钙激活酶激活蛋白的研究进展

畜牧兽医科技信息２００７．０６

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作者简介：范艳，女，汉，山西介休人。硕士研究生。生物化学与分子生物学专业。

’通讯作者：常泓，女，汉，博士，教授。主要研究钙激活酶激活

蛋白对肉嫩化的调解机理。

专论与综述

钙激活蛋白酶系统是高度可调的、依赖于Ｃａ２＋的蛋白质水解酶系统，包括ｃａｌｐａｉｎｓ（钙激活蛋白酶）、ｃａｌｐａｓｔａｔｉｎ（钙激活酶抑制蛋白）

和ｃａｌｐａｉｎａｃｔｉｖａｔｏｒ（钙激活酶激活蛋

白）。自１９６４年发现后，ｃａｌｐａｉｎ就越来越引起人们的重视。在过去的５０年内，大量的研究报道主要集中在ｃａｌｐａｉｎ和

ｃａｌｐａｓｔａｔｉｎ的生理和病理功能以及它们之间的相互作用机理

上。而对ｃａｌｐａｉｎａｃｔｉｖａｔｏｒ的研究很少。ｃａｌｐａｉｎａｃｔｉｖａｔｏｒ是

ｃａｌｐａｉｎ的正调节因子，是一种蛋白质。本文主要综述了ｃａｌ－

ｐａｉｎａｃｔｉｖａｔｏｒ的结构、

功能及其研究进展，重点论述了ｃａｌ－ｐａｉｎａｃｔｉｖａｔｏｒ的结构和功能及在肉嫩化中的作用机理。１ｃａｌｐａｉｎａｃｔｉｖａｔｏｒ的研究历史

ｃａｌｐａｉｎａｃｔｉｖａｔｏｒ是ｃａｌｐａｉｎ的正调节因子，是一种蛋白

质。首次发现ｃａｌｐａｉｎａｃｔｉｖａｔｏｒ的是美国Ｔｅｘａｓ健康科学中心大学生理和药理系ＤｅＭａｒｔｉｎｏ等人，他在１９８１年研究钙调蛋白（ＣａＭ）对ｃａｌｐａｉｎ的作用时发现此激活蛋白。

ＤｅＭａｒｔｉｎｏ等人在从牛脑中分离ＣａＭ时发现，牛脑中存

在一种能激活ｃａｌｐａｉｎ并明显区分于ＣａＭ的一种分子量特别小（约２０ｋＤ）的热稳定性蛋白质，它能提高ｃａｌｐａｉｎ的水解速率约２５倍，但不改变其对Ｃａ２＋的敏感度。

随后日本Ｋｏｂｅ医科大学Ｔａｋｅｙａｍａ等人于１９８５年在牛脑微粒体细胞中也分离得到此激活蛋白，并指明此激活蛋白既能激活ｃａｌｐａｉｎ－Ⅰ也能激活ｃａｌｐａｉｎ－Ⅱ，其分子量约为

１５ｋＤ。

１９８８年意大利热那瓦大学生化研究所的Ｐｏｎｔｒｅｍｏｌｉ和Ｍｅｌｌｏｎｉ等人对ｃａｌｐａｉｎａｃｔｉｖａｔｏｒ进行了进一步的研究，结果

表明从嗜中性细胞中提取的ｃａｌｐａｉｎａｃｔｉｖａｔｏｒ可以提高ｃａｌ－

ｐａｉｎ对Ｃａ２＋的敏感度。

１９９０年Ｍｅｌｌｏｎｉ等人又从鼠骨骼肌中提取得到了ｃａｌ－ｐａｉｎａｃｔｉｖａｔｏｒ，而且从动力学角度入手对此激活蛋白和抑制

蛋白的酶学特性，及它们之间的竞争性关系进行了研究。Ｍｅｌｌｏｎｉ等于１９９１年的研究主要是对ｃａｌｐａｉｎａｃｔｉｖａｔｏｒ的作

用机理进行研究，他们的初步研究结果为：ｃａｌｐａｉｎａｃｔｉｖａｔｏｒ可在较正常情况下ｃａｌｐａｉｎ所需Ｃａ２＋浓度低２５倍的情况下，提高８０ｋＤ的大亚基转化为７５ｋＤ亚基的速率；可以抑制

ｃａｌｐａｉｎⅡ的自溶作用，可以增加蛋白酶对同源性ｃａｌｐａｓｔａｔｉｎ

的降解作用；激活蛋白与ｃａｌｐａｉｎⅡ形成１∶１的复合体。

随后，日本科学家ＥｉｉｃｈｉＳｈｉｂａ等从人血小板中分离得到ｃａｌｐａｉｎａｃｔｉｖａｔｏｒ，意大利科学家ＳａｌａｍｉｎｏＦｒａｎｃａ等从人红细胞中也分离得到此因子。

１９９８年和２０００年Ｍｅｌｌｏｎｉ等对Ｃａｌｐａｉｎａｃｔｉｖａｔｏｒ的研究

取得了突破性的进展。在这些研究中，Ｍｅｌｌｏｎｉ等明确指出，

ＵＫ１１４和ＡＣＢＰ（酰基辅酶Ａ结合蛋白）分别是ｃａｌｐａｉｎ－Ⅰ

和ｃａｌｐａｉｎ－Ⅱ的激活蛋白。随后，Ｐｏｎｔｒｅｍｏｌｉ和Ｍｅｌｌｏｎｉ等对

ｃａｌｐａｉｎａｃｔｉｖａｔｏｒ研究不断深入，测得了其氨基酸顺序。２０００

年Ｍｅｌｌｏｎｉ等还对此激活蛋白在细胞内的定位进行了研究。

２ｃａｌｐａｉｎａｃｔｉｖａｔｏｒ的结构２．１

ＵＫ１１４的结构

Ｍｅｌｌｏｎｉｅｔａｌ．，１９９８报道，从牛脑中分

离的ｃａｌｐａｉｎ－Ⅰ的激活因子为蛋白质，分子量为３０ｋＤ，分子结构为二聚体，广泛分布于各种动物细胞中。不同来源的

ＵＫ１１４对ｃａｌｐａｉｎ的激活特性是相同的。Ｃａｌｐａｉｎａｃｔｉｖａｔｏｒ的

氨基酸顺序与山羊肝脏蛋白ＵＫ１１４几乎一样；与小鼠ＨＲ１２蛋白很相似；与流感嗜血杆菌（Ｈａｅｍｏｐｈｉｌｕｓｉｎｆｌｕｅｎｚａｅ）和枯草芽孢杆菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓｓｕｂｔｉｌｌｉｓ）获得的ＹｊｇＦ和ＹａｂＪ两种热激蛋白有很大的相似点，这就说明ｃａｌｐａｉｎａｃｔｉｖａｔｏｒ与这些蛋白一样是陪伴蛋白家族中的成员，这也就决定了ｃａｌｐａｉｎ

ａｃｔｉｖａｔｏｒ在发挥作用时是它与Ｃａ２＋和ｃａｌｐａｉｎ的复合体发挥

作用，从而对ｃａｌｐａｉｎ起到激活作用。另外，这些蛋白的中心区域富含可以首先转变为螺旋结构的氨基酸。

２．２ＡＣＢＰ的结构对于ＡＣＢＰ，Ｍｅｌｌｏｎｉ等２０００年报道，其

分子量约为２０ｋＤ，为二聚体。氨基酸序列与ＵＫ１１４基本相同，但其具体结构还未见报道。

３ｃａｌｐａｉｎａｃｔｉｖａｔｏｒ对ｃａｌｐａｉｎ的激活机理

Ｃａｌｐａｉｎａｃｔｉｖａｔｏｒ是明显区别于ＣａＭ的ｃａｌｐａｉｎ的一种

激活蛋白，是一种热稳定性蛋白质。从牛脑中提取出的这种

钙激活酶激活蛋白的研究进展

范

艳，梁文涛，尹淑琴，常

泓[

（山西农业大学生命科学院，太谷０３０８０１）

摘

要：钙激活酶激活蛋白是钙蛋白酶的正调节因子，是其最直接的调节者。本文就钙激活酶激活蛋白的研究历史、现状发展以及意义详细论述，重点论述了其结构和功能及在肉嫩化中的作用机理。关键词：钙激活酶激活蛋白；钙蛋白酶；肉嫩化