《线粒体钙超》PPT课件

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1、CalciumHomeostasisandCalciumOverloadinCell(细胞内钙稳态与钙超载)Pathophysio.Dep.OfSDU袁中瑞1Inalleukaryoticcells,thecytosolicconcentrationofCa2+ions([Ca2+]C)istightlycontrolledbyinteractionsamongtransporters,pumps,channelsandbindingproteins.Finelytunedchangesin[C

2、a2+]Cmodulateavarietyofintracellularfunctionsrangingfrommuscularcontractiontosecretion,anddisruptionofCa2+handlingleadstocelldeath.2细胞内钙稳态调节(CalciumHomeostasisinCell细胞内钙超载(calciumoverloadincell)线粒体与钙(mitochondriaandcalcium)3一、CalciumHomeostasisinCell

3、4Fig.1.Ca2+distributioninthecell.HighandlowCa2+domainsaremarkedwithorangeandblue,respectively.(From:Calciumsignalingandapoptosis,BiochemBiophysResCommun.2003May9;304(3):445-54)56(一)钙平衡1、钙瞬变值[Ca2+]EC:1~10mM[Ca2+]C:0.1~10μM细胞内钙:44%存于胞内钙库（肌浆网/内质网）；细胞内

4、游离钙仅0.005%生理性钙瞬变值：①即细胞内钙浓度的增加，平均介于0.1~10μM之间。②钙荧光探针（indo-1、fura-2、fluo-3AM等等）以及Aequorin（水母发光蛋白）、GFP-basedfluorescentCa2+probes（suchascameleonsandpericams）等。7892.钙移动的决定因素钙的平衡和钙的瞬变值依赖于两组蛋白质一组负责钙的输入和激活钙释放另一组负责钙的输出和摄取回收(1）Ca2+进入胞液的途径(2）Ca2+离开胞液的途径10(1）Ca

5、2+进入胞液的途径Ca2+进入胞液是顺浓度梯度的被动过程细胞外Ca2+跨膜入胞→细胞内Ca2+释放细胞内Ca2+增加主要取决于内Ca2+释放另外Ca2+还可通过Na+-Ca2+交换蛋白进入胞液111）细胞膜Ca2+通道①电压依赖性Ca2+通道（voltage-dependentcalciumchannel，VDC）：其活动受膜电压变化的影响L-型(Lasting-,持续型)：特点是开启后产生持续Ca2+内流；（*可被钙通道阻滞剂所阻断）T-型(Transitory,短暂型)：开放时间短暂，很快失

6、活；N-型(Neuronal,神经型)：开放时间介于L、T型，只存在于某些神经元上。12②受体操纵性钙通道(receptor-operatedcalciumchannel，ROC)：a配体与受体结合后→直接调节钙通道开放；b配体与受体结合后→G蛋白偶联→调节钙通道开放；c受体与配体结合后→G蛋白偶联→产生第二信使→修饰VDC(可能是L-型VDC)，调节VDC对Ca2+的通透性▽。13eg:β1受体激动剂→G蛋白→AC→cAMP→PKA→磷酸化钙通道，胞外Ca2+内流。142）细胞内贮存钙释放的机

7、制细胞内游离Ca2+主要贮存于内质网(ER)／肌浆网(SR)中，经Ca2+释放通道释放。1,4,5-三磷酸肌醇(IP3)敏感钙池:受IP3受体系统调控IP3不敏感钙池:受ryanodine受体系统调控15①IP3受体系统当IP3与IP3受体(IP3R)结合→开放钙通道，ER/SR中的钙释放入胞浆中IP3R-typeⅠ介导的Ca2+释放依赖于一定浓度的胞浆Ca2+（[Ca2+]i），呈钟形反应(bell-shapedresponse);IP3R-typeⅡ,Ⅲ则更接近线性反应。IP3R系统释放细胞

8、内钙受许多因素影响：[Ca2+]i；碱性环境中Ca2+释放增加K+通过K+通道进入钙池，进而促进Ca2+释放肝素是IP3R的持异性拮抗剂16②ryanodine受体系统在多种细胞内普遍存在ryanodine受体（以下简称RyR）调节IP3不敏感钙池内钙的释放。现知RyR至少有3种亚型:RyR1存在于骨路肌SR上，有5032／5037个氨基酸残基；RyR2存在于心肌上，有4967个氨基酸残基，RyR3存在于非肌性细胞上，比前两者小得多，只有641个氨基酸残基。17Ca2+与RyR上的Ca2+结合位