कैल्शियम आयन जारी किए जाते हैं, सेल के अंदर सामान्य स्तर को बहाल करते हैं। नतीजतन सीए ²⁺ -क्लेमोडुलिन कॉम्प्लेक्स डिस्सेम्बल्स, पंप के संवहन को उसकी मूल स्थिति में लौटाता है।

संदर्भ

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