A+醫(yī)學(xué)百科 >> 鈣離子通道

鈣離子通道的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，稱為載體。鈣離子與載體結(jié)合被轉(zhuǎn)運(yùn)。這種蛋白質(zhì)與鈣離子的結(jié)合類似酶與底物的結(jié)合。解釋酶與底物專一結(jié)合的學(xué)說(shuō)：　　

一、鎖鑰學(xué)說(shuō)：

解釋酶專一性的理論，已經(jīng)過(guò)時(shí)，但是解釋得很形象。

1.酶的活性中心：酶與底物直接接觸和作用的部位。一般而言，底物比酶要小得多。

2. 鎖鑰學(xué)說(shuō)：酶的活性中心的構(gòu)象與底物的結(jié)構(gòu)（外形）正好互補(bǔ)，就像鎖和鑰匙一樣是剛性匹配的，這里把酶的活性中心比作鑰匙，底物比作鎖。

在此理論的基礎(chǔ)上還衍生出一個(gè)三點(diǎn)附著學(xué)說(shuō)，專門解釋酶的立體專一性。　　

二、誘導(dǎo)鍥合理論：

這是為了修正鎖鑰學(xué)說(shuō)的不足而提出的一種理論。它認(rèn)為，酶的活性中心與底物的結(jié)構(gòu)不是剛性互補(bǔ)而是柔性互補(bǔ)。當(dāng)酶與底物靠近時(shí)，底物能夠誘導(dǎo)酶的構(gòu)象發(fā)生變化，使其活性中心變得與底物的結(jié)構(gòu)互補(bǔ)。就好像手與手套的關(guān)系一樣。該理論已得到實(shí)驗(yàn)上的證實(shí)，電鏡照片證實(shí)酶“就像是長(zhǎng)了眼睛一樣”。

鈣離子通道是一種跨越細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，它嚴(yán)格控制著鈣離子進(jìn)入細(xì)胞的過(guò)程。由于鈣離子信號(hào)與很多重要生理功能相關(guān)，例如心臟收縮、基因轉(zhuǎn)錄等，因此調(diào)節(jié)鈣離子進(jìn)入細(xì)胞的精確反饋機(jī)制就至關(guān)重要。為了實(shí)現(xiàn)這一功能，每個(gè)鈣離子通道都與一個(gè)鈣調(diào)蛋白分子（calmodulin CaM）結(jié)合，從而通過(guò)鈣離子與其羧基端小葉（C-lobe）和氨基端小葉（N-lobe）的結(jié)合實(shí)現(xiàn)對(duì)通道活性的調(diào)節(jié)。

鈣調(diào)蛋白與鈣離子形成的復(fù)合物是構(gòu)成鈣離子感受器的重要原型，鈣離子感受器與鈣離子源密切相關(guān)。CaM的羧基端小葉能感應(yīng)局域的鈣離子大幅振蕩，這是由于主通道的鈣離子流引起的。而氨基端小葉則感應(yīng)全局的較遠(yuǎn)距離源引起的鈣離子小型改變。然而，盡管以上現(xiàn)象在生物學(xué)上非常重要，但其內(nèi)部機(jī)制尚不清楚。

在2008年6月27日出版的《細(xì)胞》（Cell）上，來(lái)自美國(guó)的一組科學(xué)家發(fā)表文章稱，他們提出了一種全新理論來(lái)說(shuō)明全局選擇性是如何出現(xiàn)的，并且從實(shí)驗(yàn)上證實(shí)了這一理論的正確性。在研究中，科學(xué)家利用一種新方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)于鈣離子振蕩的毫秒級(jí)別控制。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，全局選擇性產(chǎn)生于CaM結(jié)合于通道之后的快速鈣離子釋放。

盡管CaM的C-lobe和N-lobe感受著完全相同的鈣離子信號(hào)，它們卻選擇性的與產(chǎn)生于不同空間區(qū)域的鈣離子信號(hào)發(fā)生反應(yīng)。研究人員發(fā)現(xiàn)，CaM的C-lobe利用一種“慢CaM”（slow CaM）機(jī)制來(lái)選擇產(chǎn)生于自身通道的鈣離子信號(hào)，這類似于放大鏡，而N-lobe則利用一種“SQS”機(jī)制來(lái)選擇來(lái)自較遠(yuǎn)距離通道的信號(hào)，這類似于雙筒望遠(yuǎn)鏡。特別值得注意的是，SQS機(jī)制產(chǎn)生的空間選擇性能得到調(diào)整，這或許能產(chǎn)生非常重要的生理學(xué)結(jié)果。

新發(fā)現(xiàn)對(duì)于更好了解鈣離子信號(hào)在整個(gè)生物學(xué)領(lǐng)域的作用非常有意義

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