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1、—78—《生命的化学》1999年19卷2期开放。VDC对膜电位变化的敏感性还与通道胞质钙信号蛋白的磷酸化/去磷酸化状态以及G蛋白的2+作用密切相关。通道复合体中存在Ca、cAMP和PKC依赖的磷酸化位点,通道蛋白卢青刘冀珑陈大元(中国科学院动物研究所,北京100080)磷酸化作用的加强或去磷酸化作用的抑制,都可增强其对膜电位变化的敏感性。G蛋白关键词胞质钙信号钙通道钙循环对VDC亦有调节作用。根据对膜电位变化钙波的敏感性不同可将VDC分为L(longlasting)、N(neural)、T(transient)、P胞质钙作为信使对细胞各种生理活动具(Purkinje)四型
2、。有广泛调控作用。早期的研究揭示,钙在肌肉对大多数可兴奋细胞,细胞外钙由VDC收缩,激素、消化酶类和神经递质的释放中起进入细胞;对许多非可兴奋细胞,细胞外钙主重要作用;近期的研究发现,钙参与更广泛的要通过ROC进入细胞。ROC的作用机制可生理过程,如生物膜通透性及细胞兴奋性的能是:¹ROC有配体结合位点,即受体与控制、细胞代谢、细胞形态的维持、细胞周期ROC是一种复合物,配体与受体结合后直接的调控以及生殖细胞的成熟和受精等。经典调节通道开放,引起钙快速内流;º受体与的钙信号模型假设,细胞内游离钙浓度的升ROC通过G蛋白偶联,配体与受体结合后,高是引起细胞功能变化的主要原因
3、。但是,越通过G蛋白调节通道开放。在骨骼肌和平滑来越多的实验证据说明,细胞对胞外信号产肌上还存在一种可被机械牵拉激活的钙通道生应答反应时,胞浆内游离钙浓度仅表现一(MOC),受牵拉后通道开放引起钙内流。+2+过性升高,很快恢复原始水平,而细胞反应却1.2钙泵和Na/Ca交换子持续很长时间,非经典钙信号模型所能解释。细胞兴奋时,钙以5pmol/ms的速度进钙循环、钙波和钙振荡的发现更改变了科学入细胞。虽然细胞内存在多种钙缓冲系统,但家对钙信号的探索视角,从而对其作用机制从胞外流入的钙终究必须排至胞外才能维持有了较全面的了解。细胞的正常活动。行使钙外流功能的是存在1.细胞膜上
4、的钙运输系统于细胞膜上的两种蛋白:钙泵和钠/钙交换1.1钙通道子。细胞膜上的钙泵完全不同于细胞内钙池2+细胞内游离钙离子浓度[Ca]i升高,可上的钙泵,它是一种分子量为140kD的蛋触发肌肉收缩、递质释放和激素分泌等生理白,其活性受钙-钙调素(Ca-CaM)复合体和2+2+活动。胞外钙离子内流是[Ca]i升高的主PKC调节。当[Ca]i升高时,Ca-CaM激活要原因之一。钙内流主要通过细胞膜上三类钙泵而增强其对钙的敏感性和对钙的转运效钙通道实现:电压依赖性钙通道(voltage-de-率。PKC(钙激活的蛋白激酶)可使钙泵蛋白pendentcalciumchannel,V
5、DC)、受体操纵磷酸化,进一步提高钙泵对钙的转运效率。钙2+性钙通道(receptor-operatedcalciumchan-泵每消耗一分子ATP排出一个Ca。钙泵nel,ROC)和机械操纵性钙通道(mechani-对钙离子亲和力高(KCa=0.2LM),但转运+cally-operatedcalciumchannel,MOC)。目效率低。细胞兴奋时Na大量内流,钠/钙交+2+前对ROC和MOC所知甚少,对VDC了解换子利用Na梯度将Ca排至细胞外。它对较多。VDC活动受膜电位变化的影响,升高钙的亲和力和转运效率都高(KCa=0.5～+细胞外K浓度使细胞膜去极化,可使V
6、DC1.0LM)。细胞处于静息状态时,钙外流主要《生命的化学》1999年19卷2期—79—由钙泵承担,当细胞受刺激引起钙内流增加胞中证实了这一事实的存在,并证明这些钙后,钠/钙交换子活动增强,快速将细胞内多是从ER/SR内释放的。IP3作为第二信使,余钙排除。通过调节IP3敏感钙池(IP3-sensitivecalci-2.细胞质中钙缓冲系统umpool,IsCaP),在多种细胞活动中起重要细胞质中存在多种可溶性钙结合蛋白作用。IP3在质膜上产生后很快扩散到胞质(calcium-bindingprotein,CaBP),能对胞质中。大量实验表明,IP3通过与IsCaP上的
7、特游离钙离子浓度变化作出快速反应,起着重异受体结合,开放IP2+3受体-Ca通道复合要的钙缓冲作用。应用特异性检测手段,已从2+体,使IsCaP内的Ca释放到胞质中。IP3受不同组织中分离出几十种CaBP,并测定了体是由分子量为260kD的亚基组成的四聚20多种CaBP的氨基酸顺序。其中研究较多2+体。有人认为,IP3受体和IP3敏感的Ca通的有:钙调蛋白(calmodulin,CaM)、神经储道是同一种分子。已知这种离子通道是非电钙蛋白(calcineurin)、Vit-D依赖性CaBP、钙压依赖性的,只有当IP3作用于ER
