鈣離子通道

鈣離子通道

鈣離子通道的化學本質是蛋白質,稱為載體。鈣離子與載體結合被轉運。這種蛋白質與鈣離子的結合類似酶與底物的結合。解釋酶與底物專一結合的學說。

  • 中文名稱
    鈣離子通道
  • 外文名稱
    Calcium channel
  • 別稱
    載體
  • 化學本質
    蛋白質

鎖鑰學說

鎖鑰學說特指對酶反應機製的一種描述。底物與酶結合形成復合體,酶上的結合部位(即活性部位)在結構上與底物互補以致底物與酶吻合,正如鑰匙和鎖吻合一樣。 它是解釋酶專一性的理論,雖然已經過時,但是解釋得很形象。

1.酶的活性中心:指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. 鎖鑰學說:酶的活性中心的構象與底物的結構(外形)正好互補,就像鎖和鑰匙一樣是剛性匹配的,這裏把酶的活性中心比作鑰匙,底物比作鎖。

在此理論的基礎上還衍生出一個三點附著學說,專門解釋酶的立體專一性。

誘導鍥合理論

1.誘導鍥合學說定義:為了說明底物與酶結合的特徵,在鎖鑰學說的基礎上提出的一種學說。底物與酶活性部位結合,會引起酶發生構象變化,使兩者相互契合,從而發揮催化功能。

2.學說內容:這是為了修正鎖鑰學說的不足而提出的一種理論。它認為,酶的活性中心與底物的結構不是剛性互補而是柔性互補。當酶與底物靠近時,底物能夠誘導酶的構象發生變化,使其活性中心變得與底物的結構互補。就好像手與手套的關系一樣。該理論已得到實驗上的證實,電鏡照片證實酶“就像是長了眼睛一樣”。

3.鈣離子通道定義:它是一種跨越細胞膜的結構,它嚴格控製著鈣離子進入細胞的過程。由于鈣離子信號與很多重要生理功能相關,例如心髒收縮、基因轉錄等,因此調節鈣離子進入細胞的精確反饋機製就至關重要。為了實現這一功能,每個鈣離子通道都與一個鈣調蛋白分子(calmodulin CaM)結合,從而通過鈣離子與其羧基端小葉(C-lobe)和氨基端小葉(N-lobe)的結合實現對通道活性的調節。鈣調蛋白與鈣離子形成的復合物是構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。CaM的羧基端小葉能感應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全局的較遠距離源引起的鈣離子小型改變。然而,盡管以上現象在生物學上非常重要,但其內部機製尚不清楚。

4.新發現

在2008年6月27日出版的《細胞》(Cell)上,來自美國的一組科學家發表文章稱,他們提出了一種全新理論來說明全局選擇性是如何出現的,並且從實驗上證實了這一理論的正確性。在研究中,科學家利用一種新方法實現了對于鈣離子振蕩的毫秒級別控製。結果發現,全局選擇性產生于CaM結合于通道之後的快速鈣離子釋放。

盡管CaM的C-lobe和N-lobe感受著完全相同的鈣離子信號,它們卻選擇性的與產生于不同空間區域的鈣離子信號發生反應。研究人員發現,CaM的C-lobe利用一種“慢CaM”(slow CaM)機製來選擇產生于自身通道的鈣離子信號,這類似于放大鏡,而N-lobe則利用一種“SQS”機製來選擇來自較遠距離通道的信號,這類似于雙筒望遠鏡。特別值得註意的是,SQS機製產生的空間選擇性能得到調整,這或許能產生非常重要的生理學結果。

新發現對于更好了解鈣離子信號在整個生物學領域的作用非常有意義

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