科学家们发现了如何控制体内游离钙的关键步骤

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  科学家们发现了如何控制体内游离钙的关键步骤

  2014年1月24日

  约翰霍普金斯大学的科学家报告说,他们已经找到了“自由”的关键步骤。钙 - 一种不含在骨骼中的钙 - 在体内进行管理,这一发现可以帮助开发包括帕金森病在内的各种神经系统疾病的新疗法。

  本周在“自然 - 化学生物学”(Nature Chemical Biology)网上出现的研究人员描述了他们对微小“灯”的使用。和化学“皮带”揭示如何控制钙。

  由自由浮动的钙离子携带的电信号对于保持身体的逐秒功能“非常重要”。约翰霍普金斯大学生物医学工程和神经科学教授David Yue,博士,博士说。

  领导研究生Philemon Yang和Manu Ben Johny研究团队的Yue解释说,钙通道这样的大蛋白质可以决定钙进入细胞的时间。嵌入细胞膜中,这些通道打开和关闭以调节钙流入细胞。

   当钙进入细胞时,它会引发一系列重要的活动,但只需要输入适量的钙 - 否则就会出现问题。

  为了实现这种平衡,两种化学调节剂与钙通道结合,作为钙进入的制动器和促进剂。钙调蛋白,一种钙通道结合蛋白,阻止钙流过,而其他蛋白质,称为钙 - 岳,谁领导研究生Philemon Yang和Manu Ben Johny的研究团队,解释了称为钙通道的大蛋白质守门员决定钙进入细胞的时间。

  嵌入细胞膜中,这些通道打开和关闭以调节钙流入细胞。

   当钙进入细胞时,它会引发一系列重要的活动,但只需要输入适量的钙 - 否则就会出现问题。为了实现这种平衡,两种化学调节剂与钙通道结合,作为钙进入的制动器和促进剂。钙调蛋白,一种钙通道结合蛋白,阻止钙流过,而其他蛋白,称为钙结合蛋白,加速钙进入。

  在他们的研究中,Yue和他的同事研究了嵌入大脑神经细胞膜中的特定钙通道,以了解钙调蛋白和CaBP4(一种特殊的钙结合蛋白)如何锁定在通道上。

  他们通过基因工程钙通道固定了有利于钙调蛋白结合的几率,钙通道通过短的,灵活的氨基酸链与钙调蛋白连接。但令他们惊讶的是,Yue说,钙结合蛋白同时粘在钙通道上,这表明每个调节器在通道上都有自己的停车位,而之前的理论提出了一个空间。

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  为了进一步研究这些钙调节剂之间的关系,科学家们使用了不同颜色的标记物,并将它们附着在钙通道,钙调蛋白和CaBP4上。当两个分子锁定在一起时,颜色会发生变化。通过测量颜色变化,研究人员可以确定哪些分子彼此结合。

  在他们的研究中,Yue和他的同事研究了嵌入大脑神经细胞膜中的特定钙通道,以了解钙调蛋白和CaBP4(一种特殊的钙结合蛋白)如何锁定在通道上。

  他们通过基因工程钙通道固定了有利于钙调蛋白结合的几率,钙通道通过短的,灵活的氨基酸链与钙调蛋白连接。但令他们惊讶的是,Yue说,钙结合蛋白同时粘在钙通道上,这表明每个调节器在通道上都有自己的停车位,而之前的理论提出了一个空间。

  为了进一步研究这些钙调节剂之间的关系,科学家们使用了不同颜色的标记物,并将它们附着在钙通道,钙调蛋白和CaBP4上。当两个分子锁定在一起时,颜色会发生变化。通过测量颜色变化,研究人员可以确定哪些分子彼此结合。

  “我们的实验确定钙调蛋白和钙结合蛋白通过结合钙通道的不同部分起作用”。岳说。 “更一般地,我们已经能够研究诸如这些的大分子如何在活细胞中起作用。”

  “现场灯光秀”他补充说,允许使用光标记可以帮助科学家开发出针对钙通道的新药。已经存在一些这样的药物,包括钙通道阻滞剂,其通过靶向血管中发现的特定种类的钙通道来降低血压。

  Yue说,阻断钙通道也可能有助于其他疾病。例如,研究人员发现,大脑某些部位的钙超载可能会导致一些神经退行性疾病,如帕金森症。阻断那些麻烦点中发现的钙通道 - 这是岳的研究中的那种钙通道 - 可能是对抗衰弱性脑病的一种方法。

  资料来源:约翰霍普金斯医学