1 Canales Selectivos a Calcio[Na+] ~ mM [K+] ~ mM [Ca++] ~ mM [Na+] ~ 20 mM [K+] ~ 140 mM [Ca++] ~ 100 nM Ca++, mM Núcleo, retículo, mitocondrias, Golgi, etc

2 Calcio como “señalizador” intracelularCanales Selectivos a Calcio en Membrana Plasmatica y Organelos Canales activados por calcio: (canales selectivos a potasio, cloruro y cationicos no selectivos)

3 Proteina sensora y otras moléculas tampón Calsequestrina calreticulina

4 Calcio como señalizador intracelularCambios en la concentración intracelular, magnitud del cambio Origen del calcio (intra o extracelular) Curso temporal y duración del cambio Tiempos involucrados en “efecto”: s  años Lugar donde ocurre el cambio (microdominios) Cambio restringido o propagado en un tejido (cincisio ¿?) Cascadas de señalización activadas con el cambio: ¿“crosstalk”?

5 Diámetros celulares ~ 5-100 µmX = (2D t)1/2 Dca = 10-6 cm2/s 1 µm ~ 100 ms; 3 µm ~ 500 ms; 14 µm ~ 1s

6 Retroalimentación positiva entre el potencial de membrana y la conductancia de sodio

7 ……Con respecto a calcioHille, 3 ed.

8 +, - Hille, 3 ed.  membrana, organelosCambios globales o muy localizados Hille, 3 ed. +, -

9 Subfamilias de genes que codifican para canales de calcioHille, 3 ed.

10 Sci STKE 253: rel 15, pg 1-17, 2004 Pharmacol Rev 57: , 2005

11 Acoplamiento excitación-contracción (E-C coupling)Acoplamiento excitación-secreción (E-S coupling) Acoplamiento excitación-transcripción (E-T coupling) Transducción sensorial

12 Nomenclatura para corrientes de calcio f(V)L: Long lasting, Large g T: Transient, Tiny g N: Neither of them P/Q: presentes en celulas de Purkinje y granulares, cerebelo R: Resistant to toxins that affect P/Q currents

13 Hille, 3 ed

14 Organizacion de los canales de calcio activados por potencial

15 El calcio como mensajero “secundario”[Ca++] 100 nM “en reposo”, puede subir a 1- 10 M (100 M). [Mg++]  1 mM y no cambia. ¿Características de proteínas sensoras a Ca++ ? Alta afinidad y selectividad  para Ca++ vs Mg++ de  1000 veces KCa  , KMg  KCa  , KMg 

16 Cambio en la estructura al ligar calcio

17 Sitios que ligan calcioSitios EF (calmodulina) Sitios C2 (sinaptotagmina) Sitios que ligan calcio

18 ¿Cómo se mide la “función” de los canales?Corrientes macroscópicas de alto umbral en una célula del cuerpo carotídeo

19 Corrientes de canal único

20 Hille, 3 ed

21 ¿Como separar Ica de INa e IK?[K]I = 0,+ bloqueadores IK +TTX Hille, 3 ed.

22 Permeabilidad a distintos divalentesCelula GH3 de pituitaria, sol int: CsCl Hille, 3 ed.

23 La corriente de calcio en células dialisadas o en parches escindidos es lábil: modulación por quinasas y fosfatasas ATP y PKA: promueven fosforilación Ca (EGTA): activa calcineurina (fosfatasa dependiente de calcio y calmodulina) y proteasas.

24 Curvas I-V teoricas para canales de K+ y Ca++124 mV 52 mV Ec G, H, K para corriente [Ca]e 2 mM, [Ca]I 100 nM [K]e 2 mM, [K]I 100 mM PK/Pca = 1/1000 Hille, 3 ed.

25 Inactivacion de Ica dependiente de calcioHille, 3 ed.

26 (antagonistas y agonistas)Bloqueadores o activadores de canales de Ca f(V) (antagonistas y agonistas) Otros: D 600 (sim. verapamil), nitrendipina (sim. nifedipina) Hille, 3 ed.

27 Hille, 3 ed.

28 Vol17: , 2005 10-7 M 10-3 M …y otros Secretory pathway Ca ATPase Permeability transition pore Mit Ca uniporter, channel

29 ROCs and SOCs: what's in a name?Janssen LJ, Kwan CY. Hille, 3 ed Cell Calcium, 41:245-7, 2007

30 SOC, ICRAC, Capacitative Ca entry

31 Caracteristicas de la corriente IcracAltamente selectiva a calcio Pierde esta selectividad en soluciones libres de divalentes La corriente cambia “instantaneamente” con los cambios de potencial Inactivación dependiente de calcio Bloqueable por M lantano y 2APB g canal único estimada: fS

32 Potenciales de acción en que partipan canales de calcioHille, 3 ed.

33 Canales Intracelulares

34

35 Hille, 3 ed.

36 Hille, 3 ed.

37 Canales selectivos a calcio en organelos: RyR, IP3RHille, 3 ed.

38 Vista de RyR desde el citoplasmaHille, 3 ed.

39 Estructura Receptor IP3

40 The three-dimensional structure of the inositol 1,4,5-trisphosphate (IP3) receptor based on a single-particle technique using an originally developed automatic particle picking system. (J. Mol. Biol. (2004) 336, )

41 Calcio: señalizador de “vida y muerte” Algunas funciones asociadas….

42

43 Nature reviews Mol Cell Biol 1: 11-21, 2000, 4: 517-529, 2003 Berridge

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45

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47 [IP3] baja [IP3] intermedia [IP3] alta [IP3] alta

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49 Corriente de potasio activada por calcioCa y Mg Forma de “N” caracteristica Hille, 3 ed. Neurona de caracol

50 Registro en bicapas del canal BK

51 Registro en bicapas del canal BK

52 Calcio y Potencial activan al canal BK

53 Hille, 3 ed.

54 JP: 530.3: , 2001 (FG08)

55 Relevo del potencial de acción: potencial sinápticoDegradacion del NT Kandel, ed 2000 cap 10

56 Acta Neurol Belg 105: , 2005

57 Ca v2.1/1 canal P/Q humanosBBA: 1763: , 2006 FG08

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