Kalbindin

Kalbindini su tri različita kalcij vežuća proteina: kalbindin, kalretinin i S100G. Prvobitno su opisani kao vitamin D-zavisni kalcij-vezujući proteini u crijevima i bubrezima kokošiju i sisara. Sada su klasificirani u različite potporodice jer se razlikuju u broju Ca²⁺ veza EF-šake.

Kalbindin 1, 28kDa
NMR snimak strukture rastvora Ca2+–napunjenog D28K-om.[1]
Identifikatori
Simbol	CALB1
Alt. simboli	CALB
NCBI gen	793
HGNC	1434
OMIM	114050
RefSeq	NM_004929
UniProt	P05937
Ostali podaci
Lokus	Hrom. 8 p11
Pretraga za Strukture Swiss-model Domene InterPro

Kalbindin 2, 29kDa (kalretinin)
Identifikatori
Simbol	CALB2
NCBI gen	794
HGNC	1435
OMIM	114051
RefSeq	NM_001740
UniProt	P22676
Ostali podaci
Lokus	Hrom. 16 q22.1
Pretraga za Strukture Swiss-model Domene InterPro

Kalbindin 1

Glavni članak: Kalbindin 1

Prvo se pokazalo da je kalbindin 1 ili jednostavno kalbindin prisutan u crijevima kod ptica, a zatim u bubrezima sisara. Također je izražen u velikom broju neuronskih i endokrinih ćelija, posebno u malom mozgu. To je protein od 28 kDa koji je kod ljudi kodiran genom CALB1.

Kalbindin sadrži četiri aktivna vezivanja za kalcijska domena i dva modificirana domena koji su izgubili svoj kapacitet vezanja za kalcij. Kalbindin djeluje kao kalcijev pufer i njegov senzor, a može držati četiri Ca²⁺ u EF-šakama petlji EF1, EF3, EF4 i EF5. Struktura kalbindina pacova prvobitno je riješena nuklearnom magnetnom rezonancom i bio je jedan od najvećih proteina koji je tada određen ovom tehnikom.^[1] Sekvenca kalbindina duga je 263 ostatka i ima samo jedan lanac. Niz se sastoji uglavnom od alfa-heliksa, ali beta listovi ne nedostaju. Prema NMR PDB (PDB unos 2G9B) ^[2] spiralna je 44% sa 14 spirala koje sadrže 117 ostataka i 4% beta-listova sa devet lanaca koji sadrže 13 ostataka. U 2018., objavljena je rendgenska kristalna struktura ljudskog kalbindina (PDB unos 6FIE).^[3][4] Uočene su razlike između nuklearne magnetne rezonance i kristalne strukture, uprkos 98% identičnosti sekvence između pacova i ljudskih izoformi. Rasipanje rendgenskih zraka malog ugla ukazuje na to da kristalna struktura bolje predviđa svojstva kalbindina u rastvoru u odnosu na strukturu određenu nuklearnom magnetnom rezonancom.

Kalbindinski je vitamin D-odgovorni gen koji reagira u mnogim tkivima, posebno u pilećem crijevu, gdje ima jasnu funkciju u posredovanju apsorpcije kalcija.^[5] U mozgu, njegova sinteza je neovisna o vitaminu-D.

Kalbindin 2 (kalretinin)

Glavni članak: Kalretinin

Kalretinin, poznat i kao kalbindin 2, protein je od 29 kDa s 58% homologije sa kalbindinom 1 i uglavnom se nalazi u nervnim tkivima.^[6] Kod ljudi, kodiran je u genom CALB2, a ranije je bio poznat kao kalbindin-D29k.

Kalbindin 3 (S100G)

S100G, nekadašnji kalbindin 3 i kalbindin-D9k, prisutan je u enterocitima sisara (epitelne ćelije crijeva). S100G se također može naći u bubrezima i maternici kod nekih vrsta sisara. Kod ljudi, kodiran je genom S100G, koji je također nazvan i CALB3. Bez obzira na to, ne postoji homologija između kalbindina 1 i S100G, osim njihovih domena vezivanja kalcija (EF-šaka): S100G ima dvije EF-šake, a kalbindin 1 šest. Za razliku od kalbindina 1 i 2, S100G je član porodice S100, porodice kalcij-vežućih proreina.

S100G posreduje u transportu kalcija kroz enterocite sa apikalne strane, gdje je ulaz reguliran pomoću kalcijskog kanala TRPV6, na bazolateralnu stranu, gdje kalcijska pumpa kao što je PMCA 1 koristi unutarćelijski adenozin-trifosfat za pumpanje kalcija u krv.^[7] Transport kalcija kroz citoplazmu enterocita ograničavaju nivo njegove apsorpcije u crijevima; prisustvo kalbindina povećava količinu kalcija koji prelazi kroz ćeliju, bez povećanja slobodne koncentracije.^[8] S100G također može stimulirati bazolateralno pumpanje kalcijevih ATPaza. Ekspresija S100G, poput kalbindina 1, stimulira se aktivnim vitaminom D, metabolitima, kalcitriolom, iako su precizni mehanizmi još uvijek kontroverzni.^[9] Kod miševa kod kojih receptor vitamina D nije izražen, S100G je manje zastupljen ili ne postoji.

Otkriće

Vitamin D-ovisni kalcij-vezujući proteini otkriveni su u citosolnim frakcijama kokošijih crijeva, a kasnije i u crijevima i bubrezima sisara, što su učinili istraživači uključujući Roberta Wassermana sa Univerziteta Kornel (Cornell University).^[10][11] Takvi proteini vezali su kalcij u mikromolarnom opsegu i bili su znatno smanjeni kod životinja s nedostatkom vitamina D. Ekspresija se može podstaknuti tretiranjem ovih životinja sa metabolitima vitamina D, kao što je kalcitriol.

Otkriveno je da postoje u dvije različite veličine s molekulse masom od približno 9 kDa i 28 kDa, te su preimenovani u kalbindine.