Újonnan felfedezett kalciumpumpák: kulcs a sejtkommunikációhoz!

Újonnan felfedezett kalciumpumpák: kulcs a sejtkommunikációhoz!

Az emberi test kalciumtranszport-mechanikájával kapcsolatos legújabb kutatások messzemenő következményekkel járhatnak az orvostudományban. A kutatás vezetője, Dr. Uwe Schulte, a Freiburgi Egyetem munkatársa által vezetett nemzetközi csapat nemrégiben dekódolta a sejten belüli kalciumpumpák működési elvét. Ezek a pumpák kulcsfontosságúak a kalciumszint szabályozásában, ami elengedhetetlen mind a sejtkommunikációhoz, mind számos élettani folyamathoz. A tanulmány eredményeit 2025. augusztus 20-án tették közzé a szaklapban Nature Communications közzétett.

Kalcium (kb²⁺) tápanyagként és jelzésként is működik a szervezetben. A különböző fiziológiai válaszok megfelelő jeleinek generálásához a pontos kalcium-homeosztázis kulcsfontosságú. Az intracelluláris membránokban található kalcium-ATPáz típusok csak néhány tíz ciklus/másodperc forgalmi sebességgel rendelkeznek. A kalciumkoncentráció mérésére a tudósok kalcium-aktivált káliumcsatornákat használtak ultragyors érzékelőként. Így pontosan meg tudták határozni a kalciumszivattyúk szállítási sebességét.

A vizsgálat részletes eredményei

A sejtmembránok elektronmikroszkópos vizsgálata négyzetmikrométerenként körülbelül 55 pumpakomplex sűrűségét mutatta ki. Érdekes módon a kalciumpumpák kölcsönhatásba lépnek a PtdIns(4,5)P2 membránlipiddel, lehetővé téve a kalciumionok gyors megkötését és felszabadulását. E lipidkötés nélkül a transzportfolyamat jelentősen lelassul. A pumpa szerkezetének mutációinak elemzése megerősítette ezeket az eredményeket.

Ezenkívül a kutatók thapsigargint, egy ismert kalciumpumpa-gátlót használtak a PtdIns(4,5)P2 kötőhelyének blokkolására. Ez jelentősen korlátozta a szivattyúzási tevékenységet. A pumpakomplexek 3D-s szerkezetébe és a lipidfüggő szabályozásba való betekintés ígéretes megközelítést jelenthet új gyógyszerek számára a kalciumtranszport és a jelfeldolgozás optimalizálására, potenciálisan a kalciumhiánnyal vagy -felesleggel kapcsolatos betegségek kezelésére.

Kontextus és jövőbeli perspektívák

A kalcium jelátvitel nem csak az emberek, hanem más eukarióta szervezetek számára is nélkülözhetetlen. A kutatási eredmények azt mutatják, hogy a Ca szállítási mechanizmusai²⁺a különböző eukarióta birodalmakban az evolúció során fejlődtek. Ezek a vizsgálatok fontosak ahhoz, hogy megértsük a kalcium jelátvitel kihívásait és összetettségét a speciális Ca-n keresztül²⁺- Meghatározták a kötőfehérjéket és aláírásokat. Számos hazai és nemzetközi projekt foglalkozik a kalciumszállítás alapjaival, és figyelembe veszi a gombák, állatok és növények összehasonlító vizsgálatait, mint pl. PubMed jelentették.

Az érintett kutatók több intézményből érkeznek, köztük a Max Planck Institute for Molecular Physiology-ból. Prof. Dr. Bernd Fakler a Freiburgi Egyetemről, valamint kollégái, Prof. Dr. Stefan Raunser és Prof. Dr. Heiko Rieger jelentős mértékben hozzájárultak a szivattyúk működésének kutatásához. Munkájuk átfogó keretet biztosít, amely elméleti és gyakorlati betekintést is nyit a kalciumjelzésekbe.