Nature子刊:科学家解析钙离子通道的调控

2014-1-26 10:53 来源: 生物通
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  Johns Hopkins大学的科学家们,解析了机体中游离钙(存在于骨以外的钙)的调控机制,这一研究可以帮助人们开发新药物,治疗包括帕金森症在内的多种神经学疾病。文章发表在本周的Nature Chemical Biology杂志上。

  游离钙离子携带的电信号“对于机体功能非常重要,”文章的资深作者David Yue教授说。那些被称为钙离子通道的大蛋白,是决定钙离子何时进入细胞的看门人。这些位于细胞膜中的通道蛋白,通过开启和关闭对进入细胞的钙离子流进行调控。当适量钙离子进入细胞后,会启动一系列重要的活性,如果这一过程出现问题,就会引发相应疾病。

  钙离子通道上结合有两个调节子,分别作为钙离子进入细胞的刹车和加速器。其中钙调蛋白(Calmodulin)阻止钙离子通过,而钙结合蛋白负责加速钙离子的流入。

  研究人员对大脑神经细胞膜上的特殊钙离子通道进行研究,分析了钙调蛋白和CaBP4(一种钙结合蛋白)对钙离子通道的控制。

  此前人们认为,钙调蛋白和钙结合蛋白在同一个位点与钙离子通道结合,但研究人员发现事实并非如此。他们通过基因工程将钙调蛋白连在钙离子通道上,发现钙结合蛋白也能够结合上来,说明这两种蛋白的结合位点并不相同。

  为了进一步研究这些调节子之间的联系,科学家们将不同颜色的标志物连在钙离子通道、钙调蛋白和CaBP4上。如果两个分子连接在一起,颜色就会发生改变。他们通过检测颜色的变化,来解读分子之间的关联。

  “我们的实验向人们展示,起调控作用的钙调蛋白和钙结合蛋白,结合在钙离子通道的不同位点,”Yue说。“这一技术可以帮助人们,在活细胞中研究类似大分子的作用机制。”

  此外,这项研究还可以帮助人们开发靶标钙离子通道的新药。市面上已经存在一些这样的药物,例如通过靶标血管中的特定钙离子通道,来降低血压的钙离子通道阻断剂。

  Yue教授指出,阻断钙离子通道还可以用于其他疾病的治疗。例如有研究显示,大脑中特定部位的钙离子过多,会引发一些包括帕金森症在内的神经退行性疾病。阻断这种钙离子通道,可以帮助人们对抗这一严重的大脑疾病。