Bơm canxi lưới cơ tương/lưới nội chất dạng hai (SERCA 2)

Một phần của tài liệu Sinh học màng tế bào (Trang 57 - 58)

Dạng này vận chuyển canxi từ dịch nội bào vào trong khoang (lumen) của lưới nội chất để duy trỡ nồng độ thấp của canxi dịch nội bào. SERCA 2 đó được tỡm thấy trong lưới cơ tương của tế bào cơ xương gõy co rỳt cơ chậm cũng như trong cỏc mụ khỏc.

− Đồng dạng SERCA 2a xuất hiện trong tế bào cơ tim đúng vai trũ chỡa khoỏ trong sự co búp và nghỉ ngơi của cơ tim thụng qua việc điều khiển mức ion canxi dịch nội bào của nú. Hoạt động bất thường của dạng này cú thể liờn quan đến sự phỏt sinh bệnh phỡ đại cơ tim và sự giảm khả năng hoạt động của tim. Hoạt động của SERCA 2a được điều khiển bởi sarcolipin cũng như canxineurin.

− SERCA 2b được biểu hiện trong mụ cơ trơn và mụ khụng cú cơ như biểu bỡ, ở vị trớ mà nú đúng vai trũ quan trọng trong việc duy trỡ sự toàn vẹn của biểu bỡ. SERCA 2b phõn biệt với SERCA2a ở đầu C tận cựng. Trỡnh tự thờm vào SERCA 2b cú chứa thờm một vựng xuyờn qua màng cú kết hợp với calreticulin. Những đột biến trội nhiễm sắc thể thường đối với SERCA 2b cú liờn hệ tới bệnh Darier . Đõy là một bệnh rối loạn da cú đặc điểm là mất đi đặc tớnh bỏm chặt giữa cỏc tế bào biểu bỡ và sự hoỏ sừng dị thường, cũng như liờn quan với cỏc bệnh thần kinh như động kinh và suy nhược thần kinh. Sự xuất hiện của nồng độ canxi thấp trong lumen nội bào ở bệnh nhõn bị bệnh Darier cú thể do thiếu hụt trong qỳa trỡnh tổng hợp cỏc protein cú vai trũ bỏm dớnh bỡnh thường giữa cỏc tế bào biểu mụ. SERCA 2b cũng cú chức năng điều biến “giữ nhà” (housekeeping) trong sự trao đổi ion canxi chủ yếu là ở cỏc dạng tế bào của động vật cú vỳ.

5.3.3 Bơm canxi lưới cơ tương/lưới nội chất dạng 3 (SERCA 3)

SERCA3 cú ba biến thể ghộp nối khỏc nhau. Chỳng khỏc nhau ở đầu C tận cựng. SERCA3 được biểu hiện trong nhiều mụ, và thường xuyờn cựng biểu hiện với SERCA2b nhưng khụng như SERCA2b, SERCA3 khụng cú chức năng điều biến quan trọng. SERCA3 cú thể cú liờn quan tới quỏ trỡnh nghỉ ngơi của cơ trơn thuộc mạch mỏu. SERCA3 cũng cú thểđúng một vai trũ trong điều hoà bài tiết insulin nhờ tớn hiệu Ca2+ thuộc tế bào β của đảo tuỵ, và được hoạt hoỏ bởi đường glucose. Những đột biến trong SERCA3 cú liờn quan tới bệnh tiểu đường týp II khụng phụ thuộc vào insulin. Nồng độ canxi bất thường là một thiếu hụt chung trong cả hai bệnh tiểu đường týp I và týp II.

Những đột biến hoặc những bất thường trờn một trong những protein vận chuyển canxi đó được đề cập đến ở trờn cú thể dẫn tới bệnh tật. Vớ dụ bệnh tiểu đường do những bất thường trờn bơm ion canxi, hai bệnh về da do sựđột biến của bơm canxi: bệnh Hailey- Hailey và bệnh Darier.

5.4.1 Bệnh tiểu đường liờn quan đến SERCA

Glucose là chất kớch thớch sinh lý chớnh cho sự bài tiết Insulin nhờ cỏc tế bào β của đảo tuỵ Langerhan. Đặc biệt, sự tăng ion canxi nội bào là rất quan trọng cho sự bài tiết insulin. Vỡ ion Ca2+ là một yếu tố quyết định chức năng của tế bào βđảo tuỵ. Nồng độ bất thường của ion canxi nội bào là một thiếu hụt chung trong cả hai týp bệnh tiểu đường. Sự trao đổi ion canxi khỏc nhau cũng đó được nghiờn cứu là do ảnh hưởng tới chức năng tế bào β đảo tuỵ, qua đú ảnh hưởng tới cả sự tổng hợp insulin. Lưới nội chất đúng vai trũ quan trọng trong sự kiểm soỏt nồng độ ion canxi nội bào. Nồng độ ion canxi bỡnh thường là vào khoảng 80-100nmol/l, và sau khi cú sự kớch thớch của glucose thỡ nồng độ này tăng lờn từ 3 tới 5 lần. Khi sự kớch thớch bị loại bỏ, lưới nội chất sẽ cụ lập ion canxi dư thừa trong dịch nội bào, và do vậy mức ion canxi quay trở về nồng độ bỡnh thường. Bơm canxi lưới cơ tương/ lưới nội chất là cỏc bơm chủ yếu cụ lập Ca2+ vào trong lumen của lưới nội chất. Cỏc đặc tớnh hoỏ sinh của chỳng đó được mụ tả chi tiết, và mối liờn quan của chỳng với sựđiều chỉnh trạng thỏi cõn bằng ion canxi nội bào cũng được thừa nhận. Thapsigargin là thuốc dạng nonphorboid đối với khối u, là chất ức chế đặc hiệu sự hoạt động của bơm canxi lưới nội chất dẫn đến làm tăng ion canxi dịch nội bào trong cỏc tế bào βđảo tuỵ, do đú làm tăng sự bài tiết insulin được kớch thớch bởi sự thiếu hụt glucose. Bơm canxi lưới nội chất/lưới cơ tương đó được tỡm thấy trong cỏc tế bào βđảo tuỵ. Cả hai bản sao gen đều là bản sao mó húa bơm canxi lưới nội chất /lưới cơ tương dạng hai và ba, và đều cú cỏc biến dạng tổ hợp khỏc nhau. Kết quả là đó tạo ra cỏc đồng dạng protein khỏc nhau của bơm. Bơm canxi lưới nội chất/lưới cơ tương dạng 2a là một đồng dạng bơm được biểu hiện trong cơ xương co rỳt chậm. Dạng bơm canxi lưới nội chất / lưới cơ 2b chỉ khỏc biệt với dạng 2a ở đuụi C tận cựng và được biểu hiện phổ biến trong cỏc mụ khụng thuộc cơ xương. SERCA3 cựng biểu hiện với SERCA2b trong cỏc mụ khụng phải cơ xương và cú ba đồng dạng kết nối khỏc nhau là SERCA 3a, 3b, 3c. SERCA3 cú ỏi lực thấp với ion canxi hơn so với cỏc thành viờn khỏc thuộc họ bơm SERCA. Thậm chớ SERCA 3b,3c cũn cú ỏi lực với ion canxi thấp hơn rừ rệt so với SERCA 3a. Những nghiờn cứu gần đõy đó chỉ ra rằng sự mất hoạt tớnh của bơm ion canxi và sự giảm biểu hiện của gen SERCA3 trong cỏc tế bào β đảo tuỵ cú liờn quan với bệnh tiểu đường ở chuột. Gần đõy, Varadi và cỏc cộng sự (1996) đó nhận ra bốn đột biến nhầm nghĩa hiếm gặp của gen qui định bơm SERCA3 ở cỏc bệnh nhõn tiểu đường týp 2. Cỏc nghiờn cứu đột biến của gen ở trờn cho thấy Gln108 bị thay thế thành →His, Val648 →Met, Arg674→Cys, và Ile753→Leu. Qua đú cú thểđặt ra giả thuyết cho rằng locus gen SERCA3 gúp phần vào sự nhạy cảm của gen liờn quan với bệnh nhõn tiểu đường týp 2.

Một phần của tài liệu Sinh học màng tế bào (Trang 57 - 58)