钙激活酶激活蛋白的研究进展

细胞内钙离子通道的研究进展及其作用机制钙离子(Ca2+)是生物体内重要的细胞内信使，对于生命活动的维持和调控具有重要作用。

在动植物细胞中，钙离子可以通过细胞膜通道进入细胞内，也可以通过内质网、线粒体等细胞器释放。

其中，细胞膜通道的运作需要钙离子通道蛋白的参与，而细胞内的Ca2+信号是由各种Ca2+通道、Ca2+离子泵、Ca2+内流以及Ca2+结合蛋白等进行协调调节的。

本文将会详细介绍细胞内钙离子通道的研究进展及其作用机制。

一、细胞内钙离子通道的分类根据细胞膜的机制以及钙离子在细胞内运输途径的不同，可以将钙离子通道分为两大类：第一类是电压依赖性离子通道(VDCCs)，第二类是配体依赖性离子通道(Ligand-gated ion channels, LGICs)。

1.电压依赖型钙离子通道VDCCs是细胞膜上的一种可充电蛋白质，在细胞膜贴片或内膜片上含有对称的阳离子通道，可通过细胞膜受体激动剂的作用，直接开放通道。

此外，在电压够高时，VDCCs也能打开通道。

VDCCs在神经元、肌细胞、内分泌细胞等组织中都有广泛的分布，并发挥重要的作用，如自发性神经冲动的传递，肌细胞的收缩，以及内分泌活动的调控等。

2.配体依赖型钙离子通道配体依赖型钙离子通道主要分为两类——离子型和非离子型的。

离子型的钙离子通道包括nicotinic acetylcholine receptor（nAChR）、glutamatergic receptor和GABA-a receptor等，这些通道是由四个不同的亚单位组合而成的，能够接受相应的配体(乙酰胆碱、谷氨酸等)的结合，并在配体结合时开放离子通道。

非离子型的钙离子通道包括Cation-pi and tocopherol-mediated gating channels （cat-CPG channel）和TRP激活的非选择性钙离子通道(TRPACs)等，这些通道的活动和特性并不只与Ca2+直接相关。

植物钙依赖蛋白激酶CDPK基因功能综述作者：费小钰李红丽王俊皓来源：《吉林农业》2017年第05期摘要：CDPK是一类Ser/Thr型蛋白激酶，存在于植物的各个器官和原生生物中，直接被Ca2+信号激活，通过对底物的调节，调控多个下游支路，将信号放大，从而完成传递信号的作用，广泛参与干旱、盐碱等非生物胁迫。

本文对植物钙依赖蛋白激酶CDPK基因功能的研究进行综述。

关键词：钙依赖蛋白激酶（CDPK）；信号转导；生物学功能中图分类号： TS201.2 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/ki.jlny.2017.09.064植物对于外部刺激，细胞常表现为综合性的反应，产生的变化在基因表达、酶活性、细胞骨架、通透性等都有体现，然而这些变化并不是全都由于一种信号所引起的，常为几种不同信号通过复杂反应引起的组合反应，这些多种信号途径，包括ABA通路、钙信号转导，MAPK 信号通路等，各信号相互交错，协同调控，共同完成植物对逆境的抗性，Ca2+是各个通路的交叉点。

细胞内信号通常被称为第二信使，Ca2+作为第二信使在植物受到刺激时，细胞感受刺激并改变胞质内Ca2+浓度，通过浓度的变化植物做出相应的反应，引发一系列信号转导，通过靶蛋白传感信号，结合其他靶蛋白质分子（如各种蛋白激酶）启动基因表达，导致植物应急反应，形成钙信号的复杂系统。

当植物感受到外界环境诸如盐碱干旱等胁迫时，胞内的多条信号条件传递信息到下游，信号被逐级放大传递，下游基因得到诱导进行表达，植物生理生化性状被改变，抵御逆境信号影响。

当植物细胞感受到胁迫环境，感受逆境信号的受体感知原生质膜变化，传递信号给G蛋白和磷脂酶受体，膜上的Ca2+通道在磷酸化反应中被激活，释放细胞内钙库中的Ca2+，胞内游离钙离子浓度迅速上升，逆境信号的传递过程就此完成[1]。

CDPK是一类Ser/Thr型蛋白激酶，是多基因家族，广泛存在于植物和原生生物中，其直接被Ca2+信号激活，而不通过钙调素的作用。

植物钙依赖的蛋白激酶（calcium-dependent protein kinases, CDPKs）胞质Ca2+是真核生物细胞信号转导的重要第二信使。

为了维持正常的生理、生化功能，植物细胞中Ca2+的分布严格区域化，在正常生长条件下胞质中的自由Ca2+稳定在约100-200 nM 的低水平，大量的Ca2+贮存在液泡、内质网、线粒体等细胞器中，这些细胞器中Ca2+浓度通常达到µM-mM水平（Bush，1995）。

另外，胞外Ca2+浓度也显著高于胞质的浓度。

当细胞受到外界刺激后，Ca2+从胞内储藏处和胞外流向胞质，使胞质Ca2+浓度产生瞬时的变化。

Ca2+浓度的这种变化主要是通过存在于质膜及细胞内膜上的Ca2+通道与Ca2+泵及Ca2+/ H+ 反向转运子的作用来实现的（Bush, 1995; Thuleau et al., 1998; Allen et al., 2000; Hwang et al., 2000; Harper, 2001）。

胞质自由Ca2+的变化不仅仅表现在浓度绝对值的增加，而且还表现在Ca2+流的动力学方面，如浓度变化的持续时间、振幅等，所有这些变化共同产生编码特异生物信息的Ca2+信号。

大量研究表明许多外界因素均能刺激植物细胞产生Ca2+信号，这些因素包括光、非生物胁迫（如高温、干旱、低温、高盐、机械伤害等）、生物胁迫（病原菌侵染）和植物激素（如ABA等）等（Sanders et al., 1999; Evans et al., 2001; Rudd and Franklin-Tong, 2001）。

Ca2+信号经过Ca2+传感蛋白（靶蛋白）的识别、解码进入到下游的生物过程，如磷酸化级联、基因表达的调控等（Sanders et al., 1999; Rudd and Franklin-Tong, 2001）。

网络出版时间：２０２３－０５－１５０８：２０：０８　网络出版地址：ｈｔｔｐｓ：／／ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／３４．１０８６．ｒ．２０２３０５１１．１５５６．００２．ｈｔｍｌＧａｓｄｅｒｍｉｎＤ蛋白的研究进展李陈广１，２，麦凤怡３，梁靖蓉１，２，肖礼祖１，２，张治国１（１．深圳大学医学部生物医学工程学院，广东深圳　５１８０６０；２．华中科技大学协和深圳医院疼痛科，广东深圳　５１８０５２；３．南方科技大学医学院，广东深圳　５１８０５５）ｄｏｉ：１０．１２３６０／ＣＰＢ２０２２０２０１５文献标志码：Ａ文章编号：１００１－１９７８（２０２３）０５－０８１７－０６中国图书分类号：Ｒ３２９ ２４；Ｒ３４１；Ｒ３６４ ５摘要：细胞焦亡作为一种新的程序性的炎症性坏死，与微生物感染和自身免疫性疾病等密切相关。

而近年来才发现，ＧａｓｄｅｒｍｉｎＤ是细胞焦亡的执行蛋白，其切割会导致细胞膜上形成孔洞，诱导细胞焦亡发生，释放ＩＬ １β和ＩＬ １８等炎性收稿日期：２０２２－１０－１５，修回日期：２０２２－１２－１８基金项目：中国博士后基金面上项目（Ｎｏ２０２１Ｍ６９２２０７，２０２１Ｍ７０２２７６）；深圳市南山区科技计划项目（ＮｏＮＳ２０２１０５８，ＮＳ２０２１０８５）作者简介：李陈广（１９９０－），男，博士，研究方向：免疫药理学，Ｅ ｍａｉｌ：３３７９１６５０７＠ｑｑ．ｃｏｍ；张治国（１９７８－），男，博士，教授，研究方向：生物医学信息监测与分析，通信作者，Ｅ ｍａｉｌ：ｚｇｚｈａｎｇ＠ｓｚｕ．ｅｄｕ．ｃｎ因子，加剧炎症反应的发生。

随着对ＧａｓｄｅｒｍｉｎＤ研究的深入，逐渐明确了其蛋白结构以及活化位点，并进一步发现其除能被炎症小体激活外的其他活化途径。

ＧａｓｄｅｒｍｉｎＤ的活化能够诱导细胞膜孔洞的形成并调节炎症因子的分泌，但并不一定意味着细胞的死亡，这些研究的发现让我们更深入了解ＧａｓｄｅｒｍｉｎＤ的功能以及细胞焦亡和程序性坏死。

cAMP依赖的蛋白激酶激活猪冠脉平滑肌钙激活的钾通道曾晓荣;朱寄天;贲立恒
【期刊名称】《四川生理科学杂志》
【年(卷),期】1992(000)0Z1
【摘要】许多蛋白质包括离子通道能被磷酸化作用所调节。

本文应用细胞膜片钳制技术观察了环磷酸腺苷(cAMP)对原代培养猪冠状动脉平滑肌细胞的150pS电导的钙激活的钾通道的影响。

实验结果:①在“细胞吸附”膜片中,向浴槽溶液中加入Forskolin 10μM,可通过激活腺苷酸环化酶和增加细胞内cAMP浓度,来激活钙激活的钾通道。

②在“内
【总页数】1页(P23-23)
【作者】曾晓荣;朱寄天;贲立恒
【作者单位】[1]泸州医学院心肌电生理学研究室;[2]泸州医学院心肌电生理学研究室;[3]黑龙江省立医院心内科
【正文语种】中文
【中图分类】R33
【相关文献】
1.丹参素对猪冠脉平滑肌细胞钙激活钾通道的作用 [J], 张洁;曾晓荣;杨艳;刘智飞
2.酶分离猪冠脉平滑肌细胞钙激活钾通道全细胞记录电学特性研究 [J], 杨艳;曾晓荣;刘智飞;周文;李妙龄;胡平;裴杰
3.丹参酮ⅡA磺酸钠对原代培养猪冠脉平滑肌钙激活钾通道的影响 [J], 张洁;曾晓荣;等
4.Mg2＋对猪冠冠脉平滑肌细胞钙激活钾通道的激活作用的初步研究 [J], 贺军;曾晓荣
5.原代培养猪冠脉平滑肌细胞的电压依赖和钙激活的钾通道 [J], 曾晓荣;中屋丰;井上勋
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钙信号转导途径在细胞生理学中的作用钙离子是人体内最常见的离子之一，它在生物体内调节细胞功能的过程中起着重要的作用。

钙信号转导途径是指钙离子在细胞中的传递过程，这一过程涉及到多种蛋白质、离子通道和代谢酶等分子的参与，是细胞生物学研究的重要领域之一。

钙信号的来源有两种：一种是来自细胞外液的钙离子进入细胞内，另一种是由内部存储钙的细胞器释放出来。

钙离子通过与钙结合蛋白相互作用，引起一系列生理反应。

例如，钙离子可以激活蛋白激酶、激活或抑制转录因子、调节离子通道的开放和闭合等。

这些反应都与细胞生理学相关，从而使得钙信号转导途径在细胞生理学中的作用变得至关重要。

钙信号转导途径的研究已经取得了重要的成果，在许多生物学研究领域得到广泛应用。

以下将简述钙信号转导途径在细胞各个方面的应用。

1. 神经元和神经传递钙离子在神经元和神经传递中发挥着非常重要的作用。

在神经元内部，钙离子可以调节离子通道、激活神经元内部的蛋白合成、改变突触形态等，从而影响到神经元的兴奋性和传导速度。

而在神经传递中，钙离子的浓度变化可以影响神经递质的释放和重摆，从而影响神经传递的效率。

因此，钙信号转导途径在神经元和神经传递中的作用非常重要。

2. 肌肉收缩钙离子与肌肉收缩同样有着密切的关系。

当肌肉电刺激传导至肌肉细胞时，钙离子就会从细胞内的储存库中释放出来。

随着钙离子浓度的升高，肌肉细胞中的肌动蛋白就会与肌钙蛋白结合并发生收缩反应。

通过调节钙离子的浓度变化，可以控制肌肉收缩的速度和强度。

因此，钙信号转导途径在肌肉收缩中具有非常重要的作用。

3. 细胞凋亡细胞凋亡是一种重要的生理现象，它能够在一定程度上控制细胞生长和分化。

钙信号转导途径在细胞凋亡中的作用已经被证实。

细胞在凋亡过程中，细胞膜上的钙离子通道将钙离子从细胞内部释放到胞浆中，从而引起细胞的死亡。

此外，钙离子还可以通过激活一些凋亡相关的蛋白，如激活半胱氨酸蛋白酶和硫化蛋白，致使细胞发生凋亡。

4. 免疫系统钙信号转导途径在免疫系统中也占据着重要的位置。

钙超载及其在心肌缺血／再灌注损伤中的作用机制研究现状在正常生理状态下，细胞内外游离钙离子浓度的变化程度保持在相对适当的范围。

胞内钙离子通过在此范围内的浓度变化产生相应的细胞效应。

钙离子作为重要的信号分子参与或调节细胞的分泌、分裂、收缩、兴奋、电转导、凋亡、运动等重要活动。

细胞内钙超载是心肌缺血/再灌注损伤的重要因素之一，过量Ca2+与各种相关蛋白结合致细胞凋亡启动、电重构、细胞膜相结构的破坏均为损伤机制。

标签：钙超载；心肌缺血；再灌注损伤探讨心肌细胞内外钙离子的重新分布，尤其在心肌细胞缺血/再灌注（myocardial ichemic/reperfusion，MI/R）时，细胞内钙浓度非生理性的显著升高造成胞内钙超载（Ca2+ overload），并导致细胞功能及代谢障碍，参与心肌缺血/再灌注损伤的作用机制有重要的临床意义。

现就该机制的研究现状做一综合介绍。

1 心肌缺血/再灌注条件下钙超载的机制依据多数动物实验模型，心肌细胞内钙超载主要发生在再灌注期，细胞内钙的高密度分布的原因十分复杂，可能的机制包括如下几个方面。

1.1 心肌细胞膜钙漏心肌细胞膜在缺血/再灌注（myocardial isochaemic/reperfusion，MI/R）条件下生成多种膜脂质过氧化物发生构相改变，细胞膜磷脂组分中不饱和脂酸减少使膜流动性减弱，通透性增加[1]。

而在细胞内游离钙离子的浓度比细胞外钙离子浓度低10 000～100 000倍[2]，膜通透性增加（质膜裂隙和新的Ca2+通道形成）可导致大量胞外钙顺浓度梯度向胞内转移，引起胞内钙浓度升高。

1.2 肌浆网钙泵破坏MI/R时ATP消耗及大量OFR的破坏使钙泵摄钙功能障碍，致胞内钙离子不能回流钙库。

钙库钙通道目前发现的有IP3（三磷酸肌醇）及RyR（ryanodine）受体通道，均为C末端位于内质网上的跨膜区域的跨膜蛋白，即钙贮库调控的钙通道（store-operated calcium channel，SOCC）。

蛋白激酶A与蛋白激酶C的研究进展Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】蛋白激酶A与蛋白激酶C的研究进展摘要：蛋白激酶A（PKA）与蛋白激酶C（PKC）是参与细胞信号转导的两类物质。

PKA全酶是四聚体，由两个调节亚基R和两个催化亚基C组成，PKC均为单链多肽，分为3类。

PKA参与的信号通路以cAMP为第二信使，而PKC参与的信号通路却以DAG和IP3为信使。

这两个信号通路都是由G蛋白耦联受体所介导的，都能调控基因的转录，而在这个过程中，PKA进入细胞核，PKC则与质膜结合。

关键字：蛋白激酶A（PKA）蛋白激酶C（PKC）第二信使磷酸化1前言蛋白激酶是一类在胞内信使依赖的、在蛋白质磷酸化过程中起中介和放大作用并帮助完成信号传递过程的酶。

蛋白激酶负责将磷酸基团转移到特定底物蛋白上，这类酶用 ATP 或GTP作为磷酸基团的供体，而蛋白质中的丝氨酸、苏氨酸或酪氨酸作为磷酸基团的受体。

目前己发现在真核细胞内有400多种蛋白激酶，它们催化多种功能蛋白，如酶、受体、运输蛋白、调节蛋白、核内蛋白等。

功能蛋白通过磷酸化和去磷酸化，发生构象互变，导致功能蛋白的活性、性质的改变，从而调节细胞各个生命活动过程。

本文简要介绍蛋白激酶大家族中其中的两类：蛋白激酶A与蛋白激酶C。

蛋白激酶A(PKA)又叫cAMP依赖性蛋白激酶，是Kerbs等人在继sutherland 等人提出cAMP第二信使的概念之后，在研究糖原的代谢过程中发现的．是普遍存在于动物体内的一种蛋白激酶。

近年来，cAMP作为第二信使的研究较多，有学者已经从分子水平上研究cAMP与人类疾病的关系，如细胞的异常生长和增殖等。

蛋白激酶A特别是蛋白激酶A Iα(PKA Iα)作为cAMP的主要调节分子，在癌细胞系、原发性肿瘤和增生过度的细胞中呈过度表达。

蛋白激酶C(protein kinase C，PKC)是细胞信号转导途径中的重要递质。