Основные сведения о системе трансдукции сигнала в клетке

Участие ионов Са2+ в управлении
физиологическими процессами.
В организме растений и животных Са²⁺ является одним из важнейших вторичных посредников. Он передает внутриклеточным биохимическим системам сигналы, которые в форме электрических импульсов или химических соединений поступают к клетке извне на ее мембрану. Чтобы Са²⁺ эффективно управлял клеточными процессами, его функционирование, должно подвергаться регуляции. В клетке в ходе эволюции возникла сложная система белков, которые взаимодействуют с ионами кальция, тем самым управляя передачей и приемом внутриклеточных сообщений.
Белки, которые связывают Са²⁺, делятся на два класса: 1) мембранные белки, управляющие передвижением Са²⁺ через мембрану внутрь клетки или клеточных органелл; 2) растворимые белки, находящиеся в цитоплазме или внутри органелл.

Белки второго класса играют некоторую роль в регуляции концентрации кальция в клетке. Одним из важнейших связывающих Са²⁺ белков является кальмодулин. Кальмодулин присутствует во всех клетках млекопитающих и, по-видимому, является самым распространенным «переводчиком» внутриклеточных кальциевых сигналов. Он действует на ферменты, такие как протеинкиназы, которые фосфолируют другие белки. Фосфолирование может вызвать как активацию, так и ингибирование ферментов. Кальмодулин регулирует множество клеточных функций. Недавно было показано, что он участвует в секреции гормонов из желез эндокринной системы. Он влияет на форму клетки и на процесс ее деления. Хорошо изучена регуляторная роль кальмодулина в скелетных мышцах. Повышение внутриклеточной концентрации кальция инициирует при участии тропонина сокращение мышцы. Однако кальций вызывает также долговременное изменение метаболизма, зависящее от кальмодулина. Активируемый кальцием кальмодулин стимулирует протеинкиназу. Она фосфорилирует фермент, который расщепляет гликоген.

Большинство кальций регулируемых процессов в клетке осуществляется при внутриклеточных концентрациях кальция в пределах 10 ^-7 - 10 ^-5 М. Для предотвращения излишнего накопления кальция внутри клетки необходимы механизмы, выводящие ионы Са²⁺ наружу.Таким механизмом является
Са²⁺ активируемая АТФаза.