CALMODULIN: কাঠামো, ফাংশন এবং কর্মের প্রক্রিয়া - জীববিদ্যা - 2025

ক্যালমডুলিন এমন একটি শব্দ যা "ক্যালসিয়াম মডুলেটেড প্রোটিন" বলতে বোঝায়, এবং এটি একটি ছোট অন্ত্রকোষীয় প্রোটিনকে বোঝায় যা ক্যালসিয়াম আয়ন (সিএ ++) এর সাথে আবদ্ধ হওয়ার এবং এর বহু আন্তঃকোষীয় ক্রিয়নের মধ্যস্থতার সম্পত্তি রাখে। এই শব্দের উৎপত্তি ইংরেজী শব্দের সাথে 'ক্যালসিয়াম', 'মোডুলেটেড' এবং 'প্রোটিন' এর সংমিশ্রণে এসেছে যা একত্রিত হলে, সিএল সিএম মডেল উদ্ভাবিত প্রোটিন IN এ নিয়ে আসে ।

খনিজ উপাদান যা প্রাণীজ প্রাণীর সংবিধানের অংশ হয়ে যায় তার মধ্যে ফসফরাস অনুসরণ করে ক্যালসিয়াম এখন পর্যন্ত প্রচুর পরিমাণে সমৃদ্ধ হয়, যেহেতু হাড়টি বৃহত পরিমাণে খনিজ লবণের ম্যাট্রিক্সে বিস্তারের দ্বারা গঠিত হয় এই আয়ন থেকে গঠিত।

ক্যালমডুলিন এবং এর ক্যালসিয়াম-বাইন্ডিং সাইটগুলির স্কিম্যাটিক (উত্স: উইকিমিডিয়া কমন্সের মাধ্যমে পিডিবি)

অবশ্যই, ক্যালসিয়ামের এই খনিজ লবণগুলি কশেরুকাটির কঙ্কাল সিস্টেম গঠন এবং গঠনের জন্য প্রয়োজনীয়, তবে এটি শরীরের তরলগুলির সমাধানে ক্যালসিয়াম (সিএ ++) এর আয়নযুক্ত রূপ যা প্রাণীর জীবনের জন্য প্রাসঙ্গিক শারীরবৃত্তীয় গুরুত্ব অর্জন করে। প্রাণীর।

এই কাঠামোটি এর কাঠামোর দুটি অতিরিক্ত ধনাত্মক বৈদ্যুতিক চার্জ সহ, কোষের ঝিল্লি মাধ্যমে সরানো এবং প্রধানত হৃৎপিণ্ডের পেশীগুলিতে শরীরের উত্তেজক কোষগুলিতে তার বৈদ্যুতিক সম্ভাবনার মাত্রা পরিবর্তন করে বর্তমান ট্রান্সপোর্টার হিসাবে কাজ করতে পারে।

তবে বৃহত্তর শারীরবৃত্তীয় প্রাসঙ্গিকতার বিষয়টি হ'ল নিউরোট্রান্সমিটার, হরমোন বা অন্যান্য শারীরিক বা জৈব রাসায়নিক পদার্থ যেমন বহিরাগত উদ্দীপনা দ্বারা উদ্ভূত অনেক সেলুলার নিয়ন্ত্রক বিক্রিয়াগুলি বিপাকীয় ক্যাসকেডের একটি প্রজাতি যেখানে ক্রমান্বয়ে বেশ কয়েকটি প্রোটিন অংশ নেয়, যার মধ্যে কয়েকটি এনজাইমগুলি যা তাদের সক্রিয়করণ বা নিষ্ক্রিয়তার জন্য ক্যালসিয়ামের প্রয়োজন require

তারপরে এই ক্ষেত্রে বলা হয় যে ক্যালসিয়াম একটি বিপাকীয় ক্যাসকেডে দ্বিতীয় বার্তাবাহক হিসাবে কাজ করে যার একটি চূড়ান্ত ফলাফল হয় যা কোষের চেয়ে আলাদা স্তরে সনাক্তকরণের প্রয়োজনীয়তা পূরণের জন্য প্রয়োজনীয় সেলুলার প্রতিক্রিয়ার মতো হয়, এবং এটির প্রয়োজন হয় তার এই বিশেষ উত্তরটি।

ক্যালসিয়াম তার ক্রিয়াকলাপকে প্রভাবিত করতে সরাসরি তার জৈব রাসায়নিক পদার্থে সরাসরি কাজ করতে পারে তবে প্রোটিন (গুলি) সংশোধন করার জন্য এটির প্রোটিনের সাথে তার প্রভাব প্রয়োগ করার জন্য প্রায়শই এটির অংশীদারি আবশ্যক। ক্যালমডুলিন হ'ল এই মধ্যস্থতাকারী প্রোটিনগুলির মধ্যে একটি।

গঠন

ক্যালমডুলিন, অত্যন্ত সর্বব্যাপী, যেহেতু এটি প্রায় সমস্ত কোষের ইউক্যারিওটিক জীবগুলিতে প্রকাশিত হয়, এটি একটি ছোট অ্যাসিড প্রোটিন যা প্রায় 17 কেডিএর একটি আণবিক ওজনযুক্ত, যার গঠনটি প্রজাতির মধ্যে অত্যন্ত সংরক্ষণ করা হয়।

এটি একটি মনোমেরিক প্রোটিন, অর্থাৎ এটি একটি একক পলিপেপটাইড চেইন দ্বারা গঠিত, যা এর টার্মিনাল প্রান্তে আলফা হেলিক্সের সাথে যুক্ত গ্লোবুলার ডোমেনগুলির আকার নেয়। প্রতিটি গ্লোবুলার ডোমেইনে দুটি মোটিফ থাকে যা ইএফ হ্যান্ড (ইএফ হ্যান্ড) নামে পরিচিত যা ক্যালসিয়াম-বাইন্ডিং প্রোটিনগুলির জন্য সাধারণ।

চারটি ক্যালসিয়াম আয়নকে আবদ্ধ ক্যালমডুলিন (উত্স: উইকিমিডিয়া কমন্স হয়ে ওয়েব্রিজ)

এই "ইএফ হ্যান্ড" টপোলজিকাল মোটিফগুলি এক ধরণের সুপারসেকেন্ডারি কাঠামোর প্রতিনিধিত্ব করে; এগুলি একে অপরের সাথে যুক্ত, প্রতিটি গ্লোবুলার ডোমেইনে, দুর্দান্ত নমনীয়তার অঞ্চল দ্বারা এবং তাদের প্রত্যেকটিতে সিএ ++ এর জন্য একটি বাধ্যতামূলক সাইট রয়েছে, যা প্রতিটি ক্যালমডুলিন অণুর জন্য মোট 4 টি সাইট উপার্জন করে।

ক্যালমডুলিনের ক্যালসিয়াম-বাইন্ডিং সাইটগুলিতে নেতিবাচকভাবে চার্জযুক্ত পার্শ্ব চেইনগুলির সাথে অ্যামিনো অ্যাসিডের অবশিষ্টাংশগুলির উপস্থিতি দ্বারা ইতিবাচক চার্জযুক্ত ক্যালসিয়াম আয়নগুলির বাঁধাই সম্ভব হয়েছিল। এই অবশিষ্টাংশগুলি তিনটি অ্যাস্পার্টেট এবং একটি গ্লুটামেট।

ক্যালমডুলিনের কার্যাদি

ক্যালমডুলিনের জন্য এখন পর্যন্ত পরিচিত সমস্ত ফাংশন বহির্মুখী স্থান থেকে প্রবেশের মাধ্যমে বা আন্তঃকোষীয় আমানত থেকে বেরিয়ে যাওয়ার দ্বারা উত্পাদিত সাইটোসোলিক ক্যালসিয়ামের বৃদ্ধি দ্বারা প্রচারিত ক্রিয়াকলাপের মধ্যে তৈরি করা হয়: মাইটোকন্ড্রিয়া এবং এন্ডোপ্লাজমিক রেটিকুলাম।

ক্যালসিয়ামের অনেকগুলি ক্রিয়া এই আয়নটি সরাসরি তার টার্গেট প্রোটিনগুলিতে অভিনয় করে থাকে যা বিভিন্ন ধরণের এবং ক্রিয়াকলাপ হতে পারে। এর মধ্যে কিছু প্রোটিন সরাসরি প্রভাবিত হতে পারে না, তবে ক্যালডিয়ামের সাথে ক্যালডিয়ামুলিন বাঁধতে হবে এবং এই জটিলটিই আয়ন দ্বারা প্রভাবিত প্রোটিনের উপর কাজ করে।

এই টার্গেট প্রোটিনগুলি ক্যালসিয়াম-ক্যালমডুলিন নির্ভরশীল বলে উল্লেখ করা হয় এবং প্রোটিন কিনাসেস, প্রোটিন ফসফেটেসস, নিউক্লিওটাইড সাইক্লেসস এবং ফসফোডিস্টেরেসিসের মতো কয়েক ডজন এনজাইম অন্তর্ভুক্ত করে; এঁরা সকলেই শারীরবৃত্তীয় ক্রিয়াকলাপের সাথে অগণিত জড়িত:

- বিপাক

- কণার পরিবহন

- ভিসারাল গতিশীলতা

- পদার্থের নিঃসরণ

- ডিম্বাশয়ের নিষেক

- জেনেটিক এক্সপ্রেশন

- কোষের বিস্তার

- কোষগুলির কাঠামোগত অখণ্ডতা

- আন্তঃকোষীয় যোগাযোগ ইত্যাদি

Calmodulin- নির্ভর প্রোটিন kinases মধ্যে, নিম্নলিখিত উল্লেখ করা হয়: মায়োসিন লাইট চেইন kinase (MLCK), ফসফরিলেজ kinase, এবং Ca ++ / Calmodulin kinases I, II এবং III।

সুতরাং, ক্যালসিয়াম সংকেতগুলির দ্বারা এনকোড করা তথ্যগুলি (এর আন্তঃকোষীয় ঘনত্বের বৃদ্ধি বা হ্রাস) এর দ্বারা এবং অন্যান্য ক্যালসিয়াম-বাধ্যতামূলক প্রোটিনগুলি "ডিকোডড" করে, যা সংকেতগুলিকে জৈব রাসায়নিক পরিবর্তনগুলিতে রূপান্তর করে; অন্য কথায়, ক্যালডমুলিন ক্যালসিয়াম নির্ভর সংকেত প্রক্রিয়াগুলির মধ্যে একটি মধ্যবর্তী প্রোটিন।

কর্ম প্রক্রিয়া

ক্যালমডুলিন একটি অত্যন্ত বহুমুখী প্রোটিন, কারণ এর "টার্গেট" প্রোটিনগুলি আকার, অনুক্রম, আকার এবং ফাংশনে যথেষ্ট বৈচিত্র্যময়। যেহেতু এটি একটি প্রোটিন যা ক্যালসিয়াম আয়নগুলির জন্য একটি "সেন্সর" হিসাবে কাজ করে, তার ক্রিয়াকলাপটি এই আয়নগুলির চারটির সাথে আবদ্ধ হওয়ার পরে তার গঠন এবং / বা কনফর্মেশনটিতে উত্সর্গিত পরিবর্তনগুলির উপর নির্ভর করে।

সংক্রমণের জন্য মসৃণ পেশী সংকোচনের সংক্রমণ এবং নাকের ঘ্রাণযুক্ত শ্লৈষ্মিক শ্লৈষ্মিক চুলের কোষ দ্বারা আক্রান্ত গন্ধগুলির সাথে অভিযোজিতের মতো কয়েকটি শারীরবৃত্তীয় প্রক্রিয়ায় সংক্ষেপে এর অংশগ্রহণ পর্যালোচনা করে এর ক্রিয়া প্রক্রিয়াটির উদাহরণ দেওয়া যেতে পারে।

Calmodulin এবং মসৃণ পেশী সংকোচনের

মাইক্রোভিলির অ্যাক্টিন বান্ডিলগুলিতে মায়োসিন 1 এ এর ​​গঠন এবং ক্যালমডুলিন ক্রস-ব্রিজ। সূত্র: জেফ্রি ডব্লিউ ব্রাউন, সি জেমস ম্যাককাইট

কঙ্কাল এবং কার্ডিয়াক পেশী সংকোচনের সূত্রপাত হয় যখন সাইটোসোলিক সিএ ++ বৃদ্ধি 10-6 মোল / এল এর স্তরে পৌঁছে এবং এই আয়নটি ট্রোপোনিন সি-র সাথে আবদ্ধ হয়, যা ট্রোপোমোসিনকে প্রভাবিত করে অ্যালোস্টেরিক পরিবর্তনগুলি বহন করে। পরিবর্তে, ট্রপোমোসিন সরানো হয় এবং অ্যাক্টিনে তার মায়োসিন-বন্ডিং সাইটগুলি প্রকাশ করে, সংকোচনের প্রক্রিয়াটিকে আগুনের সূত্রপাত করে।

ট্রপোনিন সি মসৃণ পেশীগুলিতে বিদ্যমান নেই এবং সিএ ++ এর বৃদ্ধি স্তর নির্দেশিত স্তরের উপরে এটি ক্যালমডুলিনের সাথে আবদ্ধ হওয়ার প্রচার করে। সিএ-ক্যালমডুলিন কমপ্লেক্সটি মায়োসিন লাইট চেইন কিনেস (এমএলসিকে) সক্রিয় করে, যা ফলস্বরূপ এই আলোর চেইনকে ফসফরিলেট করে, মায়োসিনকে সক্রিয় করে এবং সংক্রামক প্রক্রিয়াটিকে ট্রিগার করে।

সিএ ++ এর বৃদ্ধি বাইরের থেকে প্রবেশের ফলে বা জিএসকিউ প্রোটিনের সাথে সংযুক্ত রিসেপ্টরদের দ্বারা সক্রিয় ক্যাসকেডে ফসফোলিপাস সি দ্বারা প্রকাশিত ইনসাইটল ট্রাইফসফেট (আইপি 3) দ্বারা স্যারোকোপ্লাজমিক রেটিকুলাম থেকে বেরিয়ে যাওয়ার মাধ্যমে ঘটে। শিথিলকরণ ঘটে যখন ট্রান্সপোর্টারদের ক্রিয়া দ্বারা সিএ ++, সাইটোসোল থেকে সরানো হয় এবং এর উত্সের জায়গায় ফিরে আসে।

উভয় ধরণের সংকোচনের মধ্যে একটি গুরুত্বপূর্ণ পার্থক্য হ'ল স্ট্রাইটেড পেশীগুলিতে (কার্ডিয়াক এবং কঙ্কাল) সি ++ তার প্রোটিন, ট্রোপোনিনের সাথে আবদ্ধ হয়ে অ্যালোস্টেরিক পরিবর্তনকে প্ররোচিত করে, যখন মসৃণ পেশীগুলিতে সিএ-ক্যালমডুলিন দ্বারা উত্পাদিত পরিবর্তনগুলি সহবাসী হয় এবং জড়িত থাকে মায়োসিনের ফসফরিলেশন।

সুতরাং, একবার Ca ++ এর ক্রিয়া শেষ হয়ে গেলে, কিনেসে যুক্ত ফসফেট অপসারণ করতে অন্য এনজাইমের অংশ নেওয়া প্রয়োজন। এই নতুন এনজাইমটি হ'ল মায়োসিন লাইট চেইন ফসফেটেস (এমএলসিপি) যার ক্রিয়াকলাপ ক্যালমডুলিনের উপর নির্ভর করে না, তবে অন্যান্য পথগুলি দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়।

বাস্তবে, মসৃণ পেশীগুলির সংকোচন প্রক্রিয়া সম্পূর্ণভাবে বন্ধ হয় না, তবে উভয় এনজাইমের ক্রিয়াকলাপের ভারসাম্য বজায় রাখার ফলে, সিএ ++ এবং ক্যালমডুলিন দ্বারা নিয়ন্ত্রিত এমএলসি কে, এবং এমএলসিপি নিপতিত হয়ে সংকোচনের মাত্রা মধ্যবর্তী স্তরে থেকে যায় অন্যান্য নিয়ন্ত্রক নিয়ন্ত্রণে।

ঘ্রাণ সেন্সর অভিযোজন

ঘ্রাণঘটিত মিউকোসার পৃষ্ঠের উপর অবস্থিত কোষের সিলিয়াতে অবস্থিত ঘ্রাণগ্রাহী রিসেপ্টরগুলি সক্রিয় হলে দুর্গন্ধযুক্ত সংবেদন ঘটায়।

এই রিসেপ্টরগুলি "গল্ফ" (ঘ্রাণকারী জি প্রোটিন) নামে পরিচিত একটি হিটারোট্রিমিক জি প্রোটিনের সাথে মিলিত হয়, যার তিনটি সাবুনিট রয়েছে: "αল্ফ", "ß" এবং "γ"।

ঘ্রাণঘটিত রিসেপ্টরগুলি যখন কোনও গন্ধের প্রতিক্রিয়া হিসাবে সক্রিয় হয়, তখন এই প্রোটিনের সাবুনিটগুলি বিচ্ছিন্ন করে দেয় এবং "αল্ফ" সাবুনিট এনজাইম অ্যাডেনাইল সাইক্লাসকে সক্রিয় করে, চক্রীয় অ্যাডেনোসিন মনোফসফেট (সিএএমপি) উত্পাদন করে।

সিএএমপি ক্যালসিয়াম এবং সোডিয়ামের জন্য সিএনজি-জাতীয় চ্যানেলগুলি (চক্রীয় নিউক্লিওটাইড দ্বারা সক্রিয়) সক্রিয় করে। এই আয়নগুলি কোষে প্রবেশ করে, এটিকে বিশিষ্ট করে এবং অ্যাকশন সম্ভাবনার সূত্রপাত ঘটায় যার ফ্রিকোয়েন্সি গন্ধের তীব্রতা নির্ধারণ করবে।

ক্যালসিয়াম প্রবেশ করে যা কোষকে বিকল করতে থাকে, তার নেতিবাচক প্রতিক্রিয়ার একটি বিরূপ প্রভাব রয়েছে, কিছুটা পরে, ক্যালমডুলিনের সাথে আবদ্ধ হয়ে এবং তাদের মধ্যে চ্যানেলটি বন্ধ করে দেয় এবং উদ্দীপনাজনিত উদ্দীপনাটি নির্মূল করে, যদিও দুর্গন্ধযুক্ত উদ্দীপনা অব্যাহত থাকে । একে সেন্সর ম্যাচিং বলে।

গাছপালা মধ্যে Calmodulin

গাছপালা ক্যালডমুলিন প্রোটিনের মাধ্যমে ক্যালসিয়াম আয়নগুলির অন্তঃকোষীয় ঘনত্বের পার্থক্যের প্রতিক্রিয়া জানায়। এই জীবগুলিতে, ক্যালমডুলিনগুলি তাদের প্রাণী এবং খামিরের অংশগুলির সাথে অনেকগুলি কাঠামোগত এবং কার্যকরী বৈশিষ্ট্যগুলি ভাগ করে, যদিও তারা কিছু কার্যকরী দিকগুলির মধ্যে পৃথক।

উদাহরণস্বরূপ, উদ্ভিদের ক্যালমডুলিন তাদের লক্ষ্য প্রোটিনের মধ্যে সংক্ষিপ্ত পেপটাইড ক্রমগুলি আবদ্ধ করে, কাঠামোগত পরিবর্তনগুলি প্রবর্তন করে যা ক্যালসিয়ামের অভ্যন্তরীণ পরিবর্তনের প্রতিক্রিয়াতে তাদের ক্রিয়াকলাপগুলিকে পরিবর্তিত করে।

উদ্ভিদের প্রাণীদের মধ্যে যে পরিমাণ ক্যালমডুলিন নিয়ন্ত্রণ করে তা হ'ল আজও আলোচনার বিষয়।

তথ্যসূত্র

1. ব্রেনার বি: মাসকুলাতুর, ইন: ফিজিওলজি, ষষ্ঠ সংস্করণ; আর ক্লিনকে এট (এডিএস)। স্টুটগার্ট, জর্জি থিয়েম ভার্লাগ, ২০১০।
2. গণং ডাব্লুএফএফ: মেডিকেল ফিজিওলজির সেলুলার এবং মলিকুলার বেসিস, ইন: মেডিকেল ফিজিওলজির পর্যালোচনা, 25 তম সংস্করণ। নিউ ইয়র্ক, ম্যাকগ্রা-হিল শিক্ষা, 2016।
3. গায়টন এসি, হল জেই: এন্ডোক্রিনোলজির সাথে পরিচিতি, ইন: মেডিকেল ফিজিওলজির পাঠ্যপুস্তক, 13 তম এডি, এসি গায়টন, জেই হল (এডিএস)। ফিলাডেলফিয়া, এলসেভিয়ার ইনক।, 2016।
4. কপ ইউবি, মেলার এফ: ওলফ্যাক্টোরিচস সিস্টেম, ইন: ফিজিওলজি, চতুর্থ এড; পি দেটজেন এট আল (এড)। মাচেন, এলসেভিয়ার জিএমবিএইচ, আরবান অ্যান্ড ফিশার, 2005।
5. কোরবমাচার সি, গ্রেগার আর, ব্রেনার বি, সিলবারগেল এস: ডাই জেলি আলস গ্রানডবাউস্টেইন, ইন: ফিজিওলজি, 6th ষ্ঠ সংস্করণ; আর ক্লিনকে এট (এডিএস)। স্টুটগার্ট, জর্জি থিয়েম ভার্লাগ, ২০১০।
6. জিলিনস্কি, আরই (1998)। গাছপালা মধ্যে Calmodulin এবং Calmodulin- বাঁধাই প্রোটিন। উদ্ভিদের জীববিজ্ঞানের বার্ষিক পর্যালোচনা, 49 (1), 697-725।