Calmodulina: struttura, segnalazione del calcio e funzioni cellulari

Panoramica

La calmodulina (CaM) è una proteina piccola (148 aa, ~16,7 kDa), altamente conservata, acida, espressa in tutte le cellule eucariotiche. Funge da principale sensore intracellulare del Ca²⁺.

Struttura e meccanismo

• Due domini globulari (N-terminale e C-terminale), ciascuno con due motivi EF-hand che legano Ca²⁺ (quattro ioni Ca²⁺ totali).
• Il legame del Ca²⁺ espone zone idrofobiche, permettendo l'interazione con proteine bersaglio.
• L'apocalmodulina (senza Ca²⁺) lega comunque alcuni bersagli (es. neuromodulina, MARCKS).

Processi chiave regolati

Processo	Bersagli della CaM
Contrazione muscolare	Chinasi della catena leggera della miosina (MLCK) → muscolo liscio/scheletrico
Rilascio neurotrasmettitori	Sinapsina, canali del Ca²⁺ voltaggio-dipendenti
Trascrizione genica	CaMKIV → CREB; calcineurina → NFAT
Ciclo cellulare/proliferazione	CaMKII, calcineurina
Metabolismo	Chinasi della fosforilasi, sintasi dell'ossido nitrico
Modulazione canali ionici	Recettori rianodinici, recettori IP₃, canali SK

Correlazioni con malattie

• Calmodulinopatie: Mutazioni in CALM1/2/3 causano tachicardia ventricolare polimorfa catecolaminergica (CPVT), sindrome del QT lungo, fibrillazione ventricolare idiopatica.
• Neurodegenerazione: Segnalazione Ca²⁺/CaM deregolata implicata in Alzheimer, Parkinson.
• Ipertrofia cardiaca/scompenso: Sovrattivazione di CaMKIIδ.

La calmodulina è un nodo centrale che traduce i segnali di Ca²⁺ in risposte cellulari diverse.