钙调蛋白、钙调蛋白激酶与癫痫-2019年文档

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钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ在维拉帕米逆转肺腺癌顺铂化疗耐药中的作用

钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ在维拉帕米逆转肺腺癌顺铂化疗耐药中的作用刘淼;范平生;张腾跃;黄金;樊高飞;刘亚贝【摘要】目的探讨钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ(CaMKⅡ)在维拉帕米逆转肺腺癌顺铂化疗耐药中的作用.方法在肺腺癌细胞系(A549)中,采用CCK-8法检测维拉帕米逆转顺铂耐药的能力,采用流式细胞仪Annexin V-FITC/PI法检测维拉帕米逆转顺铂耐药中凋亡水平的效果,采用Western blotting检测逆转耐药过程中P-CaMKⅡ/CaMKⅡ蛋白表达水平的变化.结果在肺腺癌细胞系(A549)中,单药顺铂组、顺铂联合维拉帕米组的细胞增长抑制率分别为(55.00±2.60)％、(32.30±1.80)％,差异有统计学意义(P＜0.05).凋亡实验表明,单药顺铂组细胞凋亡率为10.30％,顺铂联合维拉帕米组为21.60％,差异有统计学意义(P＜0.05).Western blotting结果显示,在A549细胞中,顺铂联合维拉帕米组P-CaMKⅡ/CaMKⅡ的表达明显低于单药顺铂组.结论在肺腺癌细胞中,CaMKⅡ参与维拉帕米逆转化疗耐药的过程.【期刊名称】《实用临床医药杂志》【年(卷),期】2019(023)010【总页数】4页(P5-8)【关键词】肺腺癌;维拉帕米;顺铂;耐药性;钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ【作者】刘淼;范平生;张腾跃;黄金;樊高飞;刘亚贝【作者单位】安徽省肿瘤医院,中国科学技术大学附属第一医院,中国科学技术大学生命科学与医学部,安徽合肥,230000;安徽省肿瘤医院,中国科学技术大学附属第一医院,中国科学技术大学生命科学与医学部,安徽合肥,230000;安徽省肿瘤医院,中国科学技术大学附属第一医院,中国科学技术大学生命科学与医学部,安徽合肥,230000;安徽省肿瘤医院,中国科学技术大学附属第一医院,中国科学技术大学生命科学与医学部,安徽合肥,230000;安徽省肿瘤医院,中国科学技术大学附属第一医院,中国科学技术大学生命科学与医学部,安徽合肥,230000;安徽省肿瘤医院,中国科学技术大学附属第一医院,中国科学技术大学生命科学与医学部,安徽合肥,230000【正文语种】中文【中图分类】R734.2目前，早期肺癌仍缺乏有效的诊断手段，大多数肺癌患者初诊时已为中、晚期，错过了根治性治疗的机会[1]。

原生动物生物化学研究的新进展之一——钙调蛋白

鬓斜决
六十年代中期
,
美国康乃尔大学的生物学
。 ,
家刁徒华德做了一个有趣的试验他把胡萝卜的根加以消毒将根的一部分组织取出形瓶内培养
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用木塞穿孔器体细胞 )
从胡萝卜实验说起
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胞质分裂
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钙调蛋白在细胞分裂过程中在分裂中期
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钙调蛋白是真核细胞中普遍存在的内源性钙受体它调节 C a
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钙调蛋白磷酸酶

钙调蛋白磷酸酶
钙调蛋白磷酸酶（calcineurin）是一种重要的酶类，它在细胞内起着重要的调节作用。

钙调蛋白磷酸酶是一种钙依赖性的磷酸酶，它能够通过调节细胞内的钙离子浓度来影响细胞的生理功能。

钙调蛋白磷酸酶的结构比较复杂，它由两个亚基组成，分别是钙调蛋白磷酸酶A亚基（calcineurin A）和钙调蛋白磷酸酶B亚基（calcineurin B）。

其中，钙调蛋白磷酸酶A亚基是酶的催化亚基，而钙调蛋白磷酸酶B亚基则是酶的钙离子结合亚基。

钙调蛋白磷酸酶在细胞内的作用非常广泛，它能够调节多种细胞信号通路的活性，包括T细胞受体信号通路、NFAT信号通路、Wnt 信号通路等。

在T细胞受体信号通路中，钙调蛋白磷酸酶能够调节
T细胞的增殖和分化，从而影响免疫应答的强度和方向。

在NFAT 信号通路中，钙调蛋白磷酸酶能够调节NFAT转录因子的活性，从而影响多种细胞功能，包括心肌细胞的收缩和心血管系统的发育等。

在Wnt信号通路中，钙调蛋白磷酸酶能够调节β-catenin的稳定性，从而影响细胞的增殖和分化。

除了在正常生理过程中的作用外，钙调蛋白磷酸酶还与多种疾病的发生和发展密切相关。

例如，在心血管疾病中，钙调蛋白磷酸酶的活性异常会导致心肌细胞的收缩力下降和心血管系统的发育异常。

在神经系统疾病中，钙调蛋白磷酸酶的活性异常会导致神经元的功能异常和神经退行性疾病的发生。

钙调蛋白磷酸酶是一种非常重要的酶类，它在细胞内起着重要的调节作用。

钙调蛋白磷酸酶的异常活性与多种疾病的发生和发展密切相关，因此，对钙调蛋白磷酸酶的研究具有重要的理论和实际意义。

钙调蛋白和钙调磷酸酶

钙调蛋白和钙调磷酸酶
钙调蛋白（calmodulin，CaM）和钙调磷酸酶（calcineurin）是两种与钙离子调节相关的重要蛋白质，在细胞信号传导和调控中发挥着重要作用。

钙调蛋白（calmodulin，CaM）：
CaM是一种高度保守的钙离子调节蛋白，在许多生物体中都广泛存在，并参与了许多细胞功能的调控。

在没有钙离子结合时，CaM呈现出一种不活跃的状态。

而当细胞内钙离子浓度增加时，CaM会与钙离子结合形成Ca2+-CaM复合物。

Ca2+-CaM复合物可以调节许多蛋白质的活性，包括激酶、磷酸酶、离子通道等。

通过与这些靶蛋白结合，Ca2+-CaM复合物可以调节它们的活性，从而影响细胞内的信号传导和生物学响应。

钙调磷酸酶（calcineurin）：
calcineurin是一种钙调节的丝氨酸/苏氨酸磷酸酶，也被称为钙调蛋白依赖性磷酸酶。

calcineurin在细胞信号传导中起着关键的作用，特别是在T细胞和神经元中。

calcineurin的活性受到钙离子和CaM的调控。

当细胞内的钙离子浓度升高时，Ca2+-CaM复合物会激活calcineurin，使其活化。

活化的calcineurin可以去磷酸化和调节多种底物蛋白，包括核因子和细胞凋亡相关蛋白，从而影响细胞的功能和命运。

总的来说，钙调蛋白和钙调磷酸酶是细胞内钙离子信号传导中的重要组成部分，它们通过与钙离子结合和活化，调节多种蛋白质的活性，参与了细胞的生理过程和生物学响应。

1。

钙离子及钙调蛋白。

David Chin Trends in Cell Biology, Volume 10, Issue 10, 1 October 2000
.
谢谢大家！！
.
• 2.钙调蛋白（CaM）。钙调蛋白是一种钙结合蛋白，存在于几乎所有的真核细胞中。它的作用是对任何微量的钙都能敏感地捕获。钙调蛋白只有在与Ca2+结合后才有活性。因此，激素可以通过影响细胞内Ca2+浓度变化来调控钙调蛋白的活性
.
研究进展
• 八十年代,钙生物学功能和钙调蛋白的研究形成了高潮(l·4)。最近有人报道一种特异存在于肿瘤组织中的钙调蛋白—癌调蛋白(5,“),引起医学界人士的关注
• 钙调蛋白对Ca2 +的两种方式之一（右图b）作出回应。一组（如小白蛋白和CAL结合蛋白），不接受在构象一个显著变化对结合Ca2 +和功能的Ca2 +缓冲器或钙离子转运。第二组，钙离子传感器，经过CA21引起的变化的构象。传感器的最突出的例子包括肌钙蛋白C（一个致力于调节横纹肌肌肉收缩蛋白质），多功能生色团，际的Ca2 +传感器钙调素（CaM的），则S100蛋白家族，最近，神经肉豆蔻酰化蛋白质如恢复蛋白
奋”
• 钙调蛋白是细胞内钙信号转导的重要枢纽，具有4个钙离子结合位点，能与多种底物呈钙依赖性与非钙依赖性结合。本论文首次在完整的生理系统中研究了钙调蛋白对心肌细胞兴奋——收缩耦联的调节作用及其主要环节的分子机制
.
David Chin Calmodulin: a prototypical calciumsensor
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牛脑钙调蛋白的纯化及其对小白鼠血糖的影响
殷旭东课题组研究以牛脑为材料利用纤维素色谱法纯化

植物钙依赖的蛋白激酶（calci...

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）。

钙调蛋白神经保护作用的体外研究

钙调蛋白神经保护作用的体外研究发表时间：2013-07-22T10:28:01.170Z 来源：《世界临床医学》2013年第2期供稿作者：刘宝莲[导读] 钙调蛋白是一种很重要的受体蛋白，它是15kD 的蛋白，几乎存在于一切真核细胞。

刘宝莲（山东省蒙阴县人民医院药剂科，山东蒙阴 276200）摘要：目的探讨钙调蛋白Calmodulin（CaM)神经保护的作用及相关机制。

方法0.32mM 异氟烷处理培养一周后的神经细胞12h，异氟烷处理前提前两天在培养基中加入钙调蛋白,将细胞随机分为溶剂对照组（control 组）、异氟烷处理组（iso 组）和异氟烷加钙调蛋白组（iso+ CaM 组），检测细胞的MTT，对细胞进行 Hoechst33258 荧光染色观察凋亡细胞并计数。

结果control 组的MTT 值明显高于iso组和iso+ CaM 组（P < 0.05）,凋亡细胞计数明显低于iso组和iso+ CaM 组（P< 0.05）；iso组MTT 值明显高于iso+ CaM（P < 0.05），凋亡细胞计数明显低于iso+ CaM（P < 0.05）。

结论0.96mM 的异氟烷处理2h 对小鼠的神经元产生了明显的毒性；钙调蛋白能明显减轻异氟烷的神经毒性。

关键词：钙调蛋白；异氟烷；原代培养；神经元中国图书资料分类号文献标识码钙调蛋白Calmodulin（CaM）是细胞内一种主要的Ca2+受体信号系统调控蛋白，CaM 能够激活钙调蛋白依赖性的PDE、钙神经素、钙调蛋白激酶CaM-Kinase(CaMKs)。

目前的研究发现钙调蛋白能够介导脑中CaMKs 磷酸化并调节大量的蛋白底物，CaMKs 在脑中含量极为丰富，CaMKs 能调节神经递质的释放，对神经系统中突触的形成和神经行为等方面有重要作用1 。

近年来的许多研究发现了吸入麻醉药异氟烷的神经毒性作用，特别是其对发育中的动物神经系统的影响 2 。

钙调蛋白和钙调磷酸酶

钙调蛋白和钙调磷酸酶全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：钙调蛋白和钙调磷酸酶都是与细胞内钙离子平衡调节相关的重要分子。

它们在细胞中扮演着重要的调节作用，对于维持细胞内环境的稳定和功能的正常发挥起着关键的作用。

下面就让我们来详细了解一下这两种分子的特性以及它们在生物体内的重要作用。

让我们先来了解一下钙调蛋白。

钙调蛋白是一类能够调节细胞内钙离子浓度的蛋白质，它们可以通过结合到钙离子上来转变其活性。

钙调蛋白可以通过调节细胞内钙离子平衡来影响多种重要的细胞功能，比如细胞的收缩、分裂、凋亡等。

在真核生物中，钙调蛋白种类众多，比如肌钙蛋白、调节蛋白C、调节蛋白D等。

这些钙调蛋白在不同的细胞类型中扮演着不同的角色，但它们的共同点是都能感知细胞内钙离子浓度的变化，并通过调节相应的信号通路来传递这种信号。

另外一种重要的调节细胞内钙离子平衡的分子是钙调磷酸酶。

钙调磷酸酶是一种能够调解细胞内钙离子信号的酶，它通过去磷酸化或磷酸化靶蛋白来完成对信号分子的调节作用。

钙调磷酸酶在细胞内被广泛分布，可以调节多种重要的细胞功能，比如信号传导、代谢调节、基因表达等。

在细胞内，钙调磷酸酶与钙调蛋白通常会形成一个负反馈调节回路，通过相互作用来维持细胞内钙离子的稳定水平，避免发生过高或过低的钙离子浓度。

钙调蛋白和钙调磷酸酶的相互作用在细胞内起着重要的协同作用，它们共同维持了细胞内钙离子平衡，保证了细胞功能的正常运转。

在激活信号通路、细胞增殖、细胞凋亡等过程中，钙调蛋白和钙调磷酸酶的协同作用非常重要。

通过调节这两种分子的活性，细胞可以有效地对抗外界环境的变化，保持自身的生存优势。

钙调蛋白和钙调磷酸酶在细胞内起着非常重要的调节作用，它们共同维持了细胞内钙离子平衡，保证了细胞的正常功能。

这两种分子的相互作用和调节机制为我们深入了解细胞内信号传导、代谢调节等生物学过程提供了重要的参考。

在未来的研究中，更深入地探究钙调蛋白和钙调磷酸酶的功能和调节机制，将有助于我们更好地理解细胞内的调控机制，从而为疾病的治疗和药物的研发提供新的思路和途径。

钙调素在癫痫病发作游离钙的研究

钙调素在癫痫病发作游离钙的研究(湖南凤凰县老科协卫生分会湖南凤凰416200)(湖南凤凰县民族中医院湖南凤凰416200)【关键词】癫痫发病；游离钙的研究【中国分类号】r473.1 【文献标识码】a【文章编号】1004-5511（2012）04-0619-02 自从发现钙调素是钙离子发挥作用的受体后，钙调素与癫痫发病的关系已受到重视。

钙调素是人体一种重要的结合蛋白，是协助钙离子完成多种甡理机能的媒介。

癫痫发病时细胞浆中的游离钙水平明显升高，而钙主要是由电压依赖通过道进入细胞浆的，因此，阴断这一通道就可能控制或减弱痫性发作有关专家认为，这一研究对癫痫发病机制的揭示推进了一步，对临床治疗及患者自我控制病情有实际意义。

在神经系统钙调素对神经兴奋性方面的进一步研究是在分子水平上揭示癫痫发病机制的一个新途径。

钙调素与癫痫发病的关系可以从四个方面论述。

1．钙调素对神经细胞兴奋性的影响。

在神经科学中，理解癫痫病人神经兴奋性变化的分子基础是揭示癫痫发病的关键。

钙调素作为脑中主要的钙离子信号转换系统在神经兴奋性方面有极重要的”开关”作用。

在脑中，钙调素本身不具备酶活性。

但在钙离子存在时，它可以与别的酶结合并改变它们的活性，从而影响细胞内一系列生理生化过程。

钙调素对神经兴奋性的影响是通过对突触部位的ca++一钙调素依赖的蛋白激酶活性调节进行的。

蛋白激酶是一种作用底物广泛的多功能蛋白激酶，它广泛存在于哺乳动物脑组织神经细胞内，尤其在突触部位。

动物实验证明，直接将活化的蛋白激酶注入无脊椎动物的神经元中显示这种酶可以直接改变神经细胞膜对离子的通透性和神经细胞的兴奋性。

这种由蛋白激酶介导的细胞膜通透性改变与癫痫状态下神经细胞膜的自动去极化有关。

实验证明，癫痫病人的神经系统的兴奋性与蛋白激酶活性呈反比关系。

蛋白激酶活性长时间降低可以导致癫痫发病。

用接受持续的海马刺激神经系统动物脑电图来摸拟人类脑电图变化过程，比较接受神经系统动物脑组织和对照组手术切除的动物脑组织中蛋白激酶活性，结果发现，蛋白激酶活性降低见于所有接受神经系统的动物，在同一动物中，不同的脑区其降低的幅度也不相同。

神经元内钙离子信号传递的调控机制

神经元内钙离子信号传递的调控机制作为神经系统的主要信号传递机制，神经元内的钙离子信号在神经元发射、突触传递等生理过程中扮演着重要的角色。

钙离子信号的异常调控可能会导致神经系统疾病的发生和发展。

因此，了解神经元内钙离子信号传递的调控机制对于研究神经系统疾病的治疗具有重要的意义。

1. 钙离子调控蛋白在细胞内，钙离子的浓度是由调控钙离子流动的膜通道和钙离子结合蛋白来进行调节的。

其中，通过钙离子通道将外部钙离子引入神经元的质膜和内质网内，而通过钙离子结合蛋白在细胞内将钙离子存储起来，从而维持了神经元内钙离子浓度的动态平衡。

目前已知的钙离子调控蛋白包括钙调素、钙调蛋白、钙离子依赖激酶和钙离子依赖离子通道等。

其中，钙调素和钙调蛋白具有类似的结构，可以通过结合钙离子来调控口袋内的肽链的构象，从而影响它们的功能。

而钙离子依赖激酶则通过酶促反应来调节下游的蛋白磷酸化状态，而钙离子依赖离子通道则通过调节细胞内外钙离子的流动来进行调节。

2. 钙离子信号与突触传递神经元之间的信号传递主要发生在突触上，其中神经元释放神经递质来刺激下方神经元，从而实现神经元间的通讯。

而这种信号传递过程中，钙离子信号则扮演着至关重要的角色。

在突触传递过程中，神经元释放的神经递质可以通过刺激钙离子通道来引起钙离子内流，从而激活几种钙离子依赖激酶，如钙剂激酶和肌动蛋白激酶等，最终实现突触前膜的释放。

而在突触后膜上，钙离子信号则可以通过钙调素、钙调蛋白等蛋白来调控突触传递的过程。

特别地，长期增强和长期抑制(LTP/LTD)是神经元之间信息传递时的一类长效调节方式。

LTP和LTD可以影响神经元间的突触效能，从而实现对于长时间和长距离的信息的传输。

钙离子在LTP/LTD中发挥了至关重要的作用，在增强突触效能的过程中可以激活钙调素和钙调蛋白视网膜素受体等，从而调节突触效能的变化。

3. 钙离子信号与神经系统疾病神经系统疾病的发生和发展常常与钙离子信号的异常有关。

钙_钙调素依赖性蛋白激酶_及其生物学作用 (1)

[收稿日期]2001-04-28 [修回日期]2001-07-163[基金项目]国家自然科学基金资助项目(39770175);国家杰出青年科学基金资助项目(39925012);国家重点基础研究规划(G 1999054000)资助项目△山东省临沂市人民医院神经科,276003T el :0539-*******;E -mail :wqb666@[文章编号]　1000-4718(2002)10-1300-03钙/钙调素依赖性蛋白激酶-Ⅱ及其生物学作用3王全保△,　王建枝(华中科技大学同济医学院,湖北武汉430030)C alcium/calmodulin -dependent protein kinase Ⅱand its biologic functionWANG Quan -bao ,WANGJian -zhi(Department o f Pathophysiology ,Tongji Medical Univer sity ,Wuhan 430030,China ) 【A R eview 】　Ca 2+/calm odulin -dependent protein kinase Ⅱ(CaMK Ⅱ)is a member of a family of Ca 2+/calm odulin -regulated protein kinases which als o includes Ca 2+/calm odulin -dependent protein kinas 2es Ⅰand Ⅲ,my osin light chain kinases and phosphorylase kinase.Unlike the other members of this family ,CaMK Ⅱis multifunctional protein kinase and distributes in a variety of tissues.It is especially abundant in neuronal system.In hippocam pus ,CaMK Ⅱis about 2%of the total protein.Studies have shown that CaMKⅡplays an im portant role in a variety of biological processes ,such as regulation of gene transcription ,synthe 2sis of neurotransmitter ,phosphorylation of cytoskeletonal protein ,hippocam pal learning and mem ory formation. [关键词]　钙调蛋白;蛋白激酶Ⅱ;学习;记忆 [KE Y WOR DS]　Calm odulin ;Protein kinase -Ⅱ;Learning ;Mem ory [中图分类号]　R363 [文献标识码]　A 钙/钙调素依赖性蛋白激酶-Ⅱ(calcium/calm odulin -dependent protein kinase -Ⅱ,CaMK Ⅱ)是一种多功能蛋白激酶,存在于许多动物细胞内,尤其在神经组织中含量丰富。

生物体内钙调节蛋白质的功能及其调控研究

生物体内钙调节蛋白质的功能及其调控研究随着科技的发展，人们对生物体内调控机制的理解也越来越深刻。

其中，钙调节蛋白质的功能及其调控机制是近年来受到越来越广泛关注的课题之一。

钙离子作为一种重要的信号分子，在细胞内发挥着重要的调控作用。

而钙调节蛋白质则是完成这种调控的主要工具。

本文将介绍钙调节蛋白质的分类、结构和功能特点，同时还将探讨它们的调控机制及其应用前景。

一、钙调节蛋白质的分类钙调节蛋白质是指那些能够结合钙离子并发挥调控作用的蛋白质。

按照其功能和结构特点的不同，可以将钙调节蛋白质分为四类：1. 钙调素（calmodulin）钙调素是一种广泛存在于真核生物细胞中的钙调节蛋白质。

它能够结合4个钙离子，形成一种 C 字形的结构。

钙调素主要参与细胞内许多重要的生物学过程的调节，如收缩蛋白的磷酸化、运动蛋白的结构变化等。

此外，钙调素还能与许多酶和离子通道结合，发挥其调控的作用。

2. 钙调蛋白家族钙调蛋白家族是一类富含螺旋结构的钙调节蛋白质。

它们包括钙调蛋白、骨钙蛋白等。

在细胞内，这些蛋白质主要参与细胞内钙离子的转运、钙化等。

此外，它们还参与骨骼的形成和维持等其他生理过程。

3. 钙调素依赖性激酶钙调素依赖性激酶是一个大的蛋白酶家族，包括钙调素依赖性激酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ等。

这些激酶主要参与细胞内的信号转导，调控细胞增殖、细胞凋亡等过程。

4. 钙调素敏感性电压门控阳离子通道这类蛋白质是一个重要的离子通道家族，在神经系统、肌肉系统等多个系统中都存在。

它们能够通过结合钙离子的方式，调控离子通道的开放和关闭。

这些通道的功能异常与许多可遗传性疾病有关。

二、钙调节蛋白质的结构特点钙调节蛋白质的结构非常复杂。

在大多数钙调节蛋白中，存在一段或数段富含亮氨酸、谷氨酸等极性氨基酸的区域，这些区域称为 EF 手段。

这些 EF 手段通常成对出现，通过与钙离子结合，使蛋白质发生构象变化，从而发挥调控作用。

此外，钙调节蛋白质还具有转基因作用，类似于传统的转录因子。

骨骼肌中能与钙结合的蛋白质

骨骼肌中能与钙结合的蛋白质引言骨骼肌是人体中最重要的肌肉类型之一，它负责人体的运动和姿势维持。

在骨骼肌中，有一类特殊的蛋白质能够与钙离子结合，起到调节肌肉收缩和松弛的重要作用。

本文将介绍这些能与钙结合的蛋白质的特点、功能以及其在健康和疾病中的作用。

钙离子在肌肉收缩中的作用在了解与钙结合的蛋白质之前，我们先来了解一下钙离子在肌肉收缩过程中的作用。

当神经冲动到达神经-肌肉接头时，触发释放出乙酰胆碱等化学物质。

这些化学物质会导致细胞内钙离子浓度升高。

钙离子进入细胞后，会与一类叫做骨架蛋白（actin）和线粒体内储存着大量钙离子的复合物（mitochondrial calcium uniporter）相互作用。

这个过程会导致肌肉纤维的收缩。

钙离子结合蛋白质的分类在骨骼肌中，有两类主要的蛋白质能够与钙离子结合，它们分别是钙调蛋白（calmodulin）和肌钙蛋白（troponin）。

下面我们将详细介绍这两类蛋白质。

1. 钙调蛋白钙调蛋白是一种小分子量的蛋白质，它广泛存在于各种细胞中，包括骨骼肌细胞。

钙调蛋白通过与钙离子结合来改变其构象，从而发挥其功能。

在骨骼肌中，钙调蛋白与一类叫做肌凝素激酶（myosin light chain kinase）的酶相互作用。

这个相互作用会导致肌凝素激酶活化，并进而促使肌纤维收缩。

钙调蛋白还参与其他多种生物学过程，如神经递质释放、细胞增殖和凋亡等。

2. 肌钙蛋白肌钙蛋白是一种与肌肉收缩密切相关的蛋白质。

它主要存在于肌肉细胞中，并且与肌动蛋白（actin）相互作用。

在骨骼肌中，肌钙蛋白通过与钙离子结合来调节肌动蛋白和骨架蛋白之间的相互作用。

当钙离子浓度升高时，它会结合到肌钙蛋白上，导致肌动蛋白和骨架蛋白之间的结合力增强，从而促使肌纤维收缩。

钙离子结合蛋白质在健康和疾病中的作用钙离子结合蛋白质在骨骼肌的正常功能中起到了重要的调节作用。

然而，当这些蛋白质发生异常变化时，可能会导致一系列疾病。

钙及钙调蛋白依赖性激酶在神经元缺氧损伤中的作用

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中国当代儿科杂志第９卷第４期ＣｈｉｎＪＣｏｎｔｅｍｐＰｅｄｉａｔｒ２００７年８月
Ｖｏｌ．９Ｎｏ．４Ａｕｇ．２００７
ＤＡ）阻滞剂阻断不同类型的钙离子内流，测定钙离子的动态变化，用ＭＴＴ法测定细胞的活性，免疫印记技术检测ＣａＭＫ和ＣａＭＫ的表达，以期阐明钙调蛋 Ⅱ Ⅳ 白依赖性激酶在神经元缺氧损伤中的作用。
中国当代儿科杂志第９卷第４期ＣｈｉｎＪＣｏｎｔｅｍｐＰｅｄｉａｔｒ２００７年８月
Ｖｏｌ．９Ｎｏ．４Ａｕｇ．２００７
新生儿脑损伤专栏·实验研究
钙及钙调蛋白依赖性激酶在神经元缺氧损伤中的作用
Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｃａｌｃｉｕｍａｎｄｃａｌｍｏｄｕｌｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｋｉｎａｓｅａｇａｉｎｓｔｈｙｐｏｘｉｃｎｅｕｒｏｎａｌｉｎｊｕｒｙ
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钙调蛋白结构、性质及其细胞生物学功能的研究进展

钙调蛋白结构、性质及其细胞生物学功能的研究进展李庆伟;张撼;逄越【摘要】钙调蛋白(calmodulin,简称CaM)是普遍存在于真核生物中且高度保守的一类钙离子结合蛋白,在不同物种中,其氨基酸的同源性非常高.作为典型的EF-hand 家族蛋白成员,CaM可以结合Ca2+,形成Ca2+-CaM复合体,从而调节细胞代谢及靶酶的功能.CaM与多种靶蛋白结合,调节靶蛋白的活性,激活下游细胞凋亡、自噬等细胞反应.CaM能够调控微管的解聚.此外,CaM还可以影响细胞增殖,促进DNA 的合成,调控细胞周期的进程.就CaM的结构、性质及细胞生物学功能进行综述,以期为从事该领域研究的科研人员提供有益参考.%Calmodulin (CaM) is a kind of universal existence in all eukaryotic cells and highly conserved calcium binding protein.The homology of amino acid is very high in different species.The protein has two approximately symmetrical globular domains each containing a pair of EF-hand motifs (the N-and C-domain) separated by a flexible linker region for a total of four Ca2+ binding sites, and then CaM can bind to Ca2+ to form a Ca2+-CaM complex.Actived CaM regulates cell metabolism and function of the target enzyme.Calmodulin binds a wide variety of target proteins, modulates the activity of target proteins, and activates cell apoptosis, autophagy and other cellular responses.CaM can modulate microtubule depolymerization.In addition, CaM can also affect cell proliferation and DNA synthesis and regulation of cell cycle progression.In this review, we summarize the structure, properties and cell biological function of CaM,which provides valuable information for the future research in this field.【期刊名称】《辽宁师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(040)001【总页数】9页(P74-82)【关键词】钙调蛋白;微管解聚;细胞增殖;细胞周期【作者】李庆伟;张撼;逄越【作者单位】辽宁师范大学生命科学学院,辽宁大连 116081;辽宁师范大学七鳃鳗研究中心,辽宁大连 116081;辽宁师范大学生命科学学院,辽宁大连 116081;辽宁师范大学七鳃鳗研究中心,辽宁大连 116081;辽宁师范大学生命科学学院,辽宁大连 116081;辽宁师范大学七鳃鳗研究中心,辽宁大连 116081【正文语种】中文【中图分类】Q786早在1965年，Ebashi等[1]在细胞中发现了一种可以结合并传递钙离子信号的蛋白，短期内引起了很大的轰动；后来美籍华人张槐耀博士[2]对这个钙结合蛋白的结构和功能进行了深入的研究，并将此类蛋白命名为“钙调蛋白”.CaM被认为是真核细胞中重要的调节器[3].Ca2+作为动植物及微生物中重要的第二信使[4]，在细胞内行使多种细胞生理反应的同时[5]，也是细胞内重要的离子之一.作为离子信号分子的Ca2+需要与下游的离子受体结合才能行使相关生化功能和诸多细胞反应，研究表明，Ca2+最重要的离子受体就是CaM.空载的CaM不具有任何酶活性，只有当CaM结合了Ca2+，形成了Ca2+-CaM复合体后，才能引起CaM构型发生改变，暴露疏水区，CaM的活性才能被激活.CaM在生物进化中是高度保守的一类重要的调节型蛋白，无论是高低等生物，其同源性都非常高.通过近50 a时间的探索，对CaM的结构、性质的研究已经有了飞跃性的突破，同时在功能方面，对细胞周期调控、细胞增殖、微管解聚[6]、以及与下游靶酶、靶蛋白的结合等领域也获得了可喜的成果.本文就CaM的结构、性质以及细胞生物学功能进行综述.CaM是由148个氨基酸残基组成的、且在不同物种中高度保守的一类小分子蛋白质，其相对分子质量为16.7 kD.CaM属于典型的EF-hand型家族，N末端和C末端都有一相似的EF-hand结构域，这2个结构域是通过一个长而富有弹性的中央Linker连接而成[7].EF-hand不会单独出现，而是成对存在,除了CaM含有4个EF-hand外，还有2、6个EF-hand 2种类型.CaM外形似哑铃，两端具有可以结合钙离子的2个球形末端(图1),每个EF-hand的球形末端可以结合2个Ca2+，这样1个CaM就可以结合4个Ca2+.CaM一级结构非常稳定，有研究表明，无论是脊椎生物，还是无脊椎动物，其氨基酸水平都具有很高的同源性.Ca2+结合到CaM的部位受体系中Ca2+浓度调控，每个球形末端对Ca2+的亲和性是不同的，其中一个位点亲和性较高，而另一个亲和性则相对较低，Ca2+通常结合在亲和性较低的球形末端.α螺旋和β折叠的相互作用形成了CaM独特的二级结构.CaM含有7个α螺旋，4个Ca2+结合位点和2个短的、反向平行的双链β折叠[8].作为EF手型家族蛋白成员的CaM，具有独特的螺旋-环-螺旋结构[9].2个相互垂直的α螺旋由一个钙结合环连接，细胞内的Ca2+就结合在这个结合环上(图1)，CaM结构的稳定性依赖于α螺旋的氢键和疏水键作用的强度.CaM的三级结构通常情况下很稳定，对高温、酸性条件具有良好的耐受作用，DNA酶、RNA酶对CaM的活性也不会造成严重的影响.研究发现，CaM的4个Ca2+结合位点与Ca2+/CaM复合物之间有正向的协同作用[10].Ca2+-CaM复合体具有催化活性，其原因就在于，在同一个结构域内构象发生了变化，每个螺旋之间的相对方向改变，导致Ca2+结合结构域从闭合的构象变为打开的构象，这样一来就形成了一个疏水口袋，进而增强了与CaM结合蛋白的亲和性.有报道称，Apo 钙调蛋白(Ca2+空载CaM)的C端结构域即使在缺少Ca2+的情况下，也具有与靶蛋白作用的能力，这与Apo钙调素C端结构域呈半开半闭的动态平衡是分不开的.Holo钙调蛋白(Ca2+饱和钙调蛋白)中呈α螺旋的中央Linker通过C端结构域第一个螺旋和N端结构域最后一个螺旋连接成一个更长的螺旋，当时认为这是导致CaM呈哑铃形状的主要原因，而后来的研究表明，形成这种特殊构象的原因是晶体堆积造成的.CaM一个显著性的特点就是其结构的高度灵活性，这是由于CaM不含有易于氧化的半胱氨酸和羟脯氨酸，使得肽链定型不受其他因素的影响，并且在温度很高的情况下依然可以保持活性.CaM普遍存在于真核生物细胞中，位于人类第14号染色体上，等电点为4.0左右，分布广泛，为进化上高度保守的一类钙离子受体蛋白[11]，且在已知的脊椎动物中，CaM的氨基酸水平极其相似，同源性也非常高[12](图 2)，其理化性质和生物学活性的相似度也很高，这对于维持多种多样的CaM结合蛋白家族的相互作用可能是相当重要的[13].CaM是一种酸性的水溶性热稳定蛋白，可以在外界温度很高的情况下仍可保持其良好的生物活性.李朝军等[14]的研究表明，成熟期的CaM 主要存在于细胞核中，并在核内进行一系列信号应答反应.在植物中，外界环境刺激，如盐离子浓度、高温、低温、干旱等非生物胁迫可以改变生物体内Ca2+水平[15]，而细胞内的与CaM调节有关的靶酶活性与Ca2+水平之间存在正相关.Ca2+-CaM复合物调节细胞代谢的方式主要有2种：一种是直接与靶标酶起作用，一种是通过激活Ca2+-CaM复合物相关蛋白激酶的活性，从而调节细胞代谢[16].CaM本身无任何酶活性，但可以与靶蛋白相互作用并调节靶蛋白的活性[5]，而这一过程是通过与其下游的靶蛋白——钙调素结合蛋白(calmodulin-bindingproteins，CaMBPs)的作用来完成的.CaM分布于所有的真核生物中，而CaMBPs主要在神经元细胞类型中表达[17].对CaMBPs的研究能够帮助更好地探明Ca2+-CaM在信号转导中发挥的作用.结合CaM的靶蛋白有很多[18](表1)，一旦CaM与靶蛋白结合后就会引起诸如细胞增殖、迁移、凋亡、自噬等反应.纵观这些靶蛋白之间的最明显的共同点是呈碱性，除此之外，包括序列、结构和功能上都没有相似之处.CaM的靶蛋白通常分为3种：①动物中与CaM同系物相似的蛋白；②植物所特有的CaM靶蛋白；③具有独立的CaM结合区域的动物同系物类似蛋白.CaM对其靶蛋白的激活机制也有3种：CaM通过与其靶蛋白的结合使靶蛋白的活性位点重组，释放了靶蛋白的自动抑制区以及使靶蛋白二聚体化，从而激活靶蛋白[19].靶蛋白的CaM结合区表现极端的序列可变性，这反映了CaM调节的柔性[20]，这与CaM序列的保守性是截然相反的.CaM识别靶蛋白的机制是根据靶蛋白的类型决定的，通常情况下，CaM与其靶蛋白是通过15～30个碱基对组成的肽段将彼此连接起来，这个连接区域的肽段一般情况下都含有一个自动的抑制区，识别机制也会随着靶蛋白的改变而变化.通过对CaMBPs氨基酸序列进行分析，将CaMBPs归纳成两类3种CaMBD基序(motif)，包括一个不依赖于Ca2+的基序(IQ)和2个依赖于Ca2+的基序，分为1-5-10和1-8-14两种区域模式，最前面和最后面的数字表明这2个疏水性锚的碱基位置，而中间的数字表示另一个额外的疏水性碱基的位置[5].CaM的靶蛋白在基因调控[21]、抗病性[22]、代谢、离子运输[23]、胁迫耐受性和细胞骨架的组建[24]具有重要的作用.4.1 CaM调控细胞增殖及细胞周期真核生物的细胞增殖过程远比原核生物复杂得多.研究发现，在细胞增殖和细胞周期的过程中，CaM具有重要的调节作用.CaM在细胞中的分布并非永恒不变，会随着细胞周期的进行而迁移.在G1期，CaM主要分布在细胞质中，可与含肌动蛋白的微丝束组装结合；当细胞分裂进行到S期时，发现CaM开始向细胞核中迁移；当分裂进行到G2期时，CaM集中在细胞核中；而在M期(分裂期),CaM主要聚集在极粒和染色体之间的半纺锤体上，说明了在不同时期，CaM在细胞中存在的位置是不同的(图3A).有资料显示，在G1期向S期转变以及G2期向M期过渡过程中,CaM的浓度会增加近1倍，说明CaM是在晚G1期合成的.影响细胞增殖的一个重要指标就是CaM水平，而激活CaM依赖性激酶所需的Ca2+阈浓度随CaM浓度变化而变化.线性回归方程分析表明，CaM水平与G1期长短以及进入S期细胞的百分数有直接的相关性，说明CaM浓度水平对G1期向S期过渡起关键作用[40].在化学致癌物、病毒以及激素诱发的转化细胞中，G1期都大大缩短了，CaM含量提高了2～3倍[41].在动植物中,CaM所参与的周期调控有明显的不同，说明细胞增殖在物种不同进化水平上存在显著的差异.CaM除了可以调控胞内细胞增殖，在胞外同样可以促使细胞增殖.早在1988年,Crocker等首次报道了CaM在胞外可以促进人白血病淋巴细胞增殖，说明CaM不仅可以在胞内影响细胞增殖，在胞外同样具有促进细胞分裂的作用.在细胞增殖的过程中，CaM只是调控机制中的一个重要环节，影响增殖不是单因素决定的，而是多种因素相互作用产生的结果.总而言之，CaM调控细胞增殖的特点可归纳为以下几点：①启动DNA合成，促进G1/S期过渡；②促进G1/M期过渡；③调控染色体的移动，并促进细胞进入有丝分裂后期(图3B).4.2 CaM参与调控靶酶活性同CaM的靶蛋白类似，复合体Ca2+-CaM也同样具有结合并调控下游靶酶的功能.国内外学者利用CaM这个特性，获得许多与其结合的靶酶，为生命科学的发展提供了重要的资源.现已确定的靶酶有磷酸化酶激酶、鸟苷酸环化酶、磷脂酶A2、肌球蛋白轻链激酶、磷酸二酯酶、Ca2+依赖蛋白激酶、辅酶Ⅰ激酶、Ca2+-ATP 酶、腺苷酸环化酶等多种酶的活性.钙调蛋白激酶(CaMK)是一类重要的CaM靶酶，尤其是CaMKⅡ是研究最深的一类钙调蛋白激酶.当体内CaMKⅡ含量达到一定水平时，可导致心脏肥大、心律不齐以及房颤等症状[42].Ca2+-CaM复合体形成后，下游的靶酶的活力会有不同程度的增加，例如氧化物歧化酶含量可提高50%以上，乳酸脱氢酶活力可提高30%左右.在动物中，CaM在肾上腺和脑中cAMP的合成与降解的过程中扮演重要的角色；在植物中，CaM参与调节叶绿素光合作用的进行，CaM在植物体内NAD激酶对浓度的要求极高，若低于一定浓度，NAD激酶的催化活性会被抑制或停滞.有资料显示，Ca2+-CaM激活NAD激酶是调节光合作用的重要环节.李翠凤[43]等在研究Ca2+-CaM依赖性蛋白激酶对胰腺蛋白磷酸化时发现，当CaM的浓度为60 μmol/L时，Ca2+对磷酸化最大激活浓度为15 nmol/L；当体系中的Ca2+过量时，CaM磷酸化水平会有很大程度增加.Seubert[44]等的研究表明,CaM和类红细胞血影蛋白参与神经功能的调节.在CaM众多的靶酶中，在细胞中起到的作用、结合与活化的部位都有不同程度差异，结合CaM的靶酶不能证明靶酶被活化，但靶酶的活化却是CaM与靶酶结合的结果.4.3 CaM调节微管解聚微管(microtubule, MT)是细胞骨架的主要成分之一，在细胞内主要参与充当分子马达分选、细胞内部结构有序性的保持、运输细胞组分的运动轨道和细胞形态的维持[45].微管的组装需要微管结合蛋白和Tau因子共同作用，由于依赖CaM激酶的底物而被磷酸化，导致MT的解聚.当体系中存在一定的Ca2+时，CaM就会与微管Tau因子竞争结合，微管的聚合就会被抑制，细胞的生理活动恢复正常.在体外和活细胞中，MT对冷和诺达考唑比较敏感，有MT存在的情况下，MAP6/STOP家族成员会阻止冷和诺达考唑介导的微管解聚[46]，并且MAP6蛋白的MT活性受CaM抑制[47-48].早期的研究证明[49]，利用显微注射的方法注入CaM，可以有效地延长有丝分裂中期持续的时间，这是由于纺锤体中微管的瞬时解聚造成的；同时大量证据表明，细胞在行使有丝分裂的时候，纺锤体的装配与去装配能够调控染色体向两极移动，而在此过程中，处于中期的CaM对微管的稳定性具有调节作用，这种调节作用是通过翻转机制(flip-flop)来完成的.通常情况下，微管蛋白在聚合与解聚之间处于动态的随机转换.有研究表明，微管的解聚有助于DNA的合成，说明微管解聚与细胞增殖之间可能存在正向协同作用.作为调节型的CaM,在进化上非常保守，不同物种之间的同源性也非常高，说明了CaM对细胞功能的调节发挥了重要的作用[50].除了野甘草之外(只有一个)，无论是脊椎动物还是无脊椎动物，无论是高等生物还是低等生物，编码CaM的基因都有3个，这3个基因在不同的物种间也是高度保守的[51].利用CaM可以结合下游靶蛋白的特性，可以找到更多的相关蛋白，这对分析研究CaM的功能是一个很好的途径.CaM对外界刺激的耐受性很强.在植物中，CaM及其相关激酶的存在可以影响植物的生长、发育等非生物胁迫，但是对植物的生长发育究竟产生了哪些影响，以及对下游的通路产生什么样的影响，影响的方式又是怎样的，目前还不是很清楚.现阶段研究CaM最多的就是CaM在细胞增殖过程中的一些调控机制，包括对G1长短的调控、M期CaM集中于纺锤体的原因，此外，CaM可以调节微管解聚，但是影响微管解聚的机制与方式，却知之甚少，还有待进一步探究.有报道称，CaM可能参与了肿瘤机制的调节[52].在Alzheimer’s疾病中可能是重要的钙稳态介体[53]，在许多疾病中，CaM都充当一个重要的角色，而调控这一过程是通过一系列的信号通路来完成的[11].例如，功能缺陷的CaM可以破坏心脏重要的钙离子信号，从而影响细胞膜通道以及诱发心律失常等病症[54].近年来，CRISPR/CAS9基因敲入、基因敲除技术的日益成熟，以及其他生物科技的研发，这些问题会在不久的将来得到解决.随着研究的深入，CaM越来越多的功能会被科学家们发掘，不仅推动了社会的进步与发展，对相关疾病的治疗也有着同样重要的意义.【相关文献】[1] 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综合护理干预在1例原钙黏蛋白19（PCDH19）基因相关癫痫中的应用

综合护理干预在1例原钙黏蛋白19（PCDH19）基因相关癫痫中的应用发布时间：2021-09-02T16:05:19.363Z 来源：《中国医学人文》2021年17期作者：徐尔辉林振秀[导读] 介绍1例原钙黏蛋白19（PCDH19）基因相关癫痫的综合护理方法。

徐尔辉林振秀电子科技大学医学院附属妇女儿童医院?成都市妇女儿童中心医院 611731【摘要】介绍1例原钙黏蛋白19（PCDH19）基因相关癫痫的综合护理方法。

PCDH19基因相关癫痫目前在国内报道尚少，严密的病情监测、丛集性发作期间正确处理、安全防护、康复训练及健康指导等护理措施对原钙黏蛋白19（PCDH19）基因相关癫痫丛集性发作的控制及后期康复尤为重要。

【关键词】 PCDH19基因癫痫丛集性发作护理Comprehensive nursing intervention in 1 case of protocadherin 19（PCDH19）gene related epilepsyXu Er-hui, Lin Zhen-xiu. Chengdu Women’s and Children’s Central Hospital, School of Medicine, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu, Sichuan 611731, ChinaAbstract: To introduce the comprehensive nursing intervention in 1 case of protocadherin 19（PCDH19）gene related epilepsy. At present, there are few reports of PCDH19 gene related epilepsy in China. Monitoring closely disease, proper treatment during the stage of cluster seizures, safety protection, rehabilitation training and health guidance are important for controlling convulsions during the stage of cluster seizures and rehabilitation. Key words: PCDH19 gene; epilepsy; cluster seizures; nursing原钙黏蛋白19（PCDH19）基因定位于Xq22.1，编码为原钙黏蛋白19（ protocadherin 19）［1］。

钙调蛋白

一简介钙调蛋白/钙调素calmodulin；CaM钙调蛋白是真核生物细胞中的胞质溶胶蛋白，由148个氨基酸组成单条多肽,相对分子质量为16.7kDa。

一种能与钙离子结合的蛋白质。

钙离子被称为细胞内的第二信使，其浓度变化可调节细胞的功能，这种调节作用主要是通过钙调蛋白而实现的。

钙调蛋白是一种分子量为16700的单链蛋白质，由148个氨基酸组成。

等电点为4.3，是酸性蛋白质。

不同生物来源的钙调蛋白，其氨基酸组成和顺序或完全一样，或仅有少许差异。

它耐酸，耐热，十分稳定。

钙调蛋白和细胞内很多种酶的作用有关。

在每个钙调蛋白分子内，有4个可与钙离子结合的区域，它们的一级结构极为相似。

细胞内钙离子水平通常维持在10-7摩尔浓度左右。

当外来的刺激使细胞内钙离子的浓度瞬息间升高至10-6～10-5摩尔浓度时，钙调蛋白即与钙离子结合，构象改变，螺旋度增加，成为活性分子，进而与酶结合，使之转变成活性态。

当钙离子浓度低于10-6摩尔浓度时，钙调素就不再与钙离子结合，钙调素和酶都复原为无活性态。

因此，可以根据钙离子浓度的变化来控制细胞内很多重要的生化反应。

至1982年，已得到电鳗和鸡的钙调素cDNA克隆和鸡的钙调蛋白基因克隆。

根据前二者的核苷酸顺序分析，得知它们的差异较大，但由之推测出的氨基酸顺序仍基本相同。

在鸡的天然基因中，测得7个内含子，基因总长为12kb。

在细胞分裂周期中和细胞癌变时，钙调蛋白基因的表达加强。

编辑本段二成分结构钙调蛋白的外形似哑铃,有两个球形的末端,中间被一个长而富有弹性的螺旋结构相连,每个末端有两个Ca2 结构域,每个结构域可以结合一个Ca2 , 这样,一个钙调蛋白可以结合4个Ca2 ,钙调蛋白与Ca2 结合后的构型相当稳定。

在非刺激的细胞中钙调蛋白与Ca2 结合的亲和力很低；然而,如果由于刺激使细胞中Ca2 浓度升高时, Ca2 同钙调蛋白结合形成钙-钙调蛋白复合物(calcium-calmodulin complex),就会引起钙调蛋白构型的变化,增强了钙调蛋白与许多效应物结合的亲和力。

钙调蛋白。ppt

克隆和和鸡的的钙钙调调蛋白基素鸡鳗
至年，已得到电
• 1982
cDNA
钙调蛋白作用机理
• 1.是对任何微量的钙都能敏感地捕获。钙调蛋白只有在与Ca2+结合后才有活性 • 2.激素可以通过影响细胞内Ca2+浓度变化来调控钙调蛋白的活性。活性Ca2+·CaM复合物可以通过与靶酶作用方式调控代谢过程 • 3.与钙结合后，CaM发生构型上的变化，成为一些酶的激活物。再与酶结合时，又引起酶的构型变化，使由非活性态转为活性态，CaMCa2+成了这些酶作用时必不可缺的成分
• 最近对钙调蛋白(CaM)的研究,揭示了它的三维结构及其两个结构域的功能。肯定了 CaM 的 Ⅲ、Ⅳ位是 Ca~(2+)结合的高亲和位,并据此提出了 CaM 活化靶酶的新模型。发现神经钙蛋白(CaN)为一种依赖 CaM 的磷酸酶和两种最强的 CaM 拮抗剂多肽 Ma-stoparan 和药物 EBB。证明一些疾病同 Ca~(2+)、CaM 有关。

钙离子与钙调蛋白
• 1.Ca2+的作用。生物体内存在的游离Ca2+与许多生理活动过程有关。其中一个重要作用是作为细胞内信使 • 2.钙调蛋白（CaM）。钙调蛋白是一种钙结合蛋白，存在于几乎所有的真核细胞中。它的作用是对任何微量的钙都能敏感地捕获。钙调蛋白只有在与Ca2+结合后才有活性。因此，激素可以通过影响细胞内Ca2+浓度变化来调控钙调蛋白的活性
钙
钙调蛋白的发展
期中，和细胞癌变时，周为裂长分总测得鸡酸， 7 。在基胞因，细基个内含然子，中相出同氨较大得者知的，二的异因基基本测差分析前天仍推们的顺序根据。的顺序由之它酸但尽管苷隆核因克 12kb 。在

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钙调蛋白、钙调蛋白激酶与癫痫癫痫的发病机制较为复杂，但是各种类型癫痫发作的共同病理基础是神经元的异常放电。

癫痫的每一次发作都包括起动、发作性放电的维持与扩展以及发作性放电的抑制3个不同而连续的病理生理过程，在这个过程中，脑内钙离子(Ca2+)的传导起重要作用。

Ca2+是一个功能活跃的2价阳离子，在调节神经元兴奋中起着重要作用。

细胞外的Ca2+一旦进入细胞内并达到一定浓度时，可以激活许多细胞生物学过程。

Ca2+也是中枢神经系统内发挥着重要的第二信使[3]的作用，通过Ca2+受体蛋白―钙调蛋白和钙调蛋白激酶系统激活细胞的多种功能。

1钙离子、钙离子通道与癫痫?钙离子与癫痫的关系已经肯定。

Ca2+内流在阵发性去极化漂移（paroxysmal depolarization shift，PDS）、神经元同步放电和抑制性突触后电位形成有关。

由于细胞内Ca2+浓度的调节机制（Ca2+通道、Ca2+结合蛋白）失控，Ca2+过度流入神经元，可以导致细胞毒性等一系列反应。

因此，Ca2+内流是癫痫发病的基本条件。

1.1在细胞水平上，癫痫的共同病理基础是神经元过度放电至于这种自发性放电，目前认为是短暂快速的Ca2+内流和缓慢Ca2+内流[4-5]引起的细胞去极化。

Badea[6]等用Ca2+成像的方法观察了神经元参与癫痫发作的情况，证实了Ca2+离子快速内流与细胞去极化有关。

当这种去极化达到一定程度就会触发Na+内流，从而爆发一系列迅速的去极化过程。

1.2癫痫发作需要众多的神经元同步放电，其放电是由突触介导的，先决条件是Ca2+内流在癫痫发作前，突触前末梢活性区域中的高电子密度颗粒实质上是一种Ca2+通道。

它为Ca2+进入细胞并促发癫痫发作提供条件。

在癫痫持续状态时，Ca2+也发挥作用。

一般认为，癫痫放电过程中，除了细胞膜快速去极化外，神经元还通过Na+-Ca2+交换、Ca2+泵、线粒体和内质网重新调整细胞内Ca2+浓度，在此基础上，新的Ca2+内流又开始。

癫痫发作后期，癫痫病灶内巨大的传出冲动可以通过负反馈激活抑制机制，产生长时间细胞膜过度去极化，抑制性突触后电位IPSP 的产生，使脑内抑制过程扩散，癫痫发作终止，而IPSP的产生与Ca2+有关。

1.3细胞内Ca流的增加除可引起神经元兴奋外，大量Ca2+内流可引起细胞内钙超载而对神经细胞造成损害①激活了某些ATP酶,使高能磷酸键水解释放大量的H+,造成酸性环境而不利于正常代谢。

②细胞膜上的饱和磷脂成分水解,胞外物质进入胞内,同时释放自由基根源的游离脂肪酸。

③大量内流的Ca2+沉积于线粒体,使氧化与磷酸化脱耦联,干扰高能磷酸盐的正常功能。

④加强神经递质的胞吐作用。

以上损害使细胞兴奋激惹性增高导致神经元异常放电而出现癫痫样发生。

1.4细胞内外Ca2+浓度的改变主要通过钙通道的改变得以实现根据其激活方式的不同，可将钙通道分为两种[7-8]：电压依赖性钙通道（Voltage-dependent Calcium Channels,VDCC）与受体门控性钙通道（Receptor-operated Calcium Channels,ROCC）。

1.4.1电压依赖性钙通道（VDCC）VDCC的基本作用就是把电信号转化成生化的改变，在调节细胞兴奋性、神经递质释放和基因表达中起重要作用。

VDCC对膜电位变化敏感，当膜去极化到一定程度（－40～－60 mv），VDCC被激活,细胞外钙进入细胞。

VDCC的灭活主要是细胞膜电位复极和细胞内大量Ca2+大量积聚。

一些化学物质如环核苷酸、蛋白激酶C（PKC）、三磷酸肌醇（IP3）可调节其活性。

而多巴胺（DA）、5－羟色胺（5－HT）、去甲肾上腺素（NE）、腺苷、r－氨基丁酸（GABA）等则可抑制VDCC的开放。

高钾去极化引起的细胞内Ca2+浓度的增高几乎全部来自VDCC流入细胞内的Ca2+。

1.4.2受体门控性钙通道（ROCC）ROCC对相应的配体敏感。

配体与受体结合，受体构型改变，ROCC被激活。

兴奋性神经递质谷氨酸、甘氨酸与相应的受体海人藻酸（KA）受体、AMPA受体、和NMDA受体相结合，引起ROCC开放，Ca2+内流。

兴奋性氨基酸受体不仅存在在突触后膜还广泛分布于细胞体，所以这种受体激活不仅引起神经元去极化，还使细胞长时间兴奋性增高。

2钙调蛋白与癫痫?钙调蛋白（calmodulin，CaM）：CaM是一种由19种148个氨基酸残基组成的耐热和耐酸的小分子可溶性球蛋白[9]，具有高度进化保守性，不同来源的生物和组织其氨基酸顺序基本相同，理化性质相似。

CaM的相对分子量为16670，分子结构呈哑铃形，具有4个内在氨基酸序列的基本结构单位，每个结构单位的原子空间排列都是由2个各由10个氨基酸的a螺旋构成，中间有一非螺旋结构的肽袢连接疏水区，为钙结合位点。

2.1CaM活性形为Ca2+/CaM复合物当细胞受到外界有效刺激后，细胞内Ca2+浓度瞬时提高，Ca2+即与CaM结合，并导致CaM构象发生改变，使其中心螺旋暴露，CaM则变为活化状态，从而可以启动各种靶酶，一起一系列生理或病理效应[10]。

当Ca2+浓度恢复到静息水平时，CaM与Ca2+解离，便又失去活性。

细胞内Ca2+许多调节功能都是通过激活CaM而起作用的。

CaM在脑组织中含量最为丰富,神经组织中的CaM主要集中在突触前神经末梢的胞浆和囊泡内以及突触后致密处。

活性型CaM含量与细胞内游离钙浓度密切相关。

当细胞内Ca2+浓度达到了10- 6～10- 5M时,CaM成为活性。

2.2Ca2+/CaM复合物可以通过2种方式发挥其作用①直接与靶酶结合，诱导靶酶的构象变化，使酶活化，如磷酸二酯酶（PDE）、腺苷酸环化酶（AC）、鸟苷酸环化酶（GC）；②通过活化依赖Ca2+/CaM的蛋白激酶和蛋白磷酸酶，再进一步影响靶酶的活性，如多功能的钙调蛋白依赖性蛋白激酶（CaMK）和神经储钙蛋白等。

2.3CaM作为脑中重要的Ca2+转换系统在神经兴奋性方面有极重要的“开关”作用它通过对神经细胞兴奋性、细胞内cAMP(环磷酸腺苷)/cGMP(环磷酸鸟苷)和神经递质合成及释放来影响癫痫的发生和发展[11]。

①CaM影响神经细胞的兴奋性：通过对突触部位的Ca2+/CaM依赖的蛋白激酶(CaMK)活性调节进行的[12]。

细胞内CaMKⅡ活性常持续降低可导致癫痫发作。

②细胞内cAMP与cGMP比值可影响钙流向：当cAMP浓度升高,可促进浆膜上钙泵活动,将胞内的Ca2+泵到细胞外液,减轻Ca2+内流造成的神经细胞自动去极化,而cGMP升高时可增加细胞膜对Ca2+的通透性,促进细胞外钙流入细胞内。

CaM通过影响环核苷酸代谢的三种酶：磷酸二酯酶（PDE）、腺苷酸环化酶（AC）而调节cAMP的水平，间接调节神经递质的合成。

CaM活性改变时可降低cAMP浓度，cAMP/cGMP比值降低从而导致癫痫发作。

③CaM可促进神经递质的合成与释放，引起神经细胞兴奋与抑制功能失调而参与癫痫的发生。

神经细胞内富含CaM，它可以激活神经递质合成酶系的活性。

与儿茶酚胺（CA）与5－HT合成分别有关的酪氨酸羟化酶（TH）及色氨酸羟化酶（TPH），都是合成反应的限速酶，均受依赖Ca2+/CaM的蛋白激酶（PK）磷酸化的调节而被激活。

CaM主要存在于突触前囊泡中,在突触后囊泡中也有一定的含量,神经冲动到达突触前膜引起局部去极化，Ca2+通道开放，Ca2+进入细胞与CaM结合，活化的Ca2+/CaM复合物激活突触内依赖CaM的蛋白激酶系统，可使轴突囊泡壁上的突触素磷酸化，解除了肌动蛋白的限制；还可激活ATP酶，使ATP水解释能使突触小泡与突触前膜接触并与之融合，进而引起递质的释放。

故CaM调节的蛋白质磷酸化增多可加速神经递质由末梢囊泡中的合成和释放,促使癫痫发生。

3钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶与癫痫?Ca2+内流在癫痫的发生中起着重要的作用，作为Ca2+信号转导系统中的一环CaMK也参与了癫痫的发生、发展、脑组织损伤以及癫痫发作后神经可塑性变化的全过程。

CaMK是大脑中最重要的蛋白激酶，至少有4个亚型，都在转导Ca2+信号中行使多种功能，其中以CaMKII含量最丰富。

CaMKII是大脑内广泛存在的一种非脯氨酸指导的蛋白激酶，分子量约为600kD，约由12个亚基组成，分为α、β、γ、δ4种类型。

4类亚基具有很高的同源性。

其中α亚基仅在脑细胞中表达。

所有脑源性CaMKII 亚基均含有ATP结合的序列、蛋白激酶催化活性中心及钙调蛋白结合域。

钙调蛋白结合域在α亚基位于296～309区域，在β亚基则位于297～310之间。

其自身抑制域位于281～310之间[13]。

纯化的CaMKII在Ca/CaM缺失时几乎无活性，而加入钙离子／钙调蛋白（Ca2+/CaM）后其活性至少增加200倍[14]。

?CaMKII一旦与Ca2+/CaM结合，其分子构象即发生改变，每个催化结构域可以使临近亚基的抑制结构域发生自身磷酸化，籍此激活CaMKII，并依次磷酸化细胞中的其它靶蛋白，从而呈现Ca2+/CaM依赖的生物学活性。

目前认为，钙调蛋白(calmodulin,CaM)作为Ca2+发挥作用的受体是脑内Ca2+主要的信号转导系统，CaM对神经元兴奋性的调节主要是通过对突触部位的钙/钙调素依赖性蛋白激酶-II(Ca2+/CaM dependent protein kinaseII,CaMKII)活性的调节进行的[15]。

?CaMKII可特异性磷酸化突触蛋白(synapsin)和酪氨酸羟化酶。

Synapsin是神经元特有的蛋白质，分子量80 kD。

非磷酸化的synapsin可与突触中的小型分泌颗粒(突触小泡)相结合，在突触小泡周围形成一个隔离层，使突触小泡不能与质膜融合，阻止神经递质释入突触间隙。

CaMPKII催化Synapsin磷酸化后可使其与突触小泡脱离，突触小泡周围的隔离层消失，增加神经递质的释放[16]。

而突触间隙大量的兴奋性递质堆积显然是癫痫发作的直接因素之一。

?Ca2+升高使CaMKII的（苏氨酸）Thr286发生自身磷酸化，CaMKII从Ca2+依赖形式转变为非Ca2+依赖形式[17]而活化，Ca2+依赖性CaMKII活性显著下降，而非Ca2+依赖性CaMKII活性则显著提高。

非活化的CaMKII（Ca2+依赖）降低，其原因在于该酶的自身磷酸化受到抑制，自身磷酸化的抑制可能因该酶与ATP的亲和力下降有关；CaMKII活性的降低可能还与以下两点有关:①酶的转位，其中包括胞浆向颗粒部分转位和不同突触成分间的转位;②酶的基因表达的下调。

活化的CaMKII(非Ca2+依赖)作用于底物，包括（谷氨酸）Glu受体，使之磷酸化增强，Glu 受体可逆磷酸化的正反馈加强，这样可使NMDA受体反应增强，Ca2+大量内流，引起一系列病理改变，导致神经元死亡。