Calpaína

As calpaína ( EC 3.4.22.52 , EC 3.4.22.53 ) são cisteína proteases , não lisossomais , cuja atividade, tipo papaína , é dependente do cálcio . Essas enzimas são responsáveis ​​pela proteólise dependente de cálcio neutra. As calpaínas têm um domínio que lhes permite interagir com o cálcio. Diz-se que este domínio, fortemente homólogo à calmodulina , é semelhante à calmodulina e exibe estruturas EF-Hand capazes de se ligar a íons de cálcio.

O sítio ativo das calpaínas consiste em três aminoácidos (tríade catalítica): Cisteína (C), Histidina (H) e Asparagina (N).

Histórico

A história das calpaínas começa em meados da década de 1960, quando atividades proteolíticas dependentes de cálcio foram detectadas no cérebro , cristalino e outros tecidos. As enzimas responsáveis ​​por essa proteólise foram chamadas de CAPN para proteases neutras ativadas por cálcio . As duas primeiras enzimas (calpaínas 1 e 2) foram isoladas em 1964 por Guroff. Suas atividades semelhantes à papaína, dependentes de cálcio, não lisossomais e de pH neutro, os diferenciam claramente das catepsinas . O nome calpaína é escolhido pela contração do cálcio e da papaína . Desde então, vários outros calpaínas foram identificados. Além disso, certas proteínas já descobertas, como nCL-2, nCL-4 e SolH, foram consideradas calpaínas e, portanto, foram reclassificadas nesta família de proteases. Como o nome dessas proteínas não permite que sejam claramente identificadas como calpaínas, uma nova nomenclatura  foi instituída pela FASEB em 2001 .

A última calpaína foi identificada em 2001, elevando o número de calpaínas para 14.

Funções fisiológicas e problemas médicos

Eles ainda são mal compreendidos, mas a partir de 2016, sabia-se que a atividade anormal (desregulada) da calpaína desempenha um papel importante em muitas doenças, incluindo diabetes , distrofia muscular , doenças cardiovasculares e pulmonares , neurodegeneração e câncer .

Nomenclatura

A nomenclatura atual, introduzida em 2001 quando da FASEB Summer Research Conferences , distingue 14 calpaína diferentes, calpaína 1 a calpaína 15 (observe a ausência de calpaína 4), codificados pelos genes capn1 a capn15 . A antiga calpaína 4 corresponde a uma subunidade regulatória capaz de se heterodimerizar com as calpaínas 1 e 2. Não tendo atividade proteolítica, foi renomeada para Css1 para Calpaína Subunidade Pequena 1 . Uma segunda subunidade regulatória foi identificada em 2002 e denominada Css2.

A tabela a seguir resume a nova nomenclatura:

Calpaínas diferentes	Genes Capn	Anciãos ou outros nomes usados	Ano de identificação	EF-Hand	Tecidos
Calpain 1	capn1	CAPN1 ou µ-calpaína	1964	+	onipresente
Calpaína 2	capn2	CAPN2 ou m-calpaína	1964	+	onipresente
Calpaína 3	capn3	nCL-1 ou p94	1989	+	músculo esquelético , cristalino , retina
Calpaína 5	capn5	htra3, nCL-3	1997	-	onipresente
Calpaína 6	capn6	CAPNX, calpamodulina	1997	-	placenta , útero
Calpaín 7	capn7	palBX	1999	-	onipresente
Calpaín 8	capn8	nCL-2	1993	+	estômago
Calpaín 9	capn9	nCL-4	1998	+	Digestivo
Calpaín 10	capn10	CAPN10 ou CAPN8	2000	-	onipresente
Calpaín 11	capn11	CAPN11	1999	+	testículos
Calpaín 12	capn12	CAPN12	2000	+	onipresente
Calpaín 13	capn13	CAPN13	2001	+	testículos , pulmão
Calpaín 14	capn14	CAPN14	2001	-	onipresente
Calpaín 15	capn15	SolH		-	onipresente

Subunidades regulatórias	Génova	Nomes antigos usados	Ano de identificação	EF-Hand	Tecidos
Css1	capn-s1 ou cpns1	calpaína 4 ou CAPN4	1964	+	onipresente
Css2	capn-s2 ou cpns2		2002	+	específico do tecido ( a ser determinado )

Classificações

Calpaínas são classificadas de acordo com duas classificações diferentes.

• O primeiro é baseado na presença ou ausência de estruturas EF-Hand permitindo a ligação do cálcio . Calpaínas que possuem essas estruturas são consideradas "convencionais" ou "típicas". Por outro lado, calpaínas desprovidas de EF-Hand são consideradas atípicas.
  • Calpains típicos: Calpains 1, 2, 3, 8, 9, 11, 12 e 13.
  • Calpaínas atípicas: Calpaínas 5, 6, 7, 10, 14 e 15.
• A segunda classificação é baseada na localização das enzimas , distinguindo calpaínas ubíquas, presentes em todas as células do corpo , independentemente do tecido considerado, e calpaínas específicas de tecido, expressas apenas em determinados tecidos.
  • Calpains onipresentes: Calpains 1, 2, 5, 7, 10, 12, 14 e 15.
  • Calpaínas de tecido específico: Calpaínas 3, 6, 8, 9, 11 e 13.

Notas e referências

1. The Biology of Calpains in Health & Disease 17-22 de julho de 2016; organizado pela FASEB , Local: Big Sky, MT, Estados Unidos ( Site )

links externos

• “  The Calpain Family  ” ( Arquivo • Wikiwix • Archive.is • Google • O que fazer? ) (Acessado em 21 de setembro de 2017 ) (2001). Universidade do Arizona.

Bibliografia

• Goll, DE, Thompson, VF, Li, H., Wei, W., & Cong, J. (2003). O sistema calpaína. Physiol. Rev. , 83 (3): 731-801. PMID 12843408
• Guroff, G. (1964). Proteinase neutra ativada por cálcio da fração solúvel do cérebro de rato. J. Biol. Chem. , 239: 149-155. PMID 14114836
• (en) Liu J, Liu MC, Wang KK, “  Calpain in the CNS: from synaptic function to neurotoxicity  ” , Sci Signal , vol.  1, n o  14,2008, re1 ( PMID  18398107 , DOI  10.1126 / stke.114re1 )
• Schad, E., Farkas, A., Jekely, G., Tompa, P., & Friedrich, P. (2002). Uma nova pequena subunidade humana de calpaínas. Biochem. J. , 362: 383-388. PMID 11853546
• (pt) Suzuki K, Hata S, Kawabata Y, Sorimachi H, “  Estrutura, ativação e biologia da calpaína  ” , Diabetes , vol.  Supl 1,Fevereiro de 2004, S12-8 ( PMID  14749260 , DOI  10.2337 / diabetes.53.2007.s12 )
• Yuen PW, Wang KW, Calpains: Pharmacology and Toxicology of a Cellular Protease , Boca Raton, CRC Press,1999( ISBN  1-56032-713-8 )

Conferência Internacional

• The Biology of Calpains in Health & Disease 17 a 22 de julho de 2016, organizado pela FASEB , Local: Big Sky, MT, Estados Unidos ( website )