第八章Ca信号转导.ppt.ppt

第八章 钙离子与信号转导 1．掌握质膜上的钙转移系统；内质网/肌质网钙转移系统；钙调素及膜联蛋白家族的概念。 2．熟悉细胞钙的分布；钙调素的结构；钙调素的活化及作用方式。 　　　Ca2＋作为细胞信使的基础是胞浆Ca2＋与胞内钙库或胞外Ca2＋之间存在浓度梯度。当某种刺激使胞内Ca2＋浓度大幅度增加时，就起到传递信号的作用。 　　　 Ca2＋本身的特性更有利于和靶蛋白结合，从而传递信息。　 一、细胞总钙　 　（一）细胞钙的分布 　　结合钙：与储钙蛋白结合的钙。占99.9%，主要分布在细胞核、线粒体、内质网/肌质网和质膜； 　　游离钙：0.1?mol/L。　　　 　 　　储钙蛋白： 　　肌细胞中主要有集钙蛋白（CSQ），还有小清蛋白（parvalbumin）和钙结合蛋白（calbindin）； 　　　　非肌细胞中主要是钙网蛋白（calreticulin），还有二硫异构酶、免疫球蛋白重链结合蛋白（BIP）和内质网素（endoplasmin）等。 　　 　　　　 　 　　　　 　 　 （二）质膜上的钙转移系统 　 　 　1. 质膜钙泵（plasma membrane calcium pump，PMCA ）（Ca2＋-ATP酶） 　 高亲和力低容量，在调节胞内Ca2＋稳态上起微调作用。 质膜Ca2＋泵的调控机制： 　　① CaM的激活 　　 Ca2＋↑→ Ca2＋-CaM→与钙泵C端结合→钙泵活化 　 　　② PIP2水解的双重效应 　　 　　③ 有限水解 　　胰蛋白酶切去钙泵C端的抑制肽。 　　④ PKC和PKA的磷酸化 　 　2. Na＋- Ca2＋交换器（Sodium-Calcium Exchanger，NCE ） 　　　利用Na＋的电化学梯度从胞内排出Ca2＋。 　　　低亲和力高容量，在调节胞内Ca2＋稳态上起主导作用。 　　　主要用于兴奋性细胞受到刺激后从胞内除去大量的Ca2＋ 。 　 3. 钙离子通道 　　（1）电压门控性Ca2＋通道（voltage-gated Ca2＋ channel，VGCC）： 　　　受控于膜电压的变化。除极时， Ca2＋通道打开，胞外Ca2＋内流。 　　　 　 　VGCC有6种亚型： 　　　T型：又称低电压激活的Ca2＋通道，激活后可迅速失活。 　　　L、N、P、Q、R 型：又称高电压激活的Ca2＋通道，激活后可缓慢失活。 　 　　　　　 　 　 　 　　激动剂-受体门控性Ca2＋通道（receptor -gated Ca2＋ channel）： 　　配体结合于受体后激活。 　　如：NMDA受体是Ca2＋进入神经细胞的通道； 　　　　ATP受体调节Ca2＋通道，是Ca2＋进入平滑肌的通道。 　 　　 　 　机械操纵型Ca2＋通道： 　　　对机械牵张敏感。 　　　主要与血管内皮细胞感受血液压力、分泌相关因子以影响血管紧张状态有关。 　 　（三）内质网/肌质网钙转移系统 　　细胞内膜钙转移系统： 　　　　表面积大；耗能少。 　 　2. ER/SR钙离子通道 　　 　RyR 和 IP3R： 　　　咖啡因、腺苷酸、 Ca2＋及低浓度的Ryanodine促进通道开放；Mg2＋、过高浓度的Ca2＋ 、钙红、CaM等抑制其开放。 　　　RyR的真正激活剂是cADPR。 　　 　 　Ca2＋信号基本单位： 　　单个钙通道开放记录到的钙信号为反射脉冲（blip）和夸克（quark）； 　　一组钙通道开放记录到的钙信号为钙火花（spark）和钙泡（puff）； 　　钙团。 　　 　　基本单位Ca2＋信号共同特点： 钙通道开放时， Ca2＋浓度快速上升并扩散形成梯度； 钙通道关闭时，缓慢复原。 钙信号由组成各自相对独立的Ca2＋信号的基本单位所产生。 　3. 线粒体钙转移系统 　　 　线粒体对细胞内Ca2＋起着持久的、大容量的调节作用。可防止细胞内Ca2＋大幅度波动。 　　　线粒体存在钙的单向转运体，能量来自呼吸代谢形成的膜内的负电位，使钙向内移动。它对钙的亲和力很低，但运送钙的量很大。 　　　线粒体内的HPO4 2 －对Ca2＋起缓冲作用。 　　　线粒体还存在钙的运送器，进行Na＋ －Ca2＋交换，可缓慢释放钙。 二、钙信号的产生、终止及传递途径　 （一）钙信号的产生与终止 　　钙信号产生：　　 　 　钙信号终止： 　 （二）钙信号的时空性 　钙信号的时空模型： 　　　在反应的初始阶段和持续阶段， Ca2＋信号作用的空间区域不一样； 　　　在持续反应中， Ca2＋内流与外流形成的循环起基本作用； 　　　 Ca2＋和其他信使一起通过激活PKC等，完成持续反应。 　 　　　钙通道分布不平衡：是胞内Ca2＋浓度升高呈不均一分布的一个主要因素； 　　　钙信号的时间形式：是指Ca2＋信号的不应期、传播速度和频率，这取决