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鈣離子信號通路

日期:2023-04-07 15:17:46

鈣離子(Ca²?)信號通路是細胞內最為重要的信號傳遞系統之一,涉及到細胞生長、分化、凋亡、肌肉收縮等多種生物學過程。鈣離子信號的產生和調節主要由三部分組成:鈣離子的釋放、鈣離子的傳遞和鈣離子的回收。
鈣離子的釋放主要通過胞外(如神經元釋放劑)或胞內(如肌鈣蛋白、內質網等)的刺激,促使細胞內儲存的鈣離子(主要存在于內質網或肌肉細胞中)經過鈣通道或鈣泵流入細胞質。細胞外信號分子誘導細胞膜上的離子通道開啟也能引起濃度突然升高,比如NMDA受體在光學顯微鏡下觀察到的熒光信號。而內源性反應則是典型的骨骼肌收縮反應,是橫紋肌最基本的生理反應之一。
鈣離子的傳遞是一種關鍵的過程,由于細胞內鈣離子的濃度非常低(一般在10^-7至10^-5摩爾/L之間),因此需要鈣結合蛋白來進行傳遞,如鈣調素(calmodulin)、鈣粘蛋白(calbindin)、三磷酸鳥苷(GTP)結合蛋白等,這些鈣結合蛋白與鈣離子結合后會發生構象改變,啟動下游的信號傳遞。比如,當鈣調素結合到目標蛋白上時,其活性增強并引發蛋白磷酸化,進而激活下游蛋白的功能。
鈣離子的回收主要通過泵(如Ca²? ATP酶、Na+/Ca²?交換泵)和外排通道控制。這些泵和通道能夠將細胞內的鈣離子輸送回儲存器中,并保持細胞內的鈣離子濃度在一個恒定的范圍內。
鈣離子信號通路是一種十分復雜的信號傳遞系統,包括鈣離子的釋放、鈣離子的傳遞和鈣離子的回收三個過程。在這個過程中,鈣結合蛋白起到了極為重要的作用。鈣離子信號通路的異常會導致多種疾病,如阿爾茨海默氏病、心血管疾病等,因此對其機制的深入研究將有助于我們更好地理解和治愈這些疾病。

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